建筑幕墙工程节能技术应用

建筑幕墙工程节能技术应用

李朝辉

身份证号码：371321198811186312

摘要：在幕墙工程中，各种节能技术的应用策略包括但不限于：优化隔热材料的选择和使用，改善幕墙结构的密封性能，采用高效的玻璃材料和窗框系统，合理设计通风和日照控制，利用太阳能和其他可再生能源等。通过应用这些节能技术，可以降低建筑的热传导、能耗和碳足迹，提供更舒适的室内环境，减少对空调和供暖系统的依赖，实现可持续发展的目标。

关键词：建筑幕墙工程；节能技术；应用

1幕墙工程节能技术

1.1幕墙构造节能技术

1.1.1框支承玻璃幕墙

（1）隔热框架设计。隔热框架通常由铝合金和塑料材料制成，这些材料具有较低的热导率，能够有效减少热量的传导。同时，设计中还应考虑框架的结构以及孔隙率，通过合理的结构设计和减少热桥的存在，进一步提高幕墙的保温性能。（2）热桥的降低。框支承玻璃幕墙中的热桥会导致热传导，从而降低幕墙的节能效果。为了降低热桥效应，可以采用断桥铝合金型材、增加断桥隔热条、采用玻璃纤维增强塑料等材料，减少热传导路径，提高幕墙的隔热性能。（3）隔热胶条和密封设计。适当选择和应用隔热胶条，能够降低冷热桥的影响，减少热量的传递。同时，严密的密封设计可以有效防止室内外空气和热量的交换，提高幕墙的保温性能，见图1。（4）外部遮阳装置。通过合理设计和选择外部遮阳设施，如遮阳板、百叶窗和可调节光线控制系统，可以调节室内的自然采光和遮阳，减少热量的进入，提高室内舒适性，降低能耗。遮阳板对自然采光率的影响很大，完全遮挡阳光直射导致自然采光率为0%，同时透光率介于10%至30%之间。百叶窗由于可调节角度，使得自然采光率和透光率的范围较大，根据角度调整可达到不同的要求。可调节光线控制系统通过智能化控制，可根据需要调节光线透过率，以提供更加灵活的自然采光和遮阳效果。遮阳棚的自然采光率和透光率相对较低，但在一些特定需求的场景中依然有其应用价值。渐变玻璃在晴天时提供高自然采光率和透光率，能够实现良好的遮阳效果。

图1单元板之间海绵条的布置

1.1.2点支撑玻璃幕墙

点支撑玻璃幕墙是一种幕墙构造节能技术，其特点在于采用无钻孔的支撑系统，有效解决了传统点式幕墙在保温性能和能源消耗方面存在的问题。传统的开孔点式幕墙会导致热量从导热性强的不锈钢爪处传递，降低整个系统的保温性能。点支撑玻璃幕墙通过创新设计与技术改进，提供了更好的保温性能和能源效益。（1）无钻孔支撑系统。点支撑玻璃幕墙采用无钻孔的支撑系统，不需要对玻璃面板进行开孔，从而减少了热量传导和热桥效应。（2）保温性能优化。采用高性能的中空玻璃面板，通过选择低导热材料作为支撑系统，减少热量传导。这样可以有效减少热流进入室内和热量损失，提高整个幕墙系统的保温性能。（3）简洁的安装工艺。点支撑玻璃幕墙的安装过程相对简洁，由于不需要钻孔处理，减少了施工中的工序和时间。可以提高施工效率，降低施工成本。（4）密封性能改进。点支撑玻璃幕墙通过改进密封技术，确保玻璃与支撑结构之间的良好密封，避免了传统开孔方式中存在的密封失效问题。这样可以提高幕墙的密闭性，减少能源的消耗。

1.2幕墙隔热系统节能设计

1.2.1隔热型材节能设计

（1）断热制作工艺技术。常见的断热制作工艺包括断桥铝合金型材和塑料隔热条。断桥铝合金型材通过在铝合金型材中加入断桥隔热条，形成两侧断开的结构，减少热量的传导。塑料隔热条则采用高导热阻隔热材料，如聚氨酯发泡材料，填充在铝合金型材内部，起到隔热作用。（2）隔热性能。常见的指标包括热传导系数（U值）和热阻（R值）。前者的计算公式为：

公式（1）中，R代表热阻，n代表隔热层数。后者的计算公式为：

公式（2）中，其中δ为材料厚度，λ为材料的热导率。热传导系数越低，表示材料的隔热性能越好，热量传导较少。热阻指标衡量材料对热量传导的阻碍程度，数值越大表示隔热性能越好。隔热型材的隔热性能可以通过实验测试和计算模拟来评估。（3）力学性能。除了隔热性能，隔热型材还需要具备一定的力学性能，以确保幕墙的结构稳定和安全。常见的力学性能指标包括强度、刚度和变形能力等。强度和刚度要能够满足幕墙在自身重力、风荷载等外力作用下的承载能力和变形要求。

1.2.2开启扇处节能处理

开启扇是幕墙中的可开启部分，为了保证室内通风和自然采光效果，开启扇的节能处理至关重要。常见的节能处理手段包括选择高效的隔热玻璃（如LOW-E玻璃）、优化开启扇的密封性能和减少开窗比例等[4]。其中，建筑通风量计算公式为：

公式（3）中，Q代表通风量，Cd代表通风系数，A代表开启扇的面积，△T代表室内外温差。通过计算建筑的通风量和室内外温差来确定开启扇的最佳尺寸和数量，以最大程度地实现节能效果。

2幕墙节能技术应用案例

2.1工程概况

某市筹划建立一座文体中心，该文体中心以公共设施为主要用地，通过提高用地兼容性和规划城市道路网系统、公园、绿化等开放空间系统，使区块内的功能协调统一。在设计方面，在高度集聚的功能体之间穿插丰富多变的趣味空间，为市民提供多层次的休息交流平台。在进行幕墙施工过程中，相关工作人员从节能材料以及节能设计两个方面入手，将节能技术应用于幕墙工程之中，提高该项目绿色施工水平。

2.2节能材料选择及节能技术应用

本项目为提高幕墙节能效果，采用“真空玻璃+蜂窝铝板”的组合形式。①根据项目需求和设计要求，设计师和工程团队将进行细化和详细设计，确定所需的真空玻璃和蜂窝铝板的尺寸、型号和安装方案。②根据设计方案，开始准备所需的真空玻璃和蜂窝铝板材料。真空玻璃通常由两个或多个玻璃层之间形成真空隔离层，以提高隔热性能。蜂窝铝板则是由两层铝板之间的蜂窝结构组成。这些材料需要根据具体尺寸进行切割和加工，以适应实际安装需求。③施工现场，施工人员进行真空玻璃和蜂窝铝板的组装。本项目中，施工使用专用的支架和夹具将真空玻璃和蜂窝铝板固定在一起，形成整体的面板。④组装完成后，将面板安装到幕墙结构上。这涉及将面板提升至所需位置，并使用特定的连接件和固定设备将其牢固固定在幕墙结构上。这一过程需要严格按照安装方案和设计要求进行，以确保安全和稳定性。⑤安装完成后，需要进行密封处理，以确保面板之间的隔热层和幕墙系统的密闭性。这可能涉及使用密封胶条或密封剂填充面板之间的间隙，并确保有效的防水和空气密封。

2.3幕墙节能效果

施工技术之后，相关工作人员基于参照建筑，对该项目幕墙工程的热工参数进行对比分析。该项目使用的幕墙节能施工技术，其导热系数以及得热系数相关数据，均，符合《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）中的要求。同时，与参照建筑相比，该项目屋面、外墙以及底面接触空气的外楼板部位，其热工参数均小于参照建筑对应数值，证明采用“真空玻璃+蜂窝铝板”的节能技术，能够有效提高该建筑节能效果。

3结语

传统的幕墙设计往往缺乏节能意识，导致能源浪费。因此，采用节能技术成为建筑施工幕墙工程中的一个重要策略。在幕墙施工中运用技能技术，不仅有助于降低运营成本，还可以减少碳排放和环境污染，推动可持续发展的目标。

参考文献

[1]杨超勇.建筑工程中节能施工技术的应用[J].科技创新与应用,2021,11(18):175-177.

[2]毛慧.高层建筑幕墙工程中节能技术应用[J].四川水泥,2021,(01):71-72.

[3]王勇.建筑施工中幕墙工程节能技术的应用探讨[J].中国建筑金属结构,2020,(09):86-87.

[4]孙文博.基于建筑土建工程施工中节能施工技术的分析[J].现代物业(中旬刊),2020,(05):144-145.

[5]张淑英.高层建筑幕墙工程中节能技术的应用[J].智能城市,2018,4(14):83-84.