摘要現(xiàn)今,能源匱乏、環(huán)境惡化問題日益突出,人們逐步意識到節(jié)約能源和環(huán)境保護的重要性。玻璃幕墻在現(xiàn)代建筑中應用越發(fā)廣泛,但玻璃幕墻的熱工性能較差,建筑藝術(shù)與能源節(jié)約形成矛盾。本論文從幾個方面入手,總結(jié)出玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計的設(shè)計要素。
關(guān)鍵詞玻璃幕墻綠色節(jié)能
中圖分類號:TU5文獻標識碼:A
隨著資源的過度開發(fā)和自然環(huán)境的破壞,人們逐步意識到保護生態(tài)環(huán)境和節(jié)約資源的重要性。我國作為發(fā)展中國家,能源匱乏、利用技術(shù)落后以及高污染的問題日益突出,節(jié)能建筑日益受到重視。玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑較多采用的外圍護結(jié)構(gòu),應用范圍越來越廣,但由于玻璃材質(zhì)本身獨特的物理性能,玻璃幕墻的熱傳導、熱交換最為活躍,是整個外圍護結(jié)構(gòu)中熱工性能最差的部位。因玻璃幕墻損失的熱能可占建筑總能耗的40%,因此玻璃幕墻的設(shè)計不僅要滿足建筑美學和建筑功能的要求,而且要更多地考慮熱工設(shè)計。
建筑師在設(shè)計過程中,應充分考慮到玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計要素,實現(xiàn)建筑設(shè)計與節(jié)能設(shè)計,立面表現(xiàn)和物理性能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。設(shè)計師應從以下幾個方面入手,進行玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計:
1 玻璃材料
作為玻璃幕墻的主要材料,玻璃的熱工性能決定了玻璃幕墻整體的熱工性能。幕墻玻璃不但要滿足采光和傳熱系數(shù)的要求,還需要滿足遮陽系數(shù)的要求。傳熱系數(shù)越小,遮陽系數(shù)越小,陽光熱輻射透過率越低,保溫隔熱效果越好。普通玻璃熱工性能不佳,Low-E玻璃熱工性能有了很大的改善,它在夏季能夠反射室外的熱輻射,降低室內(nèi)空調(diào)熱耗,冬天能夠?qū)⑹覂?nèi)的熱輻射反射回室內(nèi),降低室內(nèi)能源損耗。光致變色玻璃可以根據(jù)陽光的強度來調(diào)節(jié)透光率,強光時玻璃顏色變深,從而降低透光率,減小了熱輻射。加入了惰性氣體的中空玻璃也是目前應用較廣的幕墻玻璃,它有較好的阻熱性能。
2 型材
在普通玻璃幕墻中,鋁合金框架是玻璃幕墻的熱橋,它的導熱能力是玻璃的上百倍。冷橋是一種獨特的熱橋,未經(jīng)斷熱處理的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件將熱量導走的速度比周圍的區(qū)域都快,因此它的溫度較低,這種類型的熱橋,俗稱為“冷橋”。在冬季未經(jīng)斷熱處理的鋁型材就是冷橋,室內(nèi)水蒸氣在冷橋的同側(cè)表面形成冷凝水,冷凝水的存在會增加構(gòu)造處理的難度及在幕墻周邊的室內(nèi)裝飾面提供發(fā)霉的條件。型材的選擇方面,因隱框、點式玻璃幕墻的框架隱藏于玻璃之后,所有金屬型材對整個隱框、點式玻璃幕墻的傳熱系數(shù)影響較小;如果選擇明框玻璃幕墻,金屬框架型材應當選擇斷熱型材。斷熱型材是在內(nèi)外兩種高導熱性的金屬框料之間設(shè)置低導熱性的隔離物,從而形成有效地斷熱面,減少框體熱量散失。斷熱型材除具有較好的熱工性能外,還具有較好的隔聲、防風、水密性能。
3 遮陽技術(shù)
采用遮陽技術(shù)是直接降低玻璃幕墻遮陽系數(shù)的最為直接的方式之一。幕墻遮陽的目的是阻斷直射陽光透過玻璃進入室內(nèi),降低熱輻射,并能防止眩光,幕墻中的遮陽技術(shù)應該是最有效,最易推廣應用的節(jié)能技術(shù)。根據(jù)遮陽體系設(shè)置的位置,可以分為外置遮陽系統(tǒng)、雙層玻璃幕墻間層遮陽系統(tǒng)、內(nèi)置遮陽系統(tǒng)三種。其中根據(jù)構(gòu)造方式又可分為“活動式遮陽”及“固定式遮陽”。就遮陽形式來分,一般分為四種 :水平遮陽、垂直遮陽、綜合式遮陽和擋板式。在進行遮陽板的設(shè)計時應作以下考慮:在滿足阻擋直線陽光的前提下,可以有不同板面組合的形式,應該選擇對通風,采光,視野,構(gòu)造和立面處理等要求更為有利的形式;遮陽板的安裝位置方面,安裝的位置對防熱和通風的影響很大。例如將板面緊靠墻面布置時,受熱表面加熱而上升的熱空氣將受室外風壓作用導入室內(nèi)。為了克服著個缺點,板面應該離開玻璃墻面一定的距離安裝,以使大部分熱空氣沿著墻面排走,且應使遮陽板盡可能減少擋風,最好還能兼起導風入室作用;材料與顏色方面,由于遮陽構(gòu)件經(jīng)常暴露在室外,受日曬雨淋,容易損壞,因此要材料堅固耐久。如果遮陽室活動式的,又要求輕便靈活,以便調(diào)節(jié)或拆除。材料的外表面對太陽輻射熱的吸收系數(shù)要小,設(shè)計時可根據(jù)上述的要求并結(jié)合實際情況來選擇適宜的遮陽材料。
4 構(gòu)造技術(shù)
通風式幕墻構(gòu)造技術(shù)與傳統(tǒng)單層幕墻相比,它的特點是兩層幕墻之間有一個通風換氣層,由于換氣層中空氣的流動,使內(nèi)層幕墻的溫度接近室內(nèi)溫度。
敞開式外循環(huán)體系通風式幕墻(見圖1):適宜夏季高溫時間長的地區(qū),外層采用單層玻璃和非斷熱型材,內(nèi)層采用中空玻璃和斷熱型材。夏季,打開換氣層的進排風口,光照下,高溫空氣上浮,帶走熱量,降低內(nèi)層玻璃表面的溫度;冬季,關(guān)閉換氣層的進排風口,光照下,換氣層空氣溫度升高,形成一個溫室,提高內(nèi)層玻璃表面的溫度。
封閉式內(nèi)循環(huán)體系通風式幕墻(見圖2):(下轉(zhuǎn)第139頁)(上接第136頁)適宜冬季低溫時間長的地區(qū),外層用中空玻璃和斷熱型材,內(nèi)層用單層玻璃和非斷熱型材。冬季,中空玻璃有效地阻止室外低溫空氣的滲入,打開換氣層的進排風口,光照下,高溫空氣自然上浮,向內(nèi)循環(huán)流動,有效節(jié)約能源;夏季,關(guān)閉換氣層的進排風口,阻止熱氣向內(nèi)滲透。
結(jié)語:建筑節(jié)能是人類社會目前經(jīng)濟發(fā)展所面臨的共同課題。伴隨著人類社會的發(fā)展,建筑設(shè)計理念的不斷提升,現(xiàn)代建筑在資源利用、能源節(jié)約、環(huán)境保護等方面提出了新的要求。玻璃幕墻的選擇已經(jīng)成為設(shè)計的一大趨勢,建筑節(jié)能的效果與幕墻設(shè)計有密切關(guān)系。在玻璃幕墻設(shè)計過程中,根據(jù)實際情況,合理選擇設(shè)計方案,使幕墻的節(jié)能效果得到最大的提升。