◎ 山東省東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 趙建文

能源問題是當(dāng)前世界各國(guó)普遍重視的問題，并已被列為人類面臨的四大生存問題之一。在全世界的能源消耗中，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，玻璃幕墻能耗在建筑總能耗中所占的比重都是很大的，約為30%～60%。因此，在世界范圍內(nèi)能源問題日益緊迫、建筑能耗不斷增長(zhǎng)的今天，世界各國(guó)又都將建筑節(jié)能工作列為工作中的重點(diǎn)。

1 引言

隨著現(xiàn)代建筑飛越發(fā)展，玻璃幕墻作為現(xiàn)代化建筑的主要外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)形式之一，在各個(gè)地區(qū)均被廣為利用，因此其設(shè)計(jì)不僅要滿足建筑美學(xué)和建筑功能的要求，而且要更多地考慮熱工設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)當(dāng)前國(guó)際上流行的建筑設(shè)計(jì)三大原則：“開放與交流、舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能?！比绾味康胤治龊透纳撇Ａ粔Φ墓?jié)能和提高效益就顯得非常重要。

2 規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化

幕墻的設(shè)計(jì)應(yīng)科學(xué)合理，避免玻璃幕墻帶來的光反射污染，不要將幕墻建筑安排的過于集中，不面向居民樓設(shè)置玻璃幕墻，限制在并列的或相對(duì)的建筑物上采用全部玻璃幕墻。在丁字路口和居民區(qū)20m以下高度不采用大面積,高反射率的鍍膜玻璃。玻璃的陽(yáng)光控制膜有低輻射、吸熱等不同數(shù)值可供選擇，如反射率在8%～70%之間變化，可根據(jù)使用要求來調(diào)整。落地幕墻可采用在墻角布置綠化遮擋熱量，也可改用反射率低的鋁板、石板材等。

表1 單雙層玻璃效果比較

3 玻璃幕墻的面積和朝向

(1)一般情況下，玻璃的邊長(zhǎng)比宜為(1.2～1.5)∶1，不宜大量劃分正方形和1∶2以上的狹長(zhǎng)矩形，通常玻璃原板的尺寸為212～214m寬，313～316m長(zhǎng)，劃分玻璃時(shí)要盡量利用玻璃原板，減少邊角余料，一般要求材料的利用率在80%以上為好。

(2)在滿足要求的前提下，應(yīng)盡量減小幕墻的面積。朝向不同，會(huì)引起太陽(yáng)輻射得熱量的不同。一般，幕墻朝南較其它方向?yàn)閮?yōu)，建議盡量避免幕墻朝西，幕墻朝東的情形與幕墻朝西的相同。幕墻朝北則因采光欠佳，而且冬季太陽(yáng)輻射得熱量較小，所以應(yīng)該慎用。

4 玻璃選擇

玻璃是幕墻和門窗中難以替代的最重要材料，雖然玻璃技術(shù)的進(jìn)步提供了許多選擇，但是將采光為主的玻璃放到有多種功能要求的幕墻中，問題并不簡(jiǎn)單。玻璃對(duì)節(jié)能的貢獻(xiàn)不容忽視，玻璃的節(jié)能歸根到底離不開玻璃本身所具有的反射、透射、散射以及聚光特性。對(duì)光線反射、折射、散射和聚光的應(yīng)用將對(duì)室內(nèi)光線的均勻分布及避免陽(yáng)光眩光、防止熱輻射起重大作用。

目前采用較多的是單層反射玻璃和雙層玻璃。單層反射玻璃反射30%的太陽(yáng)輻射熱。IN TERPANE提供的鍍膜熱反射玻璃IA108可達(dá)到37%。雙層玻璃則更勝一籌。兩者的優(yōu)劣比較見表1。目前幕墻設(shè)計(jì)中，對(duì)玻璃幕墻的初投資較為重視，而對(duì)其它項(xiàng)考慮不足，如果能綜合考慮上述各項(xiàng)，權(quán)衡利弊，就可以做出明智的選擇。

在雙層玻璃窗中充空氣和氬氣，節(jié)能效果也可得到大大提高。可采用潔凈空氣雙層玻璃窗、潔凈氬氣雙層玻璃窗、潔凈高得熱系數(shù)的空氣雙層Low-E(e2=0.1)玻璃窗、潔凈高得熱系數(shù)的氬氣雙層Low-E(e2=0.1)、潔凈低得熱系數(shù)的空氣雙層Low-E(e2=0.04)、潔凈低得熱系數(shù)的氬氣雙層Low-E(e2=0.04)等技術(shù)。

5 玻璃幕墻保溫材料選擇

為節(jié)省造價(jià)，達(dá)到節(jié)能目的，選擇良好隔熱保溫材料是非常重要的。材料的保溫隔熱性能好壞是由材料導(dǎo)熱系數(shù)的大小決定的，導(dǎo)熱系數(shù)愈小。保溫、隔熱性能愈好，玻璃幕墻保溫材料主要有4種。

（1）巖棉及其制品：以精選的玄武巖或綠巖為主要原料，經(jīng)高溫熔融制成的人造無(wú)機(jī)纖維。防火效果好，可耐8000℃高溫。

（2）礦棉及其制品：是利用工業(yè)廢料礦渣為主要原料，經(jīng)熔化采用高速離心法或噴吹法工藝制成的棉絲狀無(wú)機(jī)纖維。

（3）玻璃棉及其制品（玻璃棉毯或玻璃棉板）：是以硅砂、石灰石等礦物為主要原料，經(jīng)熔化將熔融玻璃液制成的無(wú)機(jī)纖維，可將氈或板表面涂上黑膠或粘附一層黑色的玻璃纖維氈加固，適用于商業(yè)、工業(yè)和公用建筑玻璃幕墻，其保溫隔熱效果比巖棉更好，這種材料可以防止結(jié)露、減輕墻體重、增加使用面積、節(jié)約能源、增強(qiáng)舒適度、美觀實(shí)用、保護(hù)主體結(jié)構(gòu)、隔音、防火等，但不耐高溫。

（4）聚苯乙烯泡沫塑料板（聚苯板）：是以聚苯乙烯樹脂為基料，加入發(fā)泡劑等輔助材料，經(jīng)加熱發(fā)泡而成的輕質(zhì)材料。以上材料具有容重小、隔熱、吸聲、導(dǎo)熱系數(shù)低、不燃、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，均適用于圍護(hù)墻的保溫。

6 幕墻框架材料選擇

幕墻框架的材料主要是鋁合金擠壓型材。對(duì)隱框幕墻而言，重點(diǎn)考慮玻璃及其密封膠縫材料的節(jié)能性。而對(duì)于明框玻璃幕墻和半隱框玻璃幕墻，由于其金屬框架的構(gòu)件完全或部分顯露于面板的外表面，這勢(shì)必引起熱傳導(dǎo)。為了減少鋁型材的熱傳導(dǎo)，達(dá)到隔熱保溫效果，宜采用“隔熱斷橋鋁型材”，即兩個(gè)鋁型材中間加入低導(dǎo)熱的非金屬隔離物，可得到優(yōu)良的隔熱、隔冷性能的鋁型材。斷橋鋁材的內(nèi)外兩面，可以是不同斷面型材，也可以是內(nèi)外不同色澤的型材，兩個(gè)型材中間是隔熱材料。斷橋鋁材分2種類型:①穿熱條式斷橋鋁材，是在不同兩條鋁材中間插入隔熱條再滾壓成斷橋鋁材。②灌注式斷橋鋁材，在鋁型材的腔本部分滋注隔熱材料，然后再切掉原型材灌的兩個(gè)邊，而形成斷橋。

總之，玻璃幕墻的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：(一)科學(xué)性:需綜合、全面權(quán)衡各因素，充分考慮其功能、性能等諸多方面，合理選型(幕墻的形式和窗墻面積比)、選材和構(gòu)造。幕墻的傳熱系數(shù)由建筑物的外形和所處地區(qū)的氣候條件、型材的傳熱系數(shù)和玻璃的傳熱系數(shù)等綜合確定。(二)適用性:結(jié)合環(huán)境因素與項(xiàng)目的具體情況，參照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與地方要求，認(rèn)真落實(shí)國(guó)家、省有關(guān)節(jié)能政策，同時(shí)要處理好建筑低能耗與高舒適度的關(guān)系。(三)經(jīng)濟(jì)性:建筑玻璃幕墻只是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，只是建筑節(jié)能的一個(gè)方面，節(jié)能的考慮需全盤考慮，只有達(dá)到節(jié)能與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一才能體現(xiàn)節(jié)能的作用與價(jià)值。原則上講，建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)需要建筑師與幕墻設(shè)計(jì)師(外圍護(hù))、暖通工程師(空調(diào)采暖)、室內(nèi)設(shè)計(jì)師(采光)等充分協(xié)商，盡量達(dá)到各方面的統(tǒng)一。