摘要：玻璃幕墻建筑的節(jié)能問題在整個(gè)建筑節(jié)能中占據(jù)很重要的位置。本文對(duì)玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中遇到的各種問題進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：玻璃幕墻；節(jié)能設(shè)計(jì)；環(huán)保

1 前言

玻璃幕墻作為建筑物的外裝飾是現(xiàn)代化城市建筑的重要標(biāo)志之一，它打破了傳統(tǒng)的實(shí)體墻與門窗的界限，巧妙地將建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能與裝飾功能有機(jī)地融為一體，使建筑物更具時(shí)代感和藝術(shù)性。當(dāng)前，建筑節(jié)能成為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分，社會(huì)對(duì)建筑節(jié)能的意識(shí)也在逐漸增強(qiáng)。建筑節(jié)能主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能，而玻璃墻是現(xiàn)代建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分。充分考慮玻璃幕墻使用的靈活性和最大限度地減少能耗，是建筑師和采暖空調(diào)工程師亟需解決的問題。

2 玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)

玻璃幕墻的傳熱方式有導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射，還包括太陽光的透射，節(jié)能設(shè)計(jì)就是要對(duì)這些環(huán)節(jié)的熱交換加以控制，增加玻璃幕墻的保溫隔熱性能。

玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)首先要注重玻璃幕墻材料本身的熱工性能，選用節(jié)能型材料；其次是采用一些特殊的構(gòu)造做法控制熱交換，達(dá)到節(jié)能的目的；還可以借助一些輔助措施，取得節(jié)能效果。

2．1 玻璃幕墻材料節(jié)能

材料節(jié)能就是在玻璃幕墻選材時(shí)，選用節(jié)能型材料，包括節(jié)能玻璃和節(jié)能型材。

（1）玻璃幕墻常用的節(jié)能玻璃有：吸熱玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃等。

吸熱玻璃是一種能夠吸收太陽輻射的平板玻璃，包括本體著色和表面鍍膜兩類：本體著色吸熱玻璃是在無色透明平板玻璃中加入特殊著色劑，采用浮法、垂直引上法、平拉法等工藝生產(chǎn)；表面鍍膜吸熱玻璃是在玻璃表面噴鍍吸熱的氧化物薄膜形成的吸熱玻璃。吸熱玻璃能把太陽能吸收轉(zhuǎn)化為熱能，然后通過導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射的形式把熱能散發(fā)出去，從而減少了進(jìn)入室內(nèi)的太陽能，降低了空調(diào)制冷費(fèi)用。

鍍膜玻璃分為熱反射鍍膜玻璃和低輻射鍍膜玻璃兩種。熱反射鍍膜玻璃是在玻璃表面鍍上金屬、非金屬及氧化物薄膜，使其對(duì)太陽光具有一定的反射作用，將太陽能反射回大氣中，阻擋太陽能進(jìn)入室內(nèi)。熱反射鍍膜玻璃有良好的控光性和隔熱性，對(duì)太陽輻射熟反射率可達(dá)30％，可以有效減少進(jìn)入室內(nèi)的熱量，節(jié)約能耗。此外，熱反射鍍膜玻璃具有單向透視性，迎光面具有鏡面反射效果，而背光面則可以透視。低輻射鍍膜玻璃，也就是我們常說的Low—E玻璃，它能吸收大量紅外線輻射熱，又保持良好的可見光透射率，對(duì)遠(yuǎn)紅外線則具有80％以上的反射率，節(jié)能效果明顯。冬季，低輻射鍍膜玻璃可以將室內(nèi)的熱輻射反射回室內(nèi)，減少室內(nèi)熱量換失；夏季，將室外的熱輻射反射出去，減少室內(nèi)空調(diào)制冷負(fù)荷。與熱反射鍍膜玻璃相比，它的透光性好，節(jié)能效果好，遮陽系數(shù)低。

中空玻璃是將普通浮法玻璃、鋼化玻璃、鍍膜玻璃等兩層或多層平板玻璃隔開，并用密封膠密封，內(nèi)部充人干燥空氣、惰性氣體等。由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)僅是玻璃的1／27，并且問層內(nèi)氣體不產(chǎn)生對(duì)流，因此中空玻璃有較好節(jié)能效果。中空玻璃大幅提高了玻璃幕墻的隔聲和保溫隔熱性能，而且具有很好的防結(jié)露性能。

真空玻璃用適當(dāng)分布的微粒支柱做間隔，間隙層只有0．1mm～0．2mm，空腔內(nèi)抽成真空，真空度達(dá)到0．1帕以上，總厚度最薄只有6mm左右。真空玻璃具有比中空玻璃更好的保溫隔熱性能，其保溫性能是中空玻璃的2倍，是單片普通浮法玻璃的4倍。由于真空玻璃熱阻較高，因此真空玻璃具有很好的防結(jié)露性能，也不會(huì)出現(xiàn)普通中空玻璃經(jīng)常出現(xiàn)的“內(nèi)結(jié)露”現(xiàn)象。

（2）玻璃幕墻常用的節(jié)能型材有鋁塑復(fù)合材料、斷熱鋁型材等高熱阻材料等。

玻璃幕墻的金屬框架雖然在幕墻外表面占的比例較小，但由于其多為鋁合金或不銹鋼材料，導(dǎo)熱系數(shù)較大，熱量容易損失。為提高金屬框架的熱阻，在保證材料的力學(xué)性能的前提下，可以選用斷熱橋型節(jié)能型材，如斷熱橋鋁型材，用隔熱條將鋁合金型材分隔成兩個(gè)部分，減少兩部分之間的熱傳遞，達(dá)到節(jié)能的效果。

2．2 玻璃幕墻構(gòu)造節(jié)能

玻璃幕墻的構(gòu)造節(jié)能是指通過特殊的構(gòu)造做法，提高玻璃幕墻的保溫隔熱性能。雙層玻璃幕墻就是一種采用構(gòu)造節(jié)能的玻璃幕墻。

雙層玻璃幕墻是由內(nèi)、外兩層玻璃幕墻組成，兩層幕墻中間形成一個(gè)通道，可以在兩層幕墻設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。雙層玻璃幕墻獨(dú)特的夾層設(shè)計(jì)，使得其保溫隔熱性能有了很大的提高，還可以在夾層設(shè)遮陽構(gòu)件，既能有效遮陽，又不破壞建筑外觀。

雙層通風(fēng)玻璃幕墻是雙層玻璃幕墻的進(jìn)一步發(fā)展，分為封閉式內(nèi)循環(huán)雙層通風(fēng)玻璃幕墻和敞開式外循環(huán)雙層通風(fēng)玻璃幕墻兩種。前者在內(nèi)層玻璃幕墻設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，通過電機(jī)強(qiáng)制抽風(fēng)，空氣完全為室內(nèi)循環(huán)。后者在外層玻璃幕墻設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口， 自然通風(fēng)，節(jié)能效果更為明顯。

敞開式外循環(huán)雙層通風(fēng)玻璃幕墻的工作原理為：夏天，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口開啟，內(nèi)外兩層幕墻中間的空氣受到陽光照射被加熱，由于煙囪效應(yīng)而自下往上流動(dòng)，帶走了通道內(nèi)的熱量，內(nèi)側(cè)幕墻的外表面溫度降低，減少了空調(diào)的制冷費(fèi)用；冬天，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口關(guān)閉，內(nèi)外兩層幕墻間的空氣由于陽光的照射，溫度升高，減少室內(nèi)和室外的溫差，提高了內(nèi)側(cè)幕墻外表面的溫度，從而降低室內(nèi)的采暖費(fèi)用。

2．3 輔助措施節(jié)能

玻璃幕墻的輔助節(jié)能措施有：為玻璃幕墻設(shè)置遮陽系統(tǒng)、利用密封材料增加玻璃幕墻的氣密性等。

（1）為玻璃幕墻設(shè)置遮陽系統(tǒng)，可以有效減少太陽光的直接照射，從而避免室內(nèi)過熱，是夏季建筑防熱的重要措施。常見的遮陽系統(tǒng)有遮陽板、遮陽百葉、遮陽格柵、遮陽卷簾、窗簾、遮陽植物等。

玻璃幕墻的遮陽系統(tǒng)按其所在位置分為：外遮陽、內(nèi)遮陽和雙層玻璃幕墻中間遮陽。

外遮陽通常采用遮陽百葉、遮陽卷簾、遮陽格柵和遮陽板等，由于在室外，遮陽構(gòu)件長期受到風(fēng)、雨等外界因素影響，對(duì)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性和耐候性要求較高。同時(shí)，在建筑低層部位，還可以采用落葉植物外遮陽，夏季利用植物的陰影遮陽，降低幕墻周圍的溫度，冬天植物葉子落光則可以為室內(nèi)提供更多日照。

內(nèi)遮陽是在玻璃幕墻內(nèi)側(cè)采用傳統(tǒng)的窗簾、遮陽百葉、遮陽卷簾等遮陽。遮陽材料可以將部分太陽輻射反射到室外，但是遮陽材料和玻璃本身所吸收的太陽輻射，大部分又傳遞給了室內(nèi)。因此，相對(duì)于外遮陽而言，內(nèi)遮陽的效果要差一些。內(nèi)遮陽最普遍的就是窗簾，其遮陽效果取決于窗簾陽面材料的性質(zhì)。新型的納米材料窗簾對(duì)紫外線輻射具有很強(qiáng)的反射作用，還有特殊的選擇和吸收性能，可將紫外線能量轉(zhuǎn)換成熱能或其他無害低能形式予以釋放或消耗，達(dá)到防暑、隔熱的作用。

雙層玻璃幕墻間的遮陽系統(tǒng)可以采用機(jī)械控制的遮陽百葉、遮陽卷簾等。這種遮陽系統(tǒng)既不影響建筑外觀，又充分利用了玻璃幕墻之間的空間，還取得了節(jié)能效果。

（2）玻璃幕墻的氣密性也是影響玻璃幕墻節(jié)能效果的一個(gè)重要因素，為增加玻璃幕墻的氣密性，通常在玻璃與型材之間、幕墻玻璃之間通過密封材料密封，常用的密封材料有：橡膠密封條、硅酮耐候膠等。

橡膠密封條用于幕墻與型材之間，依靠膠條自身具有的彈性起密封作用。橡膠密封條與玻璃接觸的一側(cè)設(shè)計(jì)成波浪型，可以有效地阻止空氣滲透。橡膠密封條具有耐紫外線、耐老化、耐永久變形等特征。

硅酮耐候膠，又稱硅酮耐侯密封膠，主要用于幕墻玻璃之間的密封嵌縫。硅酮耐候膠具有優(yōu)良的耐水性、耐侯性、耐紫外線照射、耐污染等特點(diǎn)，低溫時(shí)彈性好，高溫時(shí)又不流淌，是一種很好的密封材料。

3 結(jié)論

目前，我國的建筑節(jié)能工作已成為當(dāng)務(wù)之急，建筑節(jié)能有著巨大的潛力，建筑的節(jié)能工作任重道遠(yuǎn)。玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)要遵循科學(xué)性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的原則。