岳長飛

摘 要：在現(xiàn)代化城市公共建筑中，一些大型建筑物在其玻璃幕墻設(shè)計方面通常存在不少問題，例如缺乏理想的通風(fēng)效果、保溫性能相對較差、光污染現(xiàn)象嚴(yán)重、能耗過高等等。要想針對此類問題做出改善，首先應(yīng)從大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計出發(fā)，采取有效的節(jié)能措施加以改造。本文從玻璃幕墻設(shè)計實踐出發(fā)，總結(jié)并分析了綠色節(jié)能技術(shù)在大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計中的應(yīng)用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；設(shè)計；玻璃幕墻結(jié)構(gòu)；綠色節(jié)能；應(yīng)用

對于現(xiàn)階段城市建設(shè)而言，發(fā)揚綠色環(huán)保理念、將綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計過程中具有積極的現(xiàn)實意義，有利于建筑行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減耗、創(chuàng)建環(huán)境友好型社會。我國環(huán)保部門對于大型公共建筑存在玻璃幕墻能耗過高的問題給予了重視和關(guān)注，并出臺了相應(yīng)的法規(guī)與政策以推廣綠色節(jié)能技術(shù)，以改善玻璃幕墻能耗過高問題。然而當(dāng)前國內(nèi)市場在改善玻璃幕墻保溫性能以及節(jié)能性能方面，僅僅著眼于Low-E玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃、熱反射玻璃和隔熱斷橋鋁型材等材料的應(yīng)用，或控制開窗面積、減少結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，增強密封性。此類研究均過于片面，而未從全局著眼、系統(tǒng)性地總結(jié)和分析現(xiàn)階段玻璃幕墻綠色節(jié)能技術(shù)。筆者在此針對現(xiàn)階段發(fā)展前景最為廣闊、應(yīng)用最廣泛的幾種主要的玻璃幕墻綠色節(jié)能技術(shù)展開探討與歸納，以期對國內(nèi)玻璃幕墻設(shè)計有所指導(dǎo)和幫助。

1 國內(nèi)大型公共建筑玻璃幕墻常用的幾種節(jié)能設(shè)計方案

1.1 雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用

雙層玻璃幕墻主要包括兩層玻璃幕墻，即內(nèi)層與外層，通常情況下內(nèi)層幕墻材料為鋁合金門窗或者明框幕墻，而外層幕墻則采用點式玻璃幕墻、隱框或者明框。雙層玻璃幕墻方案的應(yīng)用中，合理選擇通風(fēng)間玻璃、層寬度以及風(fēng)口是其關(guān)鍵所在。在各類設(shè)計參數(shù)中，通風(fēng)間層寬度是極為關(guān)鍵的，設(shè)計師應(yīng)根據(jù)建筑物隔聲性能以及節(jié)能效果來確定合理的空氣層厚度，通常情況下該數(shù)值應(yīng)不低于100mm；與此同時，還應(yīng)對調(diào)節(jié)遮陽附件的安置、清潔、觀賞植物的放置等因素予以充分考慮?？諝忾g層內(nèi)氣流流動緩慢，而氣候環(huán)境、通道結(jié)構(gòu)以及氣流流速均會對空氣層厚度（最大熱阻）產(chǎn)生影響，其數(shù)值需要具體計算方可明確，但與封閉空氣層存在差異。筆者就現(xiàn)階段常見的幾種玻璃幕墻系統(tǒng)做如下介紹：

（1）箱式雙層玻璃幕墻。由內(nèi)向開啟窗扇與外層幕墻構(gòu)成，通風(fēng)間層位于內(nèi)外層之間，并以房間為單元或與建筑軸線保持水平進(jìn)行分隔，通常情況下垂直方向以層為單位進(jìn)行劃分，由此避免了廢氣與噪聲的傳播。各個單元均在底部以及頂部設(shè)置通風(fēng)口，來自底部通風(fēng)口的新鮮空氣注入，而室內(nèi)產(chǎn)生的廢氣自由頂部通風(fēng)口排出，保持室內(nèi)空氣流動，達(dá)到自然通風(fēng)的效果。

（2）走廊式雙層玻璃幕墻。該系統(tǒng)方案通過通風(fēng)間層設(shè)置外掛式走廊，進(jìn)而實現(xiàn)通風(fēng)或者保溫的效果。垂直方向上，通風(fēng)間層每層均已隔斷，具有較寬的間層間距，這一數(shù)值在600～1500mm范圍內(nèi)波動，從而構(gòu)成外掛式走廊；而在外層幕墻結(jié)構(gòu)中，其排氣口和進(jìn)氣口分別設(shè)置在天花板、樓板部位，通風(fēng)量則由通風(fēng)調(diào)節(jié)板加以控制。除此之外，該系統(tǒng)雙層皮幕墻并未做出水平分隔，因此形成的雙層皮夾層空腔將多個不同房間連接為一個整體，所以在設(shè)計過程中應(yīng)對防火分區(qū)以及不同房間產(chǎn)生的噪音干擾問題做妥善處理。

（3）井箱式雙層玻璃幕墻。由連通通風(fēng)口的豎井和一組箱式單元構(gòu)成，并在玻璃空腔內(nèi)部形成錯雜縱橫的網(wǎng)狀通道。該結(jié)構(gòu)演變自箱式雙層玻璃幕墻，因此也可將其作為一種特殊構(gòu)造納入箱式雙層玻璃幕墻體系中。

1.2 應(yīng)用新型節(jié)能的玻璃材料

在選擇玻璃類型時必須綜合考慮多方因素，確保所選玻璃類型的合理和科學(xué)性。通常情況下應(yīng)著眼于玻璃材料的光學(xué)性能以及熱工性能，一般來說，在夏熱冬暖區(qū)域主要以熱反射玻璃以及吸熱玻璃為最佳選擇，而在夏熱冬冷區(qū)域則以中空玻璃（帶有熱反射玻璃）為最佳選擇，而寒冷區(qū)域則應(yīng)考慮低輻射玻璃。若經(jīng)濟(jì)條件允許，低輻射中空玻璃是最佳選擇，其具有最佳的綜合性能，且不會對鄰近環(huán)境造成光污染，不會產(chǎn)生眩目刺眼的感覺。筆者就當(dāng)前市場上常見的幾種玻璃類型做簡單介紹：

（1）中空玻璃。隨著聚硫膠的發(fā)明和廣泛應(yīng)用，中空玻璃制造過程中也大量使用了聚硫膠，這一技術(shù)的進(jìn)步推動了中空玻璃制造的大幅度發(fā)展。中空玻璃利用間隔框架將雙層平板玻璃隔開，同時密封周邊，繼而將干燥空氣充入中空夾層，并附有少量干燥劑以確保中空夾層內(nèi)部空氣干燥。

（2）多功能鍍膜玻璃與低輻射玻璃。多功能鍍膜玻璃與低輻射玻璃通常又被稱為保溫鍍膜玻璃，這兩種玻璃材料具有高反射紅外線輻射以及高通透可見光的性能，其中對于遠(yuǎn)紅外輻射的反射率極高，可見光的80%可進(jìn)入室內(nèi)，而室內(nèi)物體產(chǎn)生的輻射長波中有90%可保留在室內(nèi)，具有極佳的透明性，因而在科學(xué)實驗樓以及辦公樓設(shè)計中得到廣泛使用。

2 玻璃幕墻設(shè)計中的新節(jié)能技術(shù)

2.1 玻璃幕墻設(shè)計中智能技術(shù)的應(yīng)用

所謂智能玻璃幕墻，即玻璃幕墻通過動態(tài)轉(zhuǎn)換自身形式來適應(yīng)外部環(huán)境氣候變化，從而對幕墻的通風(fēng)系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)以及遮陽系統(tǒng)做出自動、合理的調(diào)節(jié)，使建筑物內(nèi)部能耗得到最大限度控制，并使室內(nèi)環(huán)境得到最優(yōu)化改善，從而具有更佳的宜居性。一般情況下，職能玻璃幕墻系統(tǒng)以雙層幕墻設(shè)計形式為基礎(chǔ)來實現(xiàn)其既定設(shè)計功能。而從功能上來看，智能玻璃幕墻也可作為一種延伸形式納入呼吸式玻璃幕墻系統(tǒng)，其基于智能化建筑，同時將暖通、熱供、光電等建筑配套技術(shù)予以適度控制，并利用計算機網(wǎng)絡(luò)對室內(nèi)光線、溫度以及空氣濕度與流動性加以有效調(diào)節(jié)，從而使建筑物內(nèi)通風(fēng)與保溫/降溫性能在自然條件下達(dá)到最優(yōu)，降低能源消耗，而建筑物在其生產(chǎn)與使用過程中所需的各項費用支出也得到合理化控制。據(jù)統(tǒng)計，與傳統(tǒng)玻璃幕墻相比，在玻璃幕墻設(shè)計中采取智能化系統(tǒng)后，建筑物自身能耗降幅高達(dá)70%。由此點分析來看，在節(jié)能環(huán)保幕墻的未來發(fā)展趨勢中，智能玻璃幕墻系統(tǒng)將成為一個新的目標(biāo)和潮流。

2.2 玻璃幕墻設(shè)計中光電技術(shù)的應(yīng)用

光電玻璃幕墻能夠?qū)怆娦?yīng)加以利用進(jìn)而產(chǎn)生電能。在自然界各類可再生資源中，太陽能屬于其中的一種高品位能量，其利用率較高，傳輸以及分配相對較為便捷，因此在建筑設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用，建筑物由此也跳出了地域化大規(guī)模供電系統(tǒng)的限制。在大型公共建筑中，將太陽能光電板應(yīng)用于玻璃幕墻中為建筑物發(fā)電，實現(xiàn)了被動節(jié)能式玻璃幕墻向主動供給建筑物能源的先進(jìn)玻璃幕墻的轉(zhuǎn)變，在各種被動節(jié)能設(shè)計的配合下，國內(nèi)建筑玻璃幕墻能耗過高這一現(xiàn)狀將得到根本性改善。

3 結(jié) 語

大型公共建筑中，玻璃幕墻設(shè)計方案得到較為普遍的應(yīng)用，因此研究玻璃幕墻綠色節(jié)能技術(shù)，推動大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計向綠色節(jié)能方向發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實意義。

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