【摘要】主要介紹發(fā)揮玻璃幕墻建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能潛力、提高玻璃幕墻隔熱性和節(jié)能性的若干技術(shù)措施,從不同方面提高建筑玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)水平。
【關(guān)鍵詞】玻璃幕墻 節(jié)能保溫性能要點(diǎn) 通風(fēng)雙層玻璃幕墻
玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑較多采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一,是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍最敏感的部位,是傳統(tǒng)墻體失熱損失的5~6倍,其能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右,玻璃幕墻不僅要滿足建筑美學(xué)和建筑功能的要求,更應(yīng)體現(xiàn)出“舒適與自然”、“環(huán)保與節(jié)能”的設(shè)計(jì)精髓,對(duì)玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)研究,符合當(dāng)前急需能源問(wèn)題的需要,有利于充分利用太陽(yáng)能、自然通風(fēng)換氣,降低調(diào)能耗,營(yíng)造舒適溫馨的生活和工作環(huán)境。
1.玻璃幕墻節(jié)能的因素
玻璃幕墻從立面形式上可分為明框玻璃幕墻、半隱框玻璃幕墻、全隱框玻璃幕墻、吊掛式全玻璃幕墻、點(diǎn)支式全玻璃幕墻等。采用的玻璃種類有單片玻璃、中空玻璃、夾層玻璃、單片熱彎及球形夾層熱彎玻璃,以滿足不同的功能要求和美觀要求。無(wú)論何種玻璃幕墻都由基本的玻璃和框架兩部分材料組成,因此如何控制玻璃幕墻的熱交換,也必須從控制這兩種材料為基本點(diǎn)。
1.1 對(duì)于玻璃的選擇
現(xiàn)階段提高玻璃的節(jié)能保溫性能的主要措施有采用熱反射鍍膜玻璃、低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃、薄膜型熱反射材料貼膜玻璃和中空玻璃等玻璃類型。(1)熱反射鍍膜玻璃熱反射鍍膜玻璃又稱陽(yáng)光控制鍍膜玻璃,是指具有反射太陽(yáng)能作用的鍍膜玻璃。其最大特點(diǎn)是利用鍍膜能透過(guò)可見(jiàn)光,而把起加熱作用的遠(yuǎn)紅外光反射到室外,同時(shí)玻璃材料吸收的太陽(yáng)熱能被鍍膜所隔離,使熱主要散發(fā)到室外一側(cè),盡可能地減少太陽(yáng)的熱作用。(2)低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃,低輻射玻璃、多功能鍍膜玻璃又稱保溫鍍膜玻璃,這類材料的特性是對(duì)可見(jiàn)光高通透,對(duì)紅外線輻射高反射,特別是對(duì)遠(yuǎn)紅外輻射有極高的反射率,可讓80%的可見(jiàn)光進(jìn)入室內(nèi),同時(shí)又能將90%以上的室內(nèi)物體所輻射的長(zhǎng)波保留在室內(nèi)。(3)薄膜型熱反射材料貼膜玻璃,薄膜型熱反射材料是一種新型功能復(fù)合材料,它不僅能反射較寬頻帶的紅外線,還具有較高的可見(jiàn)光透射率。(4)中空玻璃現(xiàn)今中空玻璃的大幅度發(fā)展的主要原因是聚硫膠的出現(xiàn)和在中空玻璃中的廣泛應(yīng)用。中空玻璃是通過(guò)在兩層平板玻璃中間利用間隔框架隔開(kāi),周邊密封,充入干燥空氣并填入少量
干燥劑保持空氣干燥而制得的。
1.2 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。
2.提高隔熱性和節(jié)能性的措施
2.1提高玻璃的節(jié)能保溫性能
現(xiàn)階段提高玻璃的節(jié)能保溫性能的主要措施有采用:(1)鍍膜玻璃技術(shù),鍍膜玻璃是在玻璃表面涂鍍一層或多層金屬、合金或金屬化合物薄膜,以改變玻璃的光學(xué)性能,減少熱交換.從而起到隔熱作用。鍍膜玻璃按產(chǎn)品的不同特性,可分為以下幾類:熱反射玻璃、低輻射玻璃、導(dǎo)電膜玻璃等。(2)Low—E玻璃處理技術(shù),用Low—E玻璃制造建筑物門窗,可大大降低因輻射而造成的室內(nèi)熱能向室外的傳遞,達(dá)到理想的節(jié)能效果。(3)雙層中空玻璃處理技術(shù)雙層中空玻璃指用兩塊玻璃相隔,中間形成一獨(dú)立空間,可在此獨(dú)立空間中充人惰性氣體,從而減少熱交換,起到保溫隔熱作用。
2.2保溫材料的選擇
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。c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。(4)聚苯乙烯泡沫塑料板(聚苯板),是以聚苯乙烯樹(shù)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。
2.3 提高結(jié)構(gòu)框架的節(jié)能保溫性能
斷橋隔熱式鋁塑復(fù)合窗的原理是利用塑料型材(隔熱性高于鋁型材1250倍)將室內(nèi)外兩層鋁合金既隔開(kāi)又緊密連接成一個(gè)整體。既在內(nèi)外兩層鋁合金型材問(wèn)填人保溫復(fù)合材料,構(gòu)成一種新的隔熱型鋁型材,用這種型材做門窗,其隔熱性與塑(鋼)窗在同一個(gè)等級(jí)一國(guó)標(biāo)級(jí),徹底解決了鋁合金傳導(dǎo)散熱快、不符合節(jié)能要求的致命問(wèn)題,保溫性好。
3.通風(fēng)雙層玻璃幕墻
3.1 通風(fēng)雙層玻璃幕墻的簡(jiǎn)介
通風(fēng)雙層玻璃幕墻又稱為熱通道幕墻、氣循環(huán)幕墻、呼吸幕墻、生態(tài)幕墻、綠色幕墻或者主動(dòng)式幕墻等(以下簡(jiǎn)稱DSF),它由兩層玻璃幕墻加上二者之間的熱通道組成,在通道的上下兩端設(shè)有風(fēng)口,通道的高度可以是一個(gè)或者多個(gè)層高,對(duì)提高玻璃幕墻的保溫、隔熱、隔聲功能有很大的作用。
3.2 通風(fēng)雙層玻璃幕墻構(gòu)造
通風(fēng)雙層玻璃幕墻主要由內(nèi)外兩層玻璃幕墻、通風(fēng)道、遮陽(yáng)百葉窗簾、內(nèi)外層幕墻掛件、層間及周邊防火系統(tǒng)組成。(1)內(nèi)層玻璃幕墻,內(nèi)層玻璃幕墻一般采用明框幕墻或鋁合金門窗;為使立面通透、視野開(kāi)闊,可采用懸窗結(jié)構(gòu)形式;玻璃采用中空玻璃,層間采用鋁板幕墻;開(kāi)啟扇設(shè)計(jì)為外平開(kāi)窗,節(jié)省了室內(nèi)的空間。(2)外層玻璃幕墻,外層玻璃幕墻一般采用隱框、明框和點(diǎn)式玻璃幕墻;堅(jiān)框采用懸挑形式與主體梁連接端部用不銹鋼插芯插接;外層玻璃幕墻設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口;為防止蚊蟲(chóng)進(jìn)入幕墻內(nèi)的空氣層,百葉內(nèi)側(cè)加設(shè)不銹鋼防蟲(chóng)網(wǎng);為防止灰塵大量進(jìn)入室內(nèi),在通風(fēng)口處設(shè)置防塵裝置。
3.3 通風(fēng)雙層玻璃幕墻節(jié)能原理
通風(fēng)雙層玻璃幕墻是智能型玻璃幕墻的一種。其在夏季陽(yáng)光的照射下,打開(kāi)熱通道上下兩端的進(jìn)排風(fēng)口,使熱通道的氣流自下而上地流動(dòng),在熱通道內(nèi)產(chǎn)生煙囪效應(yīng),從而帶走通道中的熱量,達(dá)到降低室內(nèi)溫度的作用.同時(shí),可以放下半透明卷簾, 通過(guò)卷簾反射后除去大部 分太陽(yáng)輻射,降低房間溫度,從而減小空調(diào)的負(fù)荷,節(jié)省電能。在冬季,雙層玻璃幕墻可關(guān)閉外層幕墻的通風(fēng)口,這樣內(nèi)外兩層幕墻內(nèi)部的空氣在陽(yáng)光照射下溫度升高,形成了一道熱空氣層,既阻擋了室外的冷空氣,也減少了室內(nèi)溫度向外界傳遞,降低了房間的熱負(fù)荷。此外,由于雙層玻璃幕墻為3層玻璃,能大幅度減少外界噪聲對(duì)建筑內(nèi)部的干擾。
以上只是對(duì)于建筑的玻璃幕墻體系節(jié)能設(shè)計(jì)的探求,要完成一棟建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)和改造,還有許多方面的內(nèi)容要統(tǒng)籌考慮。建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)也越來(lái)越受到人們的重視,我們要同時(shí)從理念和技術(shù)兩個(gè)方面不斷提高,才能將這項(xiàng)工作完成的經(jīng)濟(jì)、合理和美觀。
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