張小勇 中建八局裝飾工程有限公司設(shè)計研究院幕墻二所所長

隨著全世界能源危機的不斷升級，人們的節(jié)能環(huán)保意識在逐漸提高，然而由于幕墻工程對于能源的消耗較大，如果不正確的加以引導(dǎo)和管理，就可能會導(dǎo)致大規(guī)模的能源浪費和消耗，不僅影響到我國能源的有效利用，還會對環(huán)境保護產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重影響到我國社會經(jīng)濟的發(fā)展以及社會的穩(wěn)定和諧。因此，建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要以有效利用資源，融入節(jié)能環(huán)保理念為基礎(chǔ)。建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計逐漸成為幕墻行業(yè)的必然趨勢。以下從幾個方面簡要分析玻璃幕墻節(jié)能環(huán)保設(shè)計。

1 玻璃幕墻節(jié)能環(huán)保設(shè)計理念

1.1 幕墻節(jié)能環(huán)保概念的提出

早在2009年，國務(wù)院首次提出發(fā)展“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”時，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)就作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，納入政府視野。在2010年國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為七個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之首，被視為拉動經(jīng)濟增長的新引擎?！笆濉逼陂g，國務(wù)院連續(xù)發(fā)布了《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等多個文件，推動節(jié)能產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展?！笆濉睍r期，《“十三五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布，進(jìn)一步向全社會闡明了國家加快推動節(jié)能環(huán)保的戰(zhàn)略意圖。為響應(yīng)國家的號召，幕墻行業(yè)提出了節(jié)能環(huán)保的新概念。

1.2 影響玻璃幕墻節(jié)能環(huán)保的因素

玻璃幕墻對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面：一是窗和透明幕墻的熱工性能影響到冬季采暖、夏季空調(diào)的室內(nèi)外溫差傳熱;二是玻璃幕墻受太陽輻射影響而造成的建筑室內(nèi)的升溫情況。冬季，通過幕墻進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射有利于建筑的節(jié)能，因此，減小幕墻的傳熱系數(shù)抑制溫差傳熱是降低幕墻熱量損失的主要途徑之一;夏季，通過幕墻進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射成為空調(diào)降溫的負(fù)荷，因此，減少進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射以及減小幕墻的溫差傳熱都是降低空調(diào)能耗的主要途徑。

1.3 玻璃幕墻節(jié)能環(huán)保的理論基礎(chǔ)

傳熱學(xué)是一門研究熱量傳遞規(guī)律的科學(xué)。鑒于幕墻室內(nèi)外溫差的存在，熱量傳遞是幕墻節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)，綜合研究熱量傳遞的三種基本方式（傳導(dǎo)、對流、熱輻射），建筑幕墻傳熱是以傳導(dǎo)、對流、熱輻射三種方式同時進(jìn)行，綜合作用的結(jié)果。

1.4 玻璃幕墻節(jié)能環(huán)保性能化設(shè)計

幕墻的性能等級是依據(jù)建筑物所在的地區(qū)的地理、氣候條件、建筑物高度、體型、環(huán)境以及建筑物的重要性等，并結(jié)合招標(biāo)文件中的具體規(guī)定而選定的，其分級符合國家現(xiàn)行規(guī)范《建筑幕墻》GB/T 21086-2007的規(guī)定。

在設(shè)計過程中應(yīng)對玻璃幕墻的隔熱、保溫、通風(fēng)和密封性能進(jìn)行充分的考慮，合理進(jìn)行設(shè)計，通過對建筑幕墻性能上的控制，以期達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、安全適用、保證質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

2 玻璃幕墻實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保手段

2.1 材料方面

2.1.1 鋁型材斷橋處理

隔熱斷橋鋁兩面為鋁材，中間用塑料型材腔體做斷熱材料。采用隔熱型材內(nèi)外框軟性結(jié)合，邊框采用一膠條，雙毛條的三密封形式，關(guān)閉嚴(yán)密，這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，兼顧了塑料和鋁合金兩種材料的優(yōu)勢，同時滿足裝飾效果和材料強度及耐老性能的多種要求。隔熱斷橋鋁塑型材可實現(xiàn)幕墻的三道密封結(jié)構(gòu)，合理分離水氣腔，成功實現(xiàn)水氣等壓平衡，顯著提高幕墻的水密、氣密及隔聲性能。

2.1.2 節(jié)能玻璃應(yīng)用

節(jié)能玻璃通常指的是隔熱和遮陽性能好的玻璃。使用這類玻璃以后可以大大減少住宅、辦公大樓的耗電量，節(jié)省空調(diào)、暖氣的使用費。在幕墻工程中最為廣泛的為中空Low-E鋼化玻璃，此種玻璃兼具了低輻射鍍膜玻璃和中空玻璃的優(yōu)點。利用Low-E玻璃對于太陽光可見光和近紅外光有較高的透過率，起到自然采光，節(jié)省照明費用。充分發(fā)揮鍍膜對陽光中和室內(nèi)物體所輻射的熱射線可有效阻擋的特性，使夏季室內(nèi)涼爽而冬季則有良好的保溫效果，總體節(jié)能效果明顯；同時通過中空玻璃層間干燥氣體導(dǎo)熱系數(shù)極小的優(yōu)勢，有效保溫隔熱、降低能耗、降低噪音，大大提高了玻璃幕墻的節(jié)能環(huán)保。

2.1.3 密封材料

幕墻的氣密性應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定的等級要求，幕墻的密封條是確保密封性能的關(guān)鍵材料。密封條的品種、規(guī)格很多，應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真比較選擇。選材時應(yīng)注意：一是材質(zhì)，要求硬度適中、彈性好、耐老化性能好；二是斷面和尺寸應(yīng)適合工程的實際，不會產(chǎn)生過大、過小或與型材間隙不配套等情況，工程規(guī)模較大的工程，還可以與廠家配合，設(shè)計專用的密封條。密封條應(yīng)鑲嵌牢固、位置正確、對接嚴(yán)密，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。密封條與玻璃接觸的一側(cè)設(shè)計成波浪型，可以有效地阻止空氣滲透。

2.1.4 保溫隔熱材料

在間墻與層間，采用保溫隔熱材料填充幕墻與建筑主體之間的空隙，使房間的獨立控溫得到保證。玻璃幕墻采用礦棉、巖棉、玻璃棉等來充當(dāng)保溫隔熱材料，其具有良好的保溫隔熱性、較低的導(dǎo)熱系數(shù)及650攝氏度的最高使用溫度等優(yōu)點。幕墻節(jié)能工程使用保溫材料時應(yīng)注意以下幾點：一是保證保溫材料的燃燒性能等級必須滿足設(shè)計和有關(guān)文件的要求；二是要求保溫材料的厚度不小于設(shè)計值；三是要求安裝牢固；四是保溫材料在安裝過程中應(yīng)采取防潮、防水措施。只有施工與設(shè)計都按規(guī)范要求進(jìn)行，保溫隔熱材料就能起到很好的節(jié)能效果。

2.2 構(gòu)造處理

2.2.1 按排風(fēng)量要求選擇百葉

越來越多的辦公樓采用分體空調(diào)，幕墻上對應(yīng)空調(diào)室外機位置設(shè)置排風(fēng)百葉是最常見的做法，但必須計算百葉排風(fēng)量，不能只求美觀和防水而盲目加密百葉片，以免造成空調(diào)機組熱交換困難而長期工作，浪費電能。在滿足空調(diào)排風(fēng)量的前提下，再用鋁塑板做百葉周邊的收口，內(nèi)填隔熱綿，這樣既可防水排水，也可隔熱保溫。

2.2.2 開啟窗的設(shè)計

根據(jù)房間分布情況確定開啟扇的開啟數(shù)量、大小，在室外溫度和濕度等環(huán)境令人更舒適時，可開啟窗扇。這樣一來可增加室內(nèi)空氣的流動性，通過流動的自然風(fēng)，可以使人感到更加自然舒適，二來可以不開空調(diào)，節(jié)約電能。但到了使用空調(diào)時候，開啟窗的氣密性則必須達(dá)到幕墻性能設(shè)計時的氣密性要求。

2.3 幕墻形式

2.3.1 光電幕墻

隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展以及能源消耗的日益增加，常規(guī)的能源已經(jīng)不能滿足人們的生產(chǎn)和生活的需求，加之人們對于節(jié)能環(huán)保意識的增強，使得人們開始廣泛的推廣和實施太陽能利用技術(shù)，并提出了“建筑物產(chǎn)生能源”的概念，推動了光電技術(shù)應(yīng)用于建筑物的科研和利用。從此之后，光電幕墻開始被研發(fā)和使用，光電幕墻是一種集發(fā)電、隔熱、安全、隔音、裝飾功能于一體的新型建筑幕墻技術(shù)。

2.3.2 生態(tài)幕墻

生態(tài)幕墻是為人的需求和環(huán)境而設(shè)計，最終目的是創(chuàng)造舒適，健康的居住生活環(huán)境，提高自然、經(jīng)濟、社會的綜合效益，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，真正做到綠色、環(huán)保和節(jié)能。生態(tài)幕墻技術(shù)主要是在建筑與周邊的生態(tài)環(huán)境之間建立一個緩沖的區(qū)域，在一定程度上既可以防止各種不良?xì)夂驐l件對于室內(nèi)環(huán)境的影響，也可以發(fā)揮微觀氣候調(diào)節(jié)的功效，從而可以起到滿足人們舒適的要求，并且能夠達(dá)到適當(dāng)節(jié)能的目標(biāo)。拓寬了幕墻的新視野和新技術(shù)，對現(xiàn)代幕墻的實踐和理論是一種補充和拓展，有著跨時代的重要意義。

2.3.3 雙層幕墻

雙層動態(tài)的節(jié)能幕墻主要是指由雙層結(jié)構(gòu)組合而成的幕墻，由外層幕墻、內(nèi)層幕墻、進(jìn)風(fēng)幕墻、遮陽幕墻、出風(fēng)裝置共同組成。內(nèi)層幕墻一般都有能夠開啟的門窗，在外層幕墻的遮擋下，室外環(huán)境再惡劣也能保證內(nèi)層門窗的正常開啟和使用。外層幕墻的進(jìn)出風(fēng)口和內(nèi)層門窗的開啟均能受到控制。內(nèi)外層之間的熱通道，可利用太陽能產(chǎn)生煙囪效應(yīng)或溫室效應(yīng)，從而做到既保證必要的通風(fēng)、換氣，又能夠節(jié)約能源。

3 目前存在的節(jié)能環(huán)保問題

3.1 建筑設(shè)計單位缺乏綠色節(jié)能知識

我國目前是世界上對幕墻進(jìn)行生產(chǎn)加工以及使用量最大的國家，但是幕墻中的節(jié)能環(huán)保技術(shù)含量卻不高。我國主要是由建筑單位對節(jié)能環(huán)保幕墻進(jìn)行設(shè)計，其中對于其設(shè)計的追求標(biāo)準(zhǔn)是不相同的，并且定義非常的模糊，因此也就導(dǎo)致其歸屬權(quán)限不夠明確。

3.2 幕墻設(shè)計機制落后

目前，門窗幕墻的設(shè)計機制還比較落后，從而對其設(shè)計發(fā)展產(chǎn)生了一定的阻礙。我國對于幕墻的設(shè)計則主要是以施工為主，必須要把建筑施工放在首位。就是因為對于幕墻的設(shè)計過分的依賴于建筑施工，其也對其發(fā)展產(chǎn)生了一定的阻礙。另外幕墻設(shè)計的市場競爭力，主要集中在價格低廉、采光性好以及美觀大方等，這也就導(dǎo)致在進(jìn)行幕墻節(jié)能設(shè)計中失去了一定的動力。

3.3 幕墻設(shè)計缺少對建筑設(shè)計的溝通

隨著人們居住環(huán)境要求的變化，也不再僅僅局限在對于建筑基本功能的要求，也開始對節(jié)能環(huán)保等開始進(jìn)行追求，對于幕墻的設(shè)計要求更高。由于目前在進(jìn)行幕墻設(shè)計過程中，對于建筑設(shè)計的精髓體現(xiàn)的并不明顯，因此也就導(dǎo)致其設(shè)計出來的幕墻和建筑的設(shè)計理念并不相符，因而非常容易讓人們產(chǎn)生一種不協(xié)調(diào)的感覺。所以在進(jìn)行幕墻設(shè)計的時候，一定要和其建筑設(shè)計理念相互融合，以能夠設(shè)計出和建筑的整體設(shè)計相符合的幕墻。

3.4 高新技術(shù)的應(yīng)用存在誤區(qū)

運用高科技技術(shù)的目的，是通過科學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用而達(dá)到建筑的高舒適度低能耗以至零能耗?，F(xiàn)在的設(shè)計中很多企業(yè)盲目要求使用某項新技術(shù)、新材料等高新技術(shù)和產(chǎn)品，而忽略了工程本身的要求，這樣做很難達(dá)到真正的節(jié)能環(huán)保目的，還有可能因技術(shù)結(jié)合存在偏差而造成后期的能源浪費，給環(huán)境增加負(fù)擔(dān)；高新技術(shù)的運用應(yīng)當(dāng)成系統(tǒng)地去考慮，各單項技術(shù)之間應(yīng)當(dāng)互相配合，形成一個有機的整體。

節(jié)能環(huán)保問題是人們目前最為重視的問題之一，對于在建筑行業(yè)廣泛應(yīng)用的節(jié)能幕墻技術(shù)而言，正是人們呼聲的必然產(chǎn)物。對于耗能較為嚴(yán)重的建筑幕墻行業(yè)來說，降低能源消耗的要求也越來越強烈，這就需要幕墻的設(shè)計人員根據(jù)工程狀況來做出更多的努力。