朱立杰

中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司，北京 100089

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們的需求層次已經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色環(huán)保和生態(tài)高效。在當(dāng)今能源日益緊張并且國(guó)家大力倡導(dǎo)環(huán)保的背景下，建筑設(shè)計(jì)作為社會(huì)活動(dòng)的重要組成部分，其公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)可以大大加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的歷史進(jìn)程。實(shí)踐表明，公共建筑的外窗及透明玻璃幕墻是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱量活動(dòng)及損失較為嚴(yán)重的部位之一，所以針對(duì)公共建筑的門(mén)窗，其玻璃幕墻的節(jié)能化改造是提升建筑整體節(jié)能水平的有效方法之一。近些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公共建筑的建設(shè)也進(jìn)入到了黃金時(shí)代，尤其是大型的高層建筑、綜合體及地標(biāo)等公共建筑。由于公共建筑的功能及結(jié)構(gòu)各不相同且復(fù)雜性較高，所以針對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)加強(qiáng)公共建筑的外窗幕墻節(jié)能施工成為了學(xué)者們研究的重要方向之一。

1 建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則

針對(duì)公共建筑幕墻的節(jié)能化設(shè)計(jì)，首先，應(yīng)嚴(yán)格遵守當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)法律法規(guī)以及行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范守則，其次，應(yīng)該對(duì)施工地點(diǎn)周?chē)臓顩r進(jìn)行充分的調(diào)研，充分考慮本建筑的布局及位置。從招標(biāo)文件中外窗幕墻的功能要求出發(fā)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇等方面著手，在滿足使用需求的前提下設(shè)計(jì)合理的節(jié)能方案，在設(shè)計(jì)中要保證外窗幕墻的隔熱效果、隔音效果及氣密效果和抗風(fēng)能力。

1.1 公共建筑窗墻比的節(jié)能設(shè)計(jì)

由于日光從公共建筑外窗進(jìn)入室內(nèi)，所以其對(duì)取暖效果和照明效果有著重大的意義。公共建筑的外窗設(shè)計(jì)是否專(zhuān)業(yè)合理，將直接影響著空氣流動(dòng)性及照明和取暖效果。此外，公共建筑的服務(wù)對(duì)象是大眾，所以在玻璃的透光和保溫效果相對(duì)于其他建筑更加優(yōu)良，以保證室外和室內(nèi)的熱量不會(huì)發(fā)生交換。在針對(duì)公共建筑外窗幕墻的實(shí)際設(shè)計(jì)中，首先，要測(cè)量建筑的日常風(fēng)向，通過(guò)軟件來(lái)模擬風(fēng)的實(shí)際情況；然后，根據(jù)測(cè)量及模擬數(shù)據(jù)來(lái)制定窗戶尺寸大小，并根據(jù)建筑實(shí)際情況來(lái)進(jìn)一步調(diào)整窗戶大小以保證采光良好；最后，計(jì)算出公共建筑窗墻比并對(duì)其設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行校對(duì)，以便保證公共建筑外窗幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)。

1.2 公共建筑外窗氣密性的節(jié)能設(shè)計(jì)

門(mén)窗在公共建筑中的主要功能是通風(fēng)換氣，在一些溫度較低的地區(qū)，室內(nèi)室外的晝夜溫差較大，所以在室外強(qiáng)風(fēng)的情況下容易出現(xiàn)較大的壓力差，導(dǎo)致外窗氣密性下降，使空氣從外部進(jìn)入到建筑內(nèi)部，引起室內(nèi)溫度產(chǎn)生波動(dòng)。而在溫度較高地區(qū)，居民們一般使用空調(diào)來(lái)降溫，造成空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，在此過(guò)程中，熱風(fēng)會(huì)從門(mén)窗縫隙中進(jìn)入到室內(nèi)，使室內(nèi)溫度升高，從而加大空調(diào)耗電量。所以在公共建筑外裝幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，要根據(jù)不同地區(qū)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)，確保外窗氣密性良好。

目前針對(duì)公共建筑外窗氣密性節(jié)能建設(shè)，主要有以下2個(gè)方法，第一個(gè)是選擇氣密性良好的材料，另一個(gè)是采用合適的窗型進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。一般情況下外窗幕墻設(shè)計(jì)可以選用推拉窗、固定窗、及平開(kāi)窗，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)實(shí)際情況選擇適合環(huán)境的類(lèi)型。其中，推拉窗的工作方式為來(lái)回滑動(dòng)，所以很可能產(chǎn)生較大的氣流空間，使空氣形成明顯的環(huán)流狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致室內(nèi)溫度降低；平開(kāi)窗結(jié)構(gòu)類(lèi)型是窗扇和窗框之間運(yùn)用封條密閉，封條一般采用橡膠制作，所以在關(guān)閉窗戶的前提下，室內(nèi)外氣流很難發(fā)生環(huán)流，但并不表示窗戶完全密閉，在窗子與墻體相連的位置，氣流可以通過(guò)兩者之間的縫隙進(jìn)入室內(nèi)；固定式外窗是直接被鑲嵌在門(mén)框中，窗框鑲嵌在墻體當(dāng)中，玻璃與窗框之間均使用密封膠進(jìn)行密封處理。所以，室內(nèi)外空氣很難發(fā)生流動(dòng)，從而達(dá)到較好的氣密效果，大大節(jié)省了熱能及電能。

在密封材料選擇方面，雙層玻璃四周可以使用密封膠來(lái)進(jìn)行密封處理，密封膠可以起到很好的保溫及隔音效果。此外，也可以使用聚氨酯發(fā)泡體對(duì)門(mén)窗的邊緣進(jìn)行填充處理，也可大大提高公共建筑外裝幕墻保溫性能。由于硅化處理后的密封毛條外觀變的非常平整，可以大大提高外窗的抗凍性及隔音性等，所以也可以使用硅化處理后的密封毛條來(lái)對(duì)窗扇和窗框進(jìn)行密封處理。

1.3 公共建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節(jié)能設(shè)計(jì)

為不斷提高外窗幕墻整體保溫效果，在公共建筑外窗幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)中需要不斷提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，一般情況下針對(duì)供建筑外窗和幕墻保溫隔熱節(jié)能設(shè)計(jì)，主要使用以下3種方法。

1.3.1 使用新型環(huán)保節(jié)能外窗

目前絕大多數(shù)公共建筑使用的都是傳統(tǒng)的外窗，而新型外裝中使用最多的是動(dòng)態(tài)式外窗，主要是通過(guò)外墻窗戶預(yù)留洞口來(lái)安裝雙層窗戶，在實(shí)際安裝時(shí)，可以將內(nèi)外層窗戶的距離保持在10mm左右，使之達(dá)到保溫隔熱隔音效果。如溫度較高，可以使用保溫窗簾，反之則使用隔熱窗簾。通過(guò)外層窗保溫特性來(lái)及時(shí)吸收日光以便于在溫度較低時(shí)進(jìn)行取暖，從而大大降低了耗電量，也減少了公共建筑取暖產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)消耗。

1.3.2 適當(dāng)降低外窗傳熱系數(shù)

在針對(duì)公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中，公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)第一要?jiǎng)?wù)就是使用較高性能節(jié)能門(mén)窗，以便于提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，從而提高公共建筑保溫性。近年來(lái)，PVC型的門(mén)窗材料，可以很好地降低外窗傳熱系數(shù)，安裝非常方便，在公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用，使外窗抗腐蝕性和抗老化性得到大大提高。另外，在外窗設(shè)置一定的遮陽(yáng)裝置，可以有效減少輻射量，使冷靜期和外部熱量被阻絕在外，從而減少電能耗量，起到很好的保溫隔熱效果。

1.3.3 光電幕墻設(shè)計(jì)

在對(duì)于一些較為龐大的建筑物中，要設(shè)計(jì)出合理的節(jié)能體系，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)節(jié)約開(kāi)支、提高資源利用率都有著重要的意義。光電幕墻可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的高效利用，在雙層鋼化玻璃中密封進(jìn)了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換模板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為電能，具有隔音、發(fā)電、裝飾和隔熱等功能，滿足了公共建筑節(jié)能幕墻設(shè)計(jì)中智能化和人性化的要求。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)幕墻中的空腔充分利用，對(duì)電線予以隱藏，保證建筑設(shè)計(jì)的美觀性。光電幕墻加裝光電模板后，可節(jié)省傳統(tǒng)的建筑材料，能夠直接吸收太陽(yáng)能，避免了墻面溫度和屋頂溫度過(guò)高，可以有效降低墻面及屋面升溫，減輕空調(diào)負(fù)擔(dān)。

2 公共建筑雙層換氣幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)

在很多大型寫(xiě)字樓中，玻璃幕墻是主要的建筑材料，不能很好地實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣，使得空調(diào)的耗能量不斷增加。在公共建筑外窗幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)中，雙層換氣幕墻是現(xiàn)代發(fā)展中新型環(huán)保節(jié)能幕墻，在對(duì)光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境和熱工環(huán)境等進(jìn)行全面考慮后，需要根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使整體保溫、隔熱、通風(fēng)和遮陽(yáng)等功能得到提高，對(duì)于保證公共建筑外觀美觀度起到重要作用。一般情況下，雙層換氣幕墻主要包括內(nèi)外2道幕墻，內(nèi)幕墻的設(shè)計(jì)一般采用全封閉模式，在室內(nèi)吊頂內(nèi)暖通系統(tǒng)的抽風(fēng)管和熱通道是相通的，同時(shí)內(nèi)幕墻中設(shè)置有通風(fēng)口，可以使室內(nèi)空氣順暢進(jìn)入熱通道，在空氣流動(dòng)循環(huán)作用下，確保內(nèi)幕墻和外幕墻溫度基本一致，以達(dá)到保溫隔熱的整體效果。在外幕墻中設(shè)置有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，同時(shí)與熱通道相連接，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，可以打開(kāi)熱通道上部和下部進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，使熱量被帶走；當(dāng)溫度較低時(shí)，陽(yáng)光輻射產(chǎn)生的熱量，可以使內(nèi)幕墻的溫度逐漸升高，從而起到保暖的效果，達(dá)到減少電能耗量的目的。

3 我國(guó)玻璃幕墻設(shè)計(jì)的發(fā)展方向

隨著我國(guó)社會(huì)不斷的進(jìn)步，對(duì)我國(guó)公共建筑玻璃幕墻的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高，因此，我們需要因時(shí)制宜，不斷適應(yīng)需求的變化，積極主動(dòng)的思考，提高創(chuàng)新能力，更好地利用能源，降低能源消耗?，F(xiàn)階段，玻璃幕墻在我國(guó)公共建筑的普遍使用，預(yù)示著我國(guó)建筑已經(jīng)走向了綠色節(jié)能、智能創(chuàng)新發(fā)展階段。為了保護(hù)環(huán)境提高能源利用率，防止地球生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化，能源匱乏現(xiàn)象出現(xiàn)，我們必須降低能源消耗，在玻璃幕墻設(shè)計(jì)中采用綠色節(jié)能減排的技術(shù)，吸取國(guó)內(nèi)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，確保其更好的向綠色節(jié)能、智能創(chuàng)新方向發(fā)展。與此同時(shí)，隨著我國(guó)建筑材料以及工藝的發(fā)展，帶動(dòng)著玻璃幕墻設(shè)計(jì)也走向了藝術(shù)性、綠色性方向發(fā)展。目前，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)水平不斷提高，我國(guó)的玻璃幕墻設(shè)計(jì)不斷地展現(xiàn)出了新特性，更注重綠色節(jié)能的發(fā)展以及社會(huì)價(jià)值的追求，不僅為人們的生活工作增添了色彩，而且也為節(jié)能減排做出了新貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，新能源、新技術(shù)不斷加入建筑行業(yè)領(lǐng)域。城市化建設(shè)腳步逐漸加快，規(guī)模不斷壯大，在公共建筑外窗幕墻上應(yīng)用節(jié)能理念，順應(yīng)國(guó)家和人民生活質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)，提高了公共建筑中整體保溫隔熱性能，有效節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)可再生能源的廣泛利用，為國(guó)家在未來(lái)國(guó)際可持續(xù)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)中占得有利位置。