劉建威
豐日源建設(shè)集團有限公司 江蘇 無錫 214000
隨著時代的發(fā)展影響下,人們對現(xiàn)代建筑的要求不斷提升,不僅要求建筑物具有遮陽、采光好、保溫等效果,還特別注重建筑幕墻這一建筑外部裝飾結(jié)構(gòu)和美觀性,人們對建筑物的需求也為建筑設(shè)計師們提供了設(shè)計依據(jù),我國很多建筑施工當中對建筑幕墻進行廣泛運用。建筑幕墻的誕生讓現(xiàn)代建筑設(shè)計理念發(fā)生了巨大的變化,更改革了現(xiàn)代建筑方法、方式、工藝等,促進了我國現(xiàn)代建筑技術(shù)的迅速發(fā)展。但是在實際施工建筑當中,建筑幕墻充分體現(xiàn)了采光性能,讓建筑物更加美觀,卻導致建筑物的保溫效果并不理想,這與建筑工程設(shè)計的要求背道而馳,特別是北方地區(qū)進入寒冷冬季時,如果建筑物保溫性較差,會降低人們對生活環(huán)境的舒適感,所以,建筑幕墻設(shè)計師必須高度重視該問題。
目前建筑幕墻主要分為不同兩個方面,一方面是面板,一方面是支撐結(jié)構(gòu)體系,兩組缺一不可,只有兩組結(jié)合才能形成建筑幕墻,建筑幕墻也是建筑物主體,所以,建筑施工建設(shè)中的建筑幕墻必須具備較強的變形力,能夠?qū)ζ溥M行位移,更具有支撐能力。建筑幕墻類型比較多,目前市面上的類型主要有金屬建筑幕墻、玻璃建筑幕墻等。建筑幕墻和現(xiàn)代建筑外墻有著極大的不同,建筑幕墻建設(shè)不需要使用很多鋼筋、磚瓦以及混凝土,所以,這與我國能源匱乏問題完全相符合,所以,建筑幕墻在建筑項目建筑中有著較大的優(yōu)勢。建筑施工中對于建筑幕墻的運用,不僅能夠很大程度的節(jié)省資源、能源的使用,也能起到節(jié)能環(huán)保的效果。然而任何一種產(chǎn)品的存在都是有利有弊,建筑幕墻也不例外,如果將建筑幕墻作用于建筑外圍護結(jié)構(gòu),和傳統(tǒng)墻體比較而言,其的隔熱功能和保溫性能較不理想,尤其熱損是傳統(tǒng)墻體的5倍之多,從建筑能耗的整體方面來看,建筑幕墻占比達到百分之四十[1]。
我國建筑行業(yè)近些年發(fā)展迅速,建筑企業(yè)為了讓建筑工程項目符合人們的生活需求,所以,針對施工地質(zhì)、環(huán)境、氣溫等進行充分的考察,對當?shù)氐臍夂蛱匦缘冗M行深入探究和分析,根據(jù)分析結(jié)果確定建筑墻體導熱系數(shù),另外,也會對陽光照射程度等因素進行充分思量,通過對建筑工程施工制定相關(guān)施工規(guī)范要求,讓工程結(jié)構(gòu)符合質(zhì)量標準。在建筑項目施工當中,運用幕墻外墻保溫節(jié)能對建筑物有著積極影響,如運用外墻保溫技術(shù)可以避免外墻冷熱不均發(fā)生開裂等情況,還能預(yù)防施工過程中出現(xiàn)熱橋狀況,外墻保溫技術(shù)的運用更能延長建筑物的使用時間。下面就建筑施工項目中運用幕墻保溫施工技術(shù)的優(yōu)勢做一介紹。首先,運用幕墻保溫施工技術(shù)能夠防止火災(zāi)情況的發(fā)生,現(xiàn)代建筑中較少使用木材建筑材料,施工項目中使用的主要材料為化學合成材料,有些合成材料更被當作建筑物施工建設(shè)的主要材料,這類材料具有易燃性特性,所以,較易造成建筑物發(fā)生火災(zāi)風險,火災(zāi)一旦發(fā)生發(fā)展迅速較快,不僅會危及人們的生命安全,更會帶來較大的經(jīng)濟損失,但是如果使用鋼筋砼墻體能夠完全解決上述問題。其次,我國城市化建設(shè)當中高層建筑居多,建筑物高處由于被風面承受的風力較大,再加上負壓所致較易導致保溫板發(fā)生脫落現(xiàn)象,鋼筋砼墻體卻不同,它的抗壓能力較強,更適用于高層建筑。最后,我國南方地區(qū)由于空氣較為濕潤,特別是室內(nèi)環(huán)境濕度較大,水汽形成會導致墻體及保溫板之間產(chǎn)生結(jié)露,給保溫板的使用帶來嚴重影響。所以,對于這類問題運用鋼筋墻體結(jié)構(gòu)就能完全規(guī)避。
低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃都被叫做保溫鍍膜玻璃,兩種玻璃材料具有可見光、高通透性的特點,而且面對紅外線輻射會產(chǎn)生高反射反應(yīng),尤其面對遠紅外線輻射產(chǎn)生的反射率非常高,能夠讓大部分的可見光照射室內(nèi)環(huán)境中,照射到室內(nèi)物體的光產(chǎn)生的輻射長波依然在室內(nèi)保持,有著較高的透明性。在建筑項目施工中運用低輻射玻璃及多功能鍍膜玻璃,不管是哪種玻璃材料都能提升能量的使用率,有些地區(qū)天氣較為寒冷,在建筑施工建設(shè)時會使用地傳輸太陽能量,通過將大量的熱輻射向建筑物內(nèi)反射,從采暖建筑方面而言,保暖及節(jié)能作用非常顯著。低輻射玻璃及多功能鍍膜玻璃通常是作用于中空玻璃的制作,不會在項目建設(shè)中使用單片玻璃。如果使用其他玻璃材料制作中空玻璃,無法保證傳熱系數(shù),低輻射玻璃及多功能鍍膜玻璃卻不同,這兩種材料制作的中空玻璃因為熱傳輸控制是一樣的,后者在降低熱量方面性能更佳。
這里所說的熱反射鍍膜玻璃,也被叫做陽光控制鍍膜玻璃,屬于具備反射太陽能作用的一種鍍膜玻璃。這類玻璃可以借助鍍膜透過可見光,將具有加熱功能的遠紅外光反射隔絕到建筑物外,玻璃材料所吸收的太陽熱能也會通過鍍膜將其隔離,讓熱散發(fā)到建筑物外,讓太陽熱的作用被削弱。數(shù)據(jù)顯示這類材料對太陽光發(fā)射率達到百分之二十以上,遮光性能較為突出。熱反射鍍膜玻璃可以有效控制建筑物內(nèi)的熱環(huán)境,可以保證室內(nèi)光線不會給人帶來較大刺激,提升人們的居住舒適度。
巖棉就是礦物棉,是一種無機材料,巖棉是大自然形成的礦物產(chǎn)品,沒有毒性,不會給人的身體造成損壞。如果在建筑項目中使用巖棉,能夠起到保溫、防火等作用,而且可以讓建筑結(jié)構(gòu)使用壽命延長,價格低廉符合價值成本需求,讓建筑物具有保溫和隔熱性能,隔音效果也非常理想。西方國家在建筑項目建設(shè)中運用巖棉外墻外保溫隔熱比較普遍,由于巖棉外墻保溫隔熱具有防火的功效,所以,在防火等級要求較高的建筑項目中比較適用。
幕墻保溫節(jié)能設(shè)計中對于建筑幕墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,主要探究雙層玻璃幕墻的幕墻結(jié)構(gòu)形式,雙層幕墻是內(nèi)層玻璃幕墻和外層玻璃幕墻形成,外層幕墻使用的為明框或隱框玻璃幕墻,內(nèi)層幕墻主要為鋁合金門窗等。內(nèi)層玻璃幕墻和外層玻璃幕墻會產(chǎn)生通風間層,空間較為密閉,外層幕墻下方是空氣進入的進風口,上方是空氣排出的排風口,會產(chǎn)生熱量緩沖層,對室內(nèi)溫度起到調(diào)節(jié)的作用。對于比較寒冷的地方,對內(nèi)層玻璃幕墻和外層玻璃幕墻進行科學設(shè)計,就能充分發(fā)揮其的作用和性能,尤其是冷、熱負荷相當?shù)墓步ㄖ斜容^適用,和一樣的建筑比較,設(shè)計合理的雙層玻璃幕墻能耗節(jié)能占比達到百分之五十。
(1)封閉式內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻。這類幕墻比較適用于冬季比較寒冷的地方,外層玻璃幕墻屬于基本密閉的,通常是斷熱型材及中空鋼化玻璃結(jié)合,內(nèi)層主要是單片鋼化玻璃型材玻璃幕墻,能夠打開窗戶。雙層幕墻中間的通風間層有120-200mm的厚度,在施工中會將通風間層和吊頂部位暖通系統(tǒng)排風管銜接,這樣就會產(chǎn)生從下而上的空氣循環(huán),這種方式屬于強制性循環(huán)。
(2)封閉式內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻。這類幕墻也被叫做呼吸式雙層玻璃幕墻,外層玻璃幕墻是單層玻璃和非斷熱型材構(gòu)成,內(nèi)層是單元幕墻,或者為隔熱幕墻。當寒冷的季節(jié)來臨時,需要將通風層進排風口關(guān)閉,陽光照射在換氣層內(nèi)的空氣中,會讓其溫度逐漸上升,最終轉(zhuǎn)化為溫室效應(yīng),能夠保證內(nèi)層玻璃溫度,減少了建筑物采暖能源的使用。炎熱季節(jié)到來時,將換氣層風口打開,通風間層內(nèi)的熱量會被煙囪效應(yīng)帶走,讓內(nèi)層玻璃表面溫度減少,這樣人們更少依賴空調(diào)電器。再者,在控制進排風口方面,以及設(shè)計內(nèi)層幕墻結(jié)構(gòu)時,應(yīng)該實現(xiàn)通風層給室內(nèi)輸送新鮮空氣效果,對建筑通風質(zhì)量也有著極大的影響。所以,這類的玻璃幕墻是將不同類型玻璃幕墻的優(yōu)勢進行互相促進,互相補充,不僅保證了室內(nèi)舒適度,更保證了室內(nèi)自然通風。
(3)呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用。這類玻璃幕墻通風間層從水平方向上和多個房間銜接,從豎直方向而言對多個樓層進行了覆蓋,但是部分幕墻間通風間層沒有水平分隔,豎向也無分隔,只是利用外層幕墻,在屋頂位置進底層位置透風口具有通風性能。天氣寒冷后關(guān)閉外層幕墻通風口,利用通風間層產(chǎn)生的溫室效應(yīng)讓室內(nèi)溫度適宜,很大程度的降低了建筑物的能耗。炎熱天氣時將通風口打開,借助煙囪效應(yīng)產(chǎn)生通風作用。這種系統(tǒng)在外層玻璃幕墻中運用,設(shè)置的開口較少,建筑物外部噪音較大,就特別適合使用這類系統(tǒng)。然而建筑內(nèi)每個房間產(chǎn)生的聲音會利用通風間層傳遞,產(chǎn)生內(nèi)部噪音。也可以完全開啟外層幕墻,但是進風和排風口不是很明確,不能借助煙囪效應(yīng)產(chǎn)生自然通風。炎熱季節(jié)時打開外層幕墻,能夠?qū)⑵洚斪稣陉栄b置,讓內(nèi)層幕墻承受的太陽輻射削弱;寒冷季節(jié)關(guān)閉外層幕墻,產(chǎn)生空氣緩沖層,提升了建筑的保溫性能。如果將外層玻璃幕墻開啟會讓內(nèi)層玻璃幕墻風壓下降,能夠避免雨水進入內(nèi)層玻璃幕墻,所以,可以將內(nèi)層玻璃幕墻的窗戶一直打開,促進自然通風[2-3]。
如果當?shù)貧夂蚣敖ㄖ愋瓦m合運用雙層玻璃幕墻,工作人員必須對內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)體系對內(nèi)層玻璃、外層玻璃的各種性能要求有一個全面的認識和了解。外循環(huán)玻璃幕墻而言,內(nèi)層幕墻使用的玻璃幕墻具有較好的保溫作用,這樣寒冷季節(jié)可以保溫,炎熱季節(jié)可以隔熱。外層幕墻主要為單層玻璃幕墻,具有防護的效能,讓夾層內(nèi)的遮陽裝置不會因為雨水季節(jié)造成不同程度的損壞。另外,外層立面設(shè)置的開口能夠?qū)A層中的通風有效調(diào)節(jié),內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是內(nèi)層幕墻,主要為傳統(tǒng)的單層玻璃幕墻,外層的幕墻相比較而言性能較好。還應(yīng)該對空區(qū)間層寬度進行科學設(shè)計。間層如果寬度不符合要求范圍,會導致多個樓層出現(xiàn)串聯(lián)通風現(xiàn)象,尤其煙囪效應(yīng)非常顯著,導致不能通風。如果建筑室內(nèi)發(fā)熱量比較大,不能有效通風,寒冷季節(jié)無法保溫,炎熱季節(jié)不能散熱,更會增加空調(diào)使用率。另外,還應(yīng)該對遮陽百葉進行合理設(shè)計??諝忾g層如果未設(shè)計遮陽百葉,遮陽系數(shù)將非常低,而且占用了多余的建筑空間。從外循環(huán)系統(tǒng)方面來講,想要讓建筑形成良好的自然通風,夾層寬度應(yīng)在400mm以上,如果想要縮小幕墻結(jié)構(gòu)對建筑面積的占通,會將雙層幕墻間距變小,這樣需利用機械對夾層實現(xiàn)通風作用,一般夾層距離通常在100mm以上。從內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)來講,想要在各種類型的建筑項目中對空腔機械通風量進行合理設(shè)計,保證通風啟動溫度,必須對控制測量進行有效設(shè)計,這對能耗節(jié)約方面十分的關(guān)鍵。實踐證明,在間層中間偏外百分之十以上的寬度位置設(shè)置遮陽百葉,可能會發(fā)揮更好的通風及隔熱作用。
幕墻的保溫性能就是建筑物的幕墻在建筑物外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境中溫度存在差異,會形成阻抗進行熱傳導,熱傳導的特性是高溫位置將熱能傳導到低溫位置。如果以玻璃幕墻使用性能方面而言,保溫和隔熱性能其實與我國氣候及人的生活需求不相適應(yīng),因為玻璃密閉性過強,自然通風效果不理想,直接影響到能源消耗和設(shè)備的配備,因此,建筑師應(yīng)該從整體的角度考量玻璃幕墻的保溫性能,還應(yīng)該有效控制費用投入。如果想要提升保溫性能需要使用符合要求的優(yōu)質(zhì)材料。運用鋁型、玻璃等材料時,與幕墻體系、保溫技術(shù)密封手段有著密切的聯(lián)系性。一般運用的鋁型材料未裝入隔熱材料,隔熱斷橋鋁型材會在中間增加能夠隔熱的材料,具有較好的保溫效果。就保溫密閉技術(shù)方面分析,為了提升其的保溫性能,通常使用耐侯密封膠、密封膠條,這種材料的使用能夠讓室內(nèi)空氣流動減少,提升幕墻透氣性,保證了幕墻的保溫隔熱作用。西方的很多國家在設(shè)計幕墻時選擇雙層幕墻,內(nèi)層玻璃和外層玻璃都具有保溫效果,內(nèi)層和外層玻璃之間的空間就好比保溫室,陽光照射到夾層內(nèi)的空氣溫度也會上升,熱量會直接傳導到內(nèi)層幕墻內(nèi)部,讓室內(nèi)溫度適宜,保溫作用非常理想[4-5]。
為了能夠保留熱量,應(yīng)該提升幕墻的保溫作用,這就需要對原材料進行深入研究,如,在選擇制作幕墻的材料時,可以使用中空玻璃,這是由于普通玻璃傳導系數(shù)比較高,熱傳導性能較好,大部分的太陽輻射都可接受,也能夠吸收很多熱量,但是也會散失大量的熱量,無法對熱量產(chǎn)生限制作用。由于不同的地區(qū)氣候和環(huán)境不同,可以運用多樣化的玻璃材料制作幕墻,通過對玻璃材料進行處理,讓其滿足人們保溫隔熱的需求,可以將一些元素加入到玻璃材料中,讓其可以轉(zhuǎn)化成吸熱玻璃,具備吸熱和隔熱能力,這樣能夠?qū)⑽盏拇蟛糠譄崮軅鲗У浇ㄖ飪?nèi)部,實現(xiàn)保溫的效果,尤其在北方冬季較為適用。還可以充分運用玻璃面鍍膜方式,將普通玻璃轉(zhuǎn)化成熱輻射玻璃,對紅外線起到反射作用,但是也減少了可見光的透射性,潛移默化的讓其采光降低,因此,在北方地區(qū)不宜使用。
現(xiàn)代建筑物項目建設(shè)中,建筑幕墻運用比較廣泛,屬于一種較好的外裝飾結(jié)構(gòu),不僅能夠提升建筑物的外部美觀度,也能保證建筑物的保溫隔熱效果,更符合節(jié)能環(huán)保要求,是當前建筑工程中不可缺少的重要部分。