鐘莉

中國水利水電第八工程局有限公司

湖南省水利水電建設(shè)工程學校

中國水電八局高級技工學校

1 引言

伴隨我國建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，人們逐漸開始追求綠色節(jié)能的設(shè)計理念，綠色節(jié)能技術(shù)在不斷發(fā)展并逐步應用于建筑行業(yè)中。綠色節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為未來建筑發(fā)展的主流，在提高節(jié)能效果的同時，能夠滿足低碳等方面的需求。因此，在建筑門窗幕墻設(shè)計中要科學、合理應用這一技術(shù)。

目前，玻璃鋼節(jié)能門窗、鋁塑復合門窗等各種新型節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品已經(jīng)占據(jù)了門窗市場的大半份額，能帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益[1]，因此，探索建筑門窗幕墻的綠色節(jié)能技術(shù)具有非常重要的意義。

2 門窗幕墻設(shè)計中采用綠色節(jié)能技術(shù)的發(fā)展意義分析

隨著我國經(jīng)濟的日益增長,人們開始追求更高的生活品質(zhì)，對建筑內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量要求越來越高，建筑行業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)。在實際工程中，人們對于建筑中采光、保溫、節(jié)能等方面的要求更加的嚴格。

建筑門窗及幕墻工程設(shè)計過程中，科學、合理地應用綠色節(jié)能技術(shù)不僅能提高人們的舒適度和滿意度，還能使人們體會到節(jié)能環(huán)保技術(shù)帶來的科技感；其次,可以提高人們的環(huán)保意識，使周邊的人自覺參與到環(huán)境保護中來[2]。

因此，設(shè)計單位在開展建筑總體設(shè)計的時候，要結(jié)合建筑門窗及幕墻工程的具體情況進行設(shè)計，采用綠色節(jié)能技術(shù)能有效地提高建筑的節(jié)能環(huán)保效果。

3 建筑門窗幕墻設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)存在的不足

3.1 綠色節(jié)能環(huán)保意識不足

隨著我國經(jīng)濟的健康發(fā)展，在建筑工程的施工過程中，對建筑門窗及幕墻工程的設(shè)計改進非常的大。目前，建筑的門窗幕墻和傳統(tǒng)門窗幕墻相比進步非常明顯，但是，現(xiàn)階段的建筑門窗及幕墻工程設(shè)計過程中仍然存在很多的問題，部分建筑物的門窗及幕墻工程沒有按照綠色節(jié)能的理念去設(shè)計，造成了建筑項目的成本和工程量增多，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是設(shè)計人員在建筑設(shè)計的過程中，忽略了門窗及幕墻工程在建筑中的使用功能，導致建筑的節(jié)能效果不理想。

3.2 對綠色節(jié)能技術(shù)認識不到位

近年來，雖然我國的建筑門窗及幕墻工程的設(shè)計有了較大的改進，但在設(shè)計理念上還存在一定的問題。設(shè)計過程中不重視門窗幕墻，認為建筑門窗及幕墻工程在綠色節(jié)能方面的作用非常小，建筑門窗及幕墻工程中的綠色理念設(shè)計得不到重視。建筑門窗及幕墻工程設(shè)計過程中，沒有相應的綠色設(shè)計標準[3]；部分設(shè)計人員對門窗及幕墻工程的綠色節(jié)能技術(shù)把控不到位，這些都是影響門窗幕墻綠色設(shè)計的原因。

3.3 門窗幕墻設(shè)計過程中溝通不到位

隨著生活條件的日益提高，窗戶及幕墻在滿足住宅基本需求的前提下，還要達到節(jié)能環(huán)保理念與建筑設(shè)計的融合。滿足建筑整體設(shè)計的節(jié)能環(huán)保門窗幕墻在工程中沒有明顯的體現(xiàn)，導致有些設(shè)計出來的門窗及幕墻不能滿足綠色建筑的要求，因此在門窗及幕墻工程設(shè)計過程中要加強節(jié)能環(huán)保理念與建筑設(shè)計的融合，保證設(shè)計出能滿足建筑整體要求的節(jié)能環(huán)保門窗幕墻。

4 建筑門窗幕墻設(shè)計中的綠色節(jié)能技術(shù)

4.1 綠色節(jié)能玻璃幕墻設(shè)計

玻璃材質(zhì)具有較好的導熱和傳播光的性能，但是在建筑門窗幕墻設(shè)計中需要對玻璃本身性能進行集成，以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的應用效果，隨著現(xiàn)代科技的不斷進步，玻璃幕墻的使用已經(jīng)成為現(xiàn)實。當前，市場基本都是采用中空玻璃來阻斷室內(nèi)外熱傳導，降低光的透射率的方式，達到保溫、降低光輻射的目的，大幅降低了玻璃幕墻的能耗情況[5]。

玻璃幕墻的使用，由于南北方區(qū)域環(huán)境不同而產(chǎn)生的價值也是大不相同。在南方地區(qū)，玻璃幕墻能夠有效地減少太陽光進入室內(nèi)，保證室內(nèi)溫度舒適；北方區(qū)域，則是使更多的太陽輻射進入到室內(nèi)，使室內(nèi)的溫度能夠通過光能進行調(diào)節(jié)，南北方不同地域的使用使得玻璃幕墻的應用更加廣泛。

4.2 綠色節(jié)能保溫設(shè)計

在溫度較低的冬季，人們需要高溫度進行取暖，通過長時間的實踐經(jīng)驗積累，門窗幕墻的保溫功能也得到較大的改善。其主要的功能就是對門窗幕墻的構(gòu)件進行加工制作，前期對設(shè)計的施工圖進行細致的比對篩選，并檢測已經(jīng)建好的建筑物，按照檢測所得的具體參數(shù)進行合理、科學地調(diào)整，在通過設(shè)計方以及監(jiān)理方等相關(guān)部門同意后，才能夠?qū)δ粔Φ臉?gòu)件進行加工制作以及進一步的安裝工作。

保溫膜的施工過程工程量龐大而且復雜，為了確保施工的質(zhì)量安全、有效地提升保溫功能，相關(guān)施工人員一定要根據(jù)制定的工序來進行操作施工，在此基礎(chǔ)上，對質(zhì)量一定要進行嚴格的管控[6]。

4.3 綠色節(jié)能采光通風設(shè)計

近年來，人們越來越重視建筑的自然采光以及通風功能，建筑行業(yè)開始逐漸使用呼吸式幕墻。在市場的刺激下，門窗幕墻迅猛發(fā)展,使得門窗幕墻的產(chǎn)量在逐年增多。要想滿足人們的實際需求，門窗及幕墻工程要使用綠色節(jié)能采光通風技術(shù)，一方面，需要在門窗及幕墻工程設(shè)計過程中，嚴格按照日出日落方向以及建筑陰影面積的變化進行設(shè)計；另一方面，還需要高端技術(shù)與人才來進行設(shè)計[7]。

隨著人們對幕墻要求的提高，傳統(tǒng)幕墻已不能滿足人們的需求,雙層呼吸式幕墻設(shè)計也開始逐漸進人到了人們的視野中。這種幕墻設(shè)計是一種理想的設(shè)計，在滿足對自然通風要求的同時，還可以滿足對綠色節(jié)能方面的要求，營造一個舒適的室內(nèi)環(huán)境[8]。

4.4 綠色節(jié)能遮陽設(shè)計

通常而言，建筑內(nèi)能源消耗較多的時間段分為夏季和冬季，夏季的能耗最多。部分建筑為了美觀采用玻璃幕墻進行建筑的裝飾，導致在夏季時陽光直接照射到室內(nèi)，溫度偏高，室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)只能通過空調(diào)系統(tǒng)進行，消耗巨大。

基于此，在進行建筑門窗及幕墻工程的設(shè)計過程中應該按照相應的施工規(guī)范進行建筑的遮陽設(shè)計，不能單純地追求建筑的美觀，全部采用玻璃幕墻的設(shè)計，應該綜合考慮遮陽設(shè)計和建筑的整體造型，在保證建筑美觀的同時，降低建筑的能耗。

5 實例分析建筑門窗幕墻設(shè)計中的綠色節(jié)能技術(shù)

5.1 工程概況

某市某寫字樓，項目位于某市新區(qū)出口加工區(qū)，周邊工業(yè)建筑繁多，園內(nèi)主體建筑為三幢兩層鋼混結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房，建筑面積約為36000m2，建筑使用年限50年。

項目業(yè)主為國內(nèi)新興的電子商務(wù)集團。隨著集團規(guī)模的擴大，業(yè)主從2009年開始就在尋求將現(xiàn)在的舊廠房改造成符合現(xiàn)代要求的辦公建筑。然而，原有建筑不僅停車位嚴重不足，樓梯的位置及數(shù)量也與現(xiàn)行辦公規(guī)范有較大差距；內(nèi)部空間上，原本的平面長度較長，進深很大，使得建筑中心部位無法獲得足夠的自然照明。而且由于原廠房建筑層高過高，也給未來的空調(diào)使用增加了不必要的負荷。

5.2 整體設(shè)計的確定

通過反復對比，設(shè)計最終決定摒棄傳統(tǒng)寫字樓建筑“宏偉、壯觀、活躍”等特點，著重突出建筑優(yōu)雅、舒適、簡約和高效的一面，利用地面綠化、墻面綠化等綠化方式打造公園式寫字樓，打破之前給人的缺乏商務(wù)氛圍的印象，同時創(chuàng)造一個高科技產(chǎn)業(yè)的辦公區(qū)域。

5.3 綠色設(shè)計

在停車空間的設(shè)計上，設(shè)計師不僅大量增加停車位以適應現(xiàn)代辦公需要，同時盡力保證室外以綠化停車位為主，園區(qū)內(nèi)特別配置的電動車充電樁也大大鼓勵人們綠色出行；而針對過高的廠房高度，建筑師在室內(nèi)局部增加夾層以降低層高，這樣一方面提高了空間利用率，另一方面也減少了空調(diào)的消耗；設(shè)計師結(jié)合該市的氣候條件，將空間劃分為公共空間和私密空間；新的空調(diào)系統(tǒng)將主要服務(wù)于私密空間，通過密閉式吊頂和空間圍合隔墻形成被公共空間和外墻包裹的空間，大大節(jié)約了空調(diào)能耗；而公共空間部分則采用零空調(diào)的方式，利用私密空間的余溫和頂部天窗、側(cè)窗的開閉，自動調(diào)節(jié)自身溫度。

5.3.1 保留原有結(jié)構(gòu)，增設(shè)天窗

為了減少建筑在結(jié)構(gòu)改造這一塊的支出，設(shè)計師在創(chuàng)造性地將原有廠房轉(zhuǎn)換為理想的現(xiàn)代辦公環(huán)境的同時，最大程度地維持原有結(jié)構(gòu)。在保留橫梁的基礎(chǔ)上，通過打開局部屋頂，拆除部分樓層板，調(diào)節(jié)了原本進深過大的平面。而由此形成的貫通一二層的系列開窗（圖1），使自然光線能夠毫無阻礙地到達建筑中心的多功能區(qū)域。這一設(shè)計在改善室內(nèi)自然照明的同時，也極大地保障員工們在明亮、舒適、放松的環(huán)境中更多地交流、分享信息。

5.3.2 夾層設(shè)計

和常規(guī)的辦公空間相比，項目原有的三棟樓首層高度過高。因此，設(shè)計師通過調(diào)整空間尺度，在局部可適當降低層高的空間設(shè)計了夾層結(jié)構(gòu)。這些夾層不僅為客戶增加了空間使用面積，也盡可能地減少了空調(diào)日常運作以達到能源的高效利用。

5.3.3 立面設(shè)計

為了避免夏季過于強烈的太陽光照，在拆除原有外墻使開放式空間最大化的基礎(chǔ)上，建筑師設(shè)計了一個特制的過濾系統(tǒng)來過濾強烈的太陽光。

通過在玻璃幕墻上噴印樹葉圖案的方式，一方面保護人們免于強烈陽光直射，另一方面抽象地表達了設(shè)計師對周邊自然環(huán)境的關(guān)注；與此同時，坐落于園區(qū)主入口左邊的Z樓，其立面變身為一片白色不銹鋼隔柵，將電子商務(wù)集團的英文介紹以鏤空字體圖案的形式表現(xiàn)出來，凸顯了設(shè)計特色的同時能夠有效遮擋過強陽光。

5.3.4 雙層呼吸式玻璃幕墻

設(shè)計師采用了雙層呼吸式玻璃幕墻以做到節(jié)能減排最大化。原理如下（圖2）所示：夏季打開上下通風口，通過室內(nèi)外溫度差，使得空氣自然流通，從而在減少空調(diào)運作的前提下通風降溫；冬季關(guān)閉上下通風口，由于雙層玻璃的溫室效應，減少室內(nèi)熱量散失[9]，從而實現(xiàn)節(jié)能保溫作用。此外，雙層玻璃在隔音方面效果也十分明顯。

綜上所述，舊建筑改造項目一直是國際建筑界極為重視的領(lǐng)域。通過對國際上各種先進設(shè)計案例的調(diào)研，創(chuàng)造性地將原本單調(diào)并缺乏合理性的建筑重新塑造成新型的綠色辦公空間，希望通過對此項目的改造來改善項目周邊的環(huán)境質(zhì)量。

6 結(jié)束語

建筑的窗戶和幕墻設(shè)計，不但要兼顧實用的功能，還需要結(jié)合建筑行業(yè)低碳節(jié)能的綠色建筑理念。建筑設(shè)計師要從用戶的要求出發(fā)，全面考慮建筑的外形、節(jié)能、環(huán)保等，多角度利用綠色采光通風技術(shù)、隔熱效果遮陽功能和節(jié)能材料等，將其應用到建筑門窗及幕墻工程的設(shè)計中[10]。

建設(shè)單位要加強設(shè)計部門與施工部門的實時溝通，貫徹落實建筑設(shè)計的理念，并通過科學、有效的管理措施，凸顯出其應用價值，提高整體效益。