玻璃幕墙的节能技术及建筑中的应用

【摘 要】文章结合玻璃幕墙在建筑工程中的应用，探讨了其在工程设计、施工及材料方面如何发挥有效的节能性，已达到建筑节能设计施工的目标，为建筑的节能设计施工提供了一定的借鉴意义。

【关键词】幕墙节能；节能技术；控制要点

1引言

随着绿色施工、节约能源成为建筑施工中的主流方向，加上建筑科技的进步与环保技术的日新月异，玻璃幕墙在在建筑工程中得到了广泛的应用，各种类型的玻璃幕墙也得到不断更新。作为现代节能建筑的代表，玻璃幕墙的节能技术成为建筑节能中的重要组成部分，研究玻璃幕墙的设计与施工也具有重要的意义。文章就工程中的玻璃幕墙的节能技术展开讨论。

2设计方面的节能技术

在设计方面，玻璃幕墙的节能涉及到隔热和得热、采光和遮阳、通风和热交换的关系，气密性、水密性和传热的关系等等，设计时要结合环境因素与项目的具体情况，参照标准规定与地方要求，认真落实国家有关节能政策，合理选型（幕墙的型式和窗墙面积比）、选材和构造，把握幕墙节能设计的细节。

2.1幕墙节能设计的一般规定

透明玻璃幕墙对建筑能耗高低的影响主要有两个方面，一是幕墙的热工性能影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热；另外就是玻璃受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。夏季，通过玻璃幕墙进入室内的太阳辐射成为空调降温的负荷，因此，减少进入室内的太阳辐射以及减小透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。所以，从降低建筑能耗的角度出发，必须限制窗墙面积比。为此，建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于0.70。当窗（包括透明幕墙）墙面积比小于0.40时，玻璃（或其他透明材料）的可见光透射比不应小于0.4。

为了使室内人员在较好的室外气象条件下，可以通过开启外窗通风来获得热舒适性和良好的室内空气品质，透明幕墙应具有可开启部分或设有通风换气装置。这也是节能和提高室内热舒适性的重要手段。

透明幕墙的气密性不应低于《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225规定的3级。

2.2遮阳体系设计

太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因，夏热冬暖地区、夏热冬冷地区的建筑以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑，透明玻璃幕墙设置外部遮阳，也是节能的有效途径之一。采用百叶、格栅、遮阳板等遮阳设施，可以最大限度减少阳光的直接照射、避免室内过热，从而达到更好的隔热节能作用。遮阳百叶有水平百叶和垂直百叶，分手控、电动及可调节百叶系统。根据建筑风格及需求，可选用不同形式、控制方式的遮阳系统。

2.3节点做法设计

立柱与横梁接触处设置柔性垫片，横梁两端与立柱间隙可预留1mm～2mm的间隙，间隙内填胶。这种做法有利于减少幕墙噪音，同时也起到了阻碍传导，起到断热作用（明框、半隐框玻璃幕墙因型材外露此作用更加明显）。

玻璃幕墙与周边构件、实体墙面洞口边缘、楼板或隔墙外沿间的缝隙处要设置保温材料，进行有效封堵设计，起到阻碍热量的对流和通过材料的传导，确保玻璃幕墙保温性能。开启窗部位是玻璃幕墙中保温隔热的薄弱环节。因此，在设置开启窗数量和部位时，在满足建筑通风防火等其他相关要求下，开启窗设置数量不宜过多、面积不宜过大。同时在开启扇与开启框之间设置多道密封隔离带，已达到开启关闭是密闭效果，减少冷热空气的对流。

3材料方面的节能技术

开展建筑节能，材料要先行，发展高技术的新材料是建筑节能的重要基础，只有性能优异的材料，才能保证护工程的持久保温隔热性能，保证整个建筑工程在其全寿命期内的节能效果。

3.1提高玻璃的节能保温性能

3.1.1吸热玻璃

吸热玻璃是在玻璃本体内掺入金属离子使其对太阳能有选择地吸收同时呈现不同的颜色，吸热玻璃的节能是通过太阳光透过玻璃时将光能转化为热能而被玻璃吸收，热能以对流和辐射的形式散发出去从而减少太阳能进入室内。

3.1.2Low-E玻璃

Low-E玻璃在建筑上的应用主要有两种，即热反射玻璃、低辐射玻璃。

热反射玻璃是在玻璃表面镀上金属、非金属及其氧化物薄膜使其具有一定的反射效果，能将太阳能反射回大气中而达到阻挡太阳能进入室内使太阳能不在室内转化为热能的目的。热反射玻璃的反射率越高说明其对太阳能的控制越强，但是玻璃的可见光透过率会随着反射率的升高而降低，影响采光效果，太高的玻璃反射率也可能出现光污染问题。

低辐射玻璃是通过在玻璃表面涂敷低辐射涂层，使表面的辐射率低于普通玻璃从而减少热量的损失来达到降低采暖费用实现节能目的。衡量低辐射玻璃节能效果的重要指标是辐射率。辐射率越低通过玻璃表面发生的辐射损失越少，玻璃的节能效果越好。

3.1.3中空玻璃

中空玻璃指用两块玻璃，使用高强度高气密性复合黏结剂，将玻璃片与内含干燥剂的铝合金框架黏结，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品，是一种高效能隔音隔热玻璃，中空玻璃多种性能优越于普通双层玻璃。

对玻璃除上述方法外，还可以采用贴节能膜方法，提高节能效果。

3.2铝合金断热型材

对于明框和半隐框幕墙来说，铝合金横梁和立柱所组成的框架也是能量损失的另一个薄弱环节，为此，产生了断热铝型材。根据加工工艺，断热铝型材分为滚压嵌入式和注胶式，这两种形式的铝合金断热型材共同的特点都是在内、外两侧铝材中间采用有足够强度的低导热系数的隔离物质隔开。从而降低传热系数，增加热阻值。即使在炎热的夏季，当太阳暴晒的情况下，断热型材室外部分表面温度通常可达35℃～85℃，而室内仍可维持在24℃～28℃，有效地减少传到室内的热量，可减少制冷费用；而在寒冷的冬季，室外铝材的温度可与环境温度相当（一般-28℃～-20℃）而室内铝材仍然可达到8℃～15℃，从而减少热量损失，节约冬季取暖的费用，从而达到节能目的。在选择隔热条时，尽量选择将铝合金型材内部隔热腔能断开的“T”型隔热条，从而减少热空气的对流。

设计时铝合金型材的颜色尽量不宜设计深颜色，深色调的外扣盖在热辐射方面要比银灰色的多吸热30%～50%。

除此之外，建筑密封材料是幕墙门窗行业的重要功能材料，密封胶和隔热条等建筑密封材料的选择对幕墙节能也很关键，密封效果的好坏直接关系到门窗的隔热性能。

4施工方面的节能技术

施工前，需要对幕墙节能工程使用的材料进行取样送检。保温隔热材料，其导热系数、密度、燃烧性能应符合设计要求。幕墙玻璃的传热系数、遮阳系数、可见光透射比、中空玻璃露点应符合设计要求。

幕墙施工前应对已建主体结构拟安装玻璃幕墙处进行复测、按实测结果对幕墙设计立面分格尺寸进行必要调整，防止误差积累造成接缝过大。

4.1幕墙施工中的节能控制要点

在施工阶段，对金属材料、构配件连接处的柔性垫片、块设置要到位，立柱上下端与主体结构间要留缝注胶密封。

结构胶施工车间温度、湿度、卫生情况应符合要求，结构胶施工要规范，施工后养护条件及养护时间要符合要求。耐候胶施工前要清洁玻璃打胶面。不宜在夜晚、雨天打耐候胶，在接缝内打耐候胶应两对面黏结，不应三面黏结（如三面黏结，耐候胶经反复拉压后会被撕裂，从而失去密封作用），其施工宽度不宜小于2倍的施工厚度。

幕墙与各层楼板、隔墙外沿间封堵岩棉（矿棉）应填充密实、厚度不应小于100mm，不仅提高防火性能，还能有效提高隔热保温性能。幕墙玻璃周边及建筑物内、外装饰面间所留缝隙，要采用柔性材料嵌填密封。上、下横梁及边立柱与主体结构间空隙处宜用发泡剂填充后再做装饰处理。

4.2幕墙节能质量验收主控项目

幕墙的气密性能应符合设计规定的等级要求。当幕墙面积大于3000m2或建筑外墙面积的50%时，应现场抽取材料和配件，在检测试验室安装制作试件进行气密性能检测，检测结果应符合设计规定的等级要求。密封条应镶嵌牢固、位置正确、对接严密。开启扇应关闭严密。

幕墙节能工程使用的保温材料，其厚度应符合设计要求，安装牢固，且不得松脱。保温板或保温层采取针插法或剖开法，尺量厚度；手扳检查。施工时要采取防潮措施确保保温材料的保温性能，所采用的保温材料如无防潮性能，则不得在受潮后使用。

遮阳设施的安装位置应满足设计要求。遮阳设施的安装应牢固。幕墙工程热桥部位的隔断热桥措施应符合设计要求，断热节点的连接应牢固。幕墙隔汽层应完整、严密、位置正确，穿透隔汽层处的节点构造应采取密封措施。冷凝水的收集和排水应通畅，并不得渗漏。

5结语

综上，虽然在建筑投入中，采用节能技术的幕墙往往比普通幕墙的投入成本高，但是结合后期的运营成本的综合分析，通常在建筑投入使用的前几年便可收回因使用节能技术与产品增加的投入，并可在后期获得可观的效益。可见，幕墙节能技术值得应用推广。

参考文献：

[1]GB50189—2005公共建筑节能设计标准[S].

[2]盛素玲，傅驰峰.玻璃幕墙节能技术发展方向的思考[J].河南建材，2010（3）：95.

[3]王振强.浅析建筑玻璃幕墙及窗的节能措施[J].中国高新技术企业，2009（11）：95.