节能幕墙在现代建筑中的应用

摘要：建筑幕墙是现阶段广泛使用的一种建筑护结构，它打破了传统的窗与墙的界限，巧妙地将它们融为一体，用其明快的线条和虚实对比的鲜明外形展现了现代建筑的艺术风格和特点。但建筑幕墙的便捷美观功能和节能环保性能一直都是一对矛盾体，随着人们环保意识的增强，将节能理念应用到建筑设计中并提高建筑幕墙的节能效果，已经成为当前建筑工程幕墙设计与施工的重点，这对于推进玻璃幕墙应用范围的进一步拓展也具有重要的意义。

关键词：节能；幕墙；建筑；设计；应用；特点

中图分类号：TE08文献标识码： A

一、节能型建筑幕墙概述

（一）节能型建筑幕墙特点

建筑幕墙一般由面材与支撑结构构成,主体结构具有一定的抗载荷能力与位移能力，因此其首要特点就是建筑幕墙是一个完整的结构系统。其次是建筑幕墙在受到风压等外部载荷冲击时，自身结构能够承受较大的变形或者在设计范围内进行一定的位移。再次,建筑幕墙结构是单独的结构系统，不具有承但建筑主体结构载荷的围护结构。节能型建筑幕墙除了具有一般的幕墙特点之外，还具有采光性能好，能够最大的采集自然光的特点。例如,先进门窗系统的使用，能够防止烈热天气下，建筑内部温室效应的发生。此外还具有通风能力强、幕墙密闭性好等特点。

（二）节能型建筑幕墙设计原则

节能型建筑幕墙在设计过程中，首先要进行建筑物周边环境的分析研究流分掌握当地的自然风貌,如日照光线、气候风压、日常温度等,结合建筑物本身的朝向、建筑功能与室内需求条件综合分析幕墙对建筑设计的调整与适应效果,在此基础上结合系统技术完成节能型幕墙的设计。整个设计过程涉及到幕墙隔热保温、采光遮阳、通风与保温以及传热降噪、室内空间密封性等各种因素之间的相互联系与影响,因此在设计过程中必须遵循一定的设计原则才能保证建筑幕墙的节能型要求。首先设计过程要具有科学性。在进行幕墙形式选型、面材选取、窗墙面积比的设定过程中,对各种影响因素之间要进行科学可靠的分析研究权衡建筑幕墙功能、性能以及建筑功能要求之间的利弊，保证节能型建筑幕墙的稳定与可靠。其次节能型建筑幕墙要具有适用性。节能型建筑幕墙设计过程要严格遵循国家的节能政策法律法规,结合节能幕墙项目与建筑环境因素，参照标准规定与地方要求，做到既要有较低的建筑能源消耗，又要有较高的人居环境标准。再次节能型幕墙要具有经济性。因其并不是建筑物节能的主要方面,只属于建筑围护结构部分是建筑节能的一个方面,因此节能型幕墙必须既有一定的经济性,才能体现其节能环保的真正意义。

（三）节能型建筑幕墙设计意义

虽然国家早就颁布了《节约能源法》，但到目前为止,国内建筑能耗仍占了社会总能耗的四分之一，随着国内建筑行业的飞速发展,以及国家对环境保护的重视，节能型建筑成为未来发展的必要趋势，幕墙作为现代建筑必不可少的一部分,节能性必将是未来发展的主旋律。以现代幕墙中使用最多的玻璃幕墙为例，玻璃幕墙板不仅外观简洁通透,而且能够有效减少钢筋混凝土、高耗能建材的使用，但其在保温隔热性等幕墙特性方面相较传统幕墙较差,玻璃幕墙能耗占整个建筑能耗的百分之四十,若对其进行节能设计将极大的降低建筑能耗,因此发展节能性建筑幕墙有其重要的意义。

二、节能型幕墙在现代建筑中的设计及应用过程

（一）玻璃幕墙建筑节能设计

玻璃作为幕墙使用最多的面材，在进行其节能设计过程中，首先需要进行的是采用节能玻璃。节能玻璃在光学性能与热特性等方面要优于传统的玻璃。以中空玻璃为例，其中间层为封闭的空间，内部介质为空气，且没有对流现象的产生，因空气的传热系数大约为玻璃传热系数的1/37，因此其具有极低的热传导系数在隔热性能与节能效果方表现优异。此外，中空玻璃在保温、隔音以及降低温差传热负荷方面也具有相当的优势。

其次在玻璃幕墙的热工设计方面，可以采用热通道的形式，该形式能够有效减少能源消耗与热损失在热工设计时，一定要充分分析了解玻璃幕墙的通风传热方式，如敞开式外循环双层玻璃幕墙进的是自然通风，在保温隔热方面较差，而封闭式内循环双层玻璃幕墙与其正好相反，空气没有与外部环境交流，通过抽风机等一起在室内循环流动，保温气密性较好在传热方式上，主要分为玻璃、铝合金金属框架的建材的传热、内部环境与外部环境在幕墙内外表面之间的传热两大部分，通过对其通风传热的改进可达到幕墙的节能效果。

再次玻璃幕墙的气密性设计，是建筑幕墙节能效果的重要保证，气密性设计一般在幕墙玻璃以及型材之间进行。其设计过程包含密封材料的选取以及施工，一般来说硅酮耐候密封胶与橡胶密封条的密封效果最为理想。硅酮耐候密封胶因其耐污染、耐水性的等特点，多用于玻璃之间的密封，橡胶密封条则因其使用寿命长、抗老化性能好而多用于型材与建筑幕墙之间的密封。

（二）隔热铝合金型材

隔热铝合金型材指的是将具有较低导热性的隔离物插人到内外两种具有较高导热性的金属框料之间，对门窗框或者窗扇型材热量散失的途径进行阻断。通过实践研究，隔热型材具有较为合理的结构和较高的强度，有着较好的刚性和较大的热阻，并且抗风性能、气密水密性能以及隔声节能效能较为优越。如今，我们通常将铝合金作为建筑中玻璃幕墙的支撑构件，在炎热的夏季，断热桥的作用就得到充分发挥，虽然室外可以有40℃以上的高温，但是室内温度依然保持在较低的水平，对于室内热量的流失进行了有效的控制。

（三）光电幕墙

太阳能光电玻璃幕墙是指将太阳能转换模板密封在双层钢化玻璃中，安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型绿色”能源，它集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身，充分体现了建筑的智能化与人性化特点。它关键的技术是太阳能光电池技术，但同时，要严格依据建筑幕墙方面的规范和要求来进行光电幕墙的结构设计工作，使建筑抗震、装饰性、抗风以及平面内变形等建筑安全要求得到满足，对建筑设计的各项技术要求如气密性、水密性、隔声保温、用电的安全等也需要充分考虑。在设计过程中，需要将幕墙骨料内部的空腔充分利用起来，对电线进行隐藏，这样墙面的简洁效果才可以得到实现。光电幕墙集合了太阳能光电技术与幕墙技术，是一种新型的功能性建筑幕墙。它利用太阳能发电技术，把以前被当作有害因素而屏蔽掉的太阳光，转化为能被人们利用的电能。

（四）生态幕墙

随着时代的进步，逐渐发展起来了生态幕墙，它的设计完全考虑了人们的需求以及环境，主要是将一个更加舒适和健康的居住生活环境提供给人们，使自然、经济以及社会效益得到提升，可持续发展要求得到满足。将高新技术大力应用过来，重点考虑生物气候缓冲层，减少污染、实现资源节约的目的。生态设计理念指的是有机统一幕墙和自然生态环境，科学设计。生态幕墙需要对节能充分考虑，重复利用资源，对生态环境进行有效保护。

（五）双层玻璃幕墙

随着科学技术的不断革新，如今出现了一种新的幕墙形式，也就是双层玻璃幕墙。在上个世纪，它被广泛应用到欧洲办公建筑中，对建筑能源利用效率进行了有效的提高，室内舒适性和空气品质也得到了显著的改善。如今双层玻璃幕墙也开始应用到国内的一些高档写字楼，在冬天的冷处理和夏天的热处理方面具有较大的优势，冬季可以保温，夏季可以隔热，并且隔声降噪性能也比较优越，可以将更加舒适的工作生活环境提供给用户。

（六）遮阳型节能幕墙应用

通过研究发现，会有诸多的因素影响到建筑护结构的保温隔热效果，其中遮阳系统的影响最大。而遮阳系数会受到诸多因素的影响，如材料的使用、护结构的特征、外界环境的改变等等。具体来讲，遮阳系数指的是在建筑工程中，透过有遮阳措施的围护结构和没有遮阳措施的围护结构的太阳辐射热量的比值。通过研究我们可以得知，如果建筑围护结构只有较小的遮阳系数，说明围护结构不容易有太阳光透过来，也就说幕墙可以对太阳辐射进行有效的抵抗。如今遮阳有着多种多样的形式和类型，如水平式遮阳、百叶遮阳、挡板遮阳、垂直式遮阳等。在对遮阳形式进行选择的过程中，需要综合考虑诸多方面的因素，如建筑物的地理环境条件、用户类型等等。遮阳系统会在较大程度上影响到太阳辐射产生的热，因此在实际的工作中，相关技术人员需要应用一系列科学的遮阳措施，使建筑工程节能和遮阳的目的得到有效实现。

结束语

幕墙是一种建筑物框架结构，可以起到对建筑物进行美化与保护的作用。随着社会经济的快速发展，幕墙在建筑行业中的应用越来越多，为了响应国家节能环保低碳的经济发展号召，对幕墙进行节能性设计能够有效减少混凝土、钢筋等建筑能源消耗，从而节约大量的能源，为国家建设生态型生活环境做出一定的贡献。

参考文献

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