浅析玻璃幕墙节能技术

摘要：本文分析了玻璃幕墙的传热原理，探讨了玻璃幕墙的节能途径，并对单层玻璃幕墙、双层幕墙，特别是特定的窄腹式玻璃幕墙，这几种玻璃幕墙的节能方式进行了简要分析。

关键词：玻璃幕墙 ；节能；特定的窄腹式玻璃幕墙

Abstract: This paper analyzes the heat transfer principle of glass curtain wall, discusses the ways of glass curtain wall energy saving, and analyzes energy saving means of the single layer, double layer curtain wall glass curtain wall, particularly a specific narrow abdominal type glass curtain wall glass curtain wall.

Key words: glass curtain wall; energy saving; specific narrow abdomen type glass curtain wall

中图分类号：S210.4文献标识码：A文章编号：

与其他建筑外墙不同，玻璃幕墙是一种新颖的建筑外墙围护形式，它以其独特的通透性、艺术性受到了更多的建筑单位和建筑师的青睐。

由于金属材质的玻璃幕墙具有轻量化、不燃化、耐震、施工迅速等优点，因此，在现代都市高楼化，防火、防震、施工安全的要求前提下，已成为今后高楼建筑的主力军之一。它可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋、混凝土的使用量，对于减少高耗能建材使用所达到的节能能源、资源有很大的帮助。

但同时，玻璃幕墙作为建筑护结构，是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位，是传统墙体热损失五六倍，幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右，因此，幕墙的节能有极其重要的地位，如何提高玻璃幕墙的节能性能成了建筑界和建筑幕墙行业急需解决的实际问题。只有这样，玻璃幕墙才能从外形到内在都具有强烈的时代感。

玻璃幕墙的传热过程大致有3种途径：一是玻璃和铝合金（不锈钢）金属框格的传热，通过单层玻璃的热流传热，通过金属框格传热，通过玻璃的镀膜层减少辐射换热；二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热；内表面与室内空气间的对流换热，内表面与室内环境间的辐射换热；三是玻璃幕墙外表而与周围空气和外界环境间的换热；外表面与周围空气间的对流换热，外表面与外界环境间的辐射换热，外表面与空间的各种长波（如电磁波、红外线等产生的长度）辐射换热。

1.单层玻璃幕墙的节能技术

玻璃幕墙要同时满足冬季保温和夏季防热、隔热的需要。目前，对其节能的研究主要集中在传热过程的研究、传热过程与建筑运行模式结合的研究以及全生命周期分析等方面。为了解决这样的问题，通常的做法是减少玻璃幕墙的使用面积、采用不同形式的遮阳、选择合理的玻璃幕墙材料、减少开启窗扇的面积及安装时增强其密封性等。

对于建筑物外窗及玻璃幕墙来说，由于玻璃的面积占据立面的绝大部分，可以参与热交换的面积较大，因此玻璃是窗、幕墙节能的关键。近年来，随着科学技术的不断发展，出现了光谱选择透过性玻璃、透过率可调玻璃、惰性气体隔热玻璃、凝胶隔热玻璃、真空隔热玻璃等有利于节能的新型玻璃。在建筑工程上，要根据不同的要求选用不用的玻璃。

1.1材料的选用

不同材料的窗框对外窗（含玻璃幕墙、采光顶）的传热系数影响较大，不容忽视，塑料窗框、木窗框等因材料木身的传热系数较小，对外窗的传热系数影响不大，铝合金窗框、钢窗框等材料本身的传热系数很大，形成的热桥对外窗的传热系数影响较大，必须采用断桥处理。铝合金断桥处理做法有很多种，材料也不同，如聚酰胺（PA）断热条，聚氨酯（PU）等，对保温性能要求高的外窗（含玻璃幕墙、采光顶等）应选择断桥效果好的铝型材。

1.2单层玻璃幕墙的节能技术

玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射，但是装设遮阳板、遮阳百叶等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。在玻璃幕墙上设置遮阳系统，可以最大限度减少阳光的直接照射，从而避免室内过热，是炎热地区建筑防热的主要措施之一。

遮有防止太阳辐射、改善室内环境气候等功能，同时也对室内的采光、通风带来不同层次的影响。但是，如果在玻璃幕墙外做遮阳，则改变了设计的初衷，使建筑失去了光洁的立面效果，而且室外的的遮阳构件长期风吹雨打易损坏，保养和维护十分困难；因此大多数传统玻璃幕墙不得不采用室内遮阳。目前，室内遮阳使用最普遍的就是窗帘，而遮阳效果如何取决于窗帘朝阳面材料的性质。对于一般的布料而言，热量的吸收反而使室内温度上升，从而增加了夏季空调的能耗，因此，采用新型材料就显得尤为重要、新型的纳米材料不仅对紫外线辐射具有很强的反射作用，而且还有特殊的选择和吸收性能，可将紫外线能量转换成热能或其他无害低能形式以释放或消耗。

2.双层玻璃幕墙的节能技术

双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间形成一个通道，同时在外层幕墙设置进风口和出风口。为了使立面通透、视野开阔，内层幕墙一般可采用悬窗结构形式。还有一种方法是设置通风器，通风器可安装在幕墙的顶部，使得控制方便，通风换气更自然、柔和，使人更加舒适。与传统玻璃幕墙相比，双层玻璃幕墙独特的夹层设计，不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能，更重要的是，为遮阳构件提供一个栖身之地，使之既能有效遮阳，又不破坏建筑外观。

在双层玻璃窗中充空气和氩气，节能效果可大大提高。双层玻璃幕墙在夏季的阳光照射下，幕墙通道中的空气被加热，使空气自下而上地流动，从而带走通道中的热空气，达到降低房间温度的作用。同时，可以放下半透明卷帘，通过卷帘反射后除去大部分太阳辐射，降低房间温度，减少降温负荷，起到节约能源的目的。在冬季，双层玻璃幕墙可关闭外层幕墙的通风口，这样幕墙内部的空气在阳光照射下温度升高，减少室内和室外的温度差，也减少了室内温度向外界传递.起到房间保温功效，降低房间取暖费用。由此可见，双层玻璃幕墙在夏季通过自然通风换气，降低室内温度；在冬季能产生温室效应，提高保温效果，降低取暖能耗。

3. 特定的窄腹式玻璃幕墙

3.1设置热缓冲区

热缓冲区就是在特定的窄腹式玻璃幕墙和室内之间设置一个空间，例如通常采用的外包阳台或平台、这样的设置其节能原理与双层玻璃幕墙类似，不过由于其空间较大，这就需要处理好通风的问题，其可以将热量有效的分流，起到了一定的降温作用，从而减少室内空调的能耗。由于该空间类似于温室，可以适当种植花草，成为一个绿色体憩场所。

3.2特定的窄腹式玻璃幕墙技能技术

由于环保节能的要求，主动式太阳能建筑节能设计是建筑利用太阳能节能的趋势所在，而作为建筑立面的特定的窄腹式玻璃幕墙，在太阳能利用方面有着天然的优势。目前，随着科技的进步和新型玻璃材料的产生，为建筑利用太阳能开辟了一条新路。目前国外开始采用一种光电幕墙发电，该幕墙是在玻璃中间复合光电池板块，然后在装配时将其连接在一起，从而形成一套发电系统、这套发电系统再通过一定的储存设备将电能转化为可以自接使用的电源。在烈日炎炎的夏日，利用太阳能产生的电源就可以在局部范围内满足照明用电等需求。

对于该项目而言，单层玻璃幕墙装设遮阳板、遮阳百叶等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。遮有防止太阳辐射、改善室内环境气候等功能，同时也对室内的采光、通风带来不同层次的影响；双层玻璃幕墙的夹层设计在造型上没有优势；特定的窄腹式玻璃幕墙采光效果非常好，并且在太阳能利用方面有着天然的优势，节能效果好，从造型上来说，也是很美观的。

总之，玻璃幕墙作为现代化建筑的主要围护结构之一，其设计不仅要满足建筑美学和建筑功能的要求，而且要更多的考虑热工设计，充分体现当今流行的建筑设计主要原则之一：环保与节能。对于单层玻璃幕墙而言，玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射，但是装设遮阳板、遮阳百叶等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。双层玻璃幕墙在夏季通过自然通风换气，降低室内温度；在冬季能产生温室效应，提高保温效果，降低取暖能耗。特定的窄腹式玻璃幕墙可以将热量有效的分流，起到了一定的降温作用，从而减少室内空调的能耗。

参考文献：

《玻璃幕墙工程质量检验标准》 中国建筑工业出版社

《玻璃幕墙与建筑节能设计》车学娅建筑技术 2008年3期