建筑幕墙节能

摘要：《中共十报告》明确提出“大力推进生态文明建设，全面推进资源节约，推动资源利用方式根本转变，加强全过程节约管理，大幅降低能源消耗强度，提高利用效率和效益。”建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、改善人民生活条件、减轻环境污染、促进经济跨越式发展的一项最直接、最有效的根本措施。严格执行并逐步提高新建建筑节能设计标准，已成为全行业共识；而我幕墙行业首当其冲，在中央的号召下如何做好幕墙节能已成为我行业的当务之急。下面就幕墙节能谈一下我的看法。

关键词： 幕墙 节能

中图分类号：TU201.5文献标识码： A

我国建筑能耗已占全社会总能耗的25%，建筑节能已引起政府和社会的普遍关注。建筑幕墙作为建筑的护结构，其热工性能直接影响建筑能耗。幕墙的种类繁多：石材幕墙，铝单板幕墙，玻璃幕墙等。因为石材幕墙等背面有实体墙，保温措施更容易实施，所以在此不做论述，下面我主要对玻璃幕墙的建筑节能谈一下我的看法。

玻璃幕墙是现代化建筑的主要护结构之一，其设计不仅要满足建筑美学和建筑功能的要求，而且要更多地考虑热工设计，充分体现当前国际上流行的建筑设计三大原则：“开放与交流、舒适与自然、环保与节能。”

建筑幕墙在我国问世以来，30多年来呈现了高速度的发展态势。特别是玻璃幕墙占据了绝对优势：深圳地王大厦、上海金茂大厦、……，无不采用了玻璃幕墙。我国的建筑玻璃幕墙，在它短短30多年的发展时间里，已经占据了极大的市场份额。

一个新生事物的兴盛自有它的历史背景和社会动因，玻璃幕墙的兴起也不例外。随着我国国力的强盛、城市大规模建设的需要，一批批超高层建筑拔地而起，对这些建筑来说，维护结构采用传统的砖墙显然不能适应，唯有轻钢结构配以玻璃幕墙成为最佳选择。玻璃幕墙以其晶莹剔透、轻巧美观、安装方便、维护简便等诸多优点而在高层建筑上迅速崛起。

建筑科技的进步也使大规模使用玻璃幕墙成为可能。首先，建筑科技的发展解决了高层建筑的诸多技术难题。其次，随着建筑材料研发的进步，已能生产出建筑上需要的各种金属结构件，门类齐全的钢材、铝合金型材、幕墙驳接件等等，满足了玻璃幕墙的安装要求；先进的玻璃生产技术给不同场合玻璃幕墙的使用提供了多样的选择。第三，建筑施工技术的进步和完善使玻璃幕墙的施工已没有任何的技术障碍。

现阶段，大多数提高玻璃幕墙节能保温性能的工程主要措施是采用镀膜玻璃、Low-E玻璃、中空玻璃及隔热断桥铝型材降低结构传热系数K、消除结构体系“热桥”、降低空气渗透热损失、减少开启窗扇面积等。总之，尚停留在消极设防的设计思想阶段。

为此我们就要转变一下设计理念,变被动为主动。

玻璃幕墙的热工设计，应该追求变被动设防为主动利用能源的设计思想，为了减少冬季采暖供热的热损失和能源消耗，为了减少夏季空调制冷的热袭入和能源消耗，玻璃幕墙热工设计的发展趋向是：对于以采暖供热为主的幕墙追求达到温室效应，对于以空调制冷为主的幕墙追求达到冷房效果，无论何种幕墙都将追求合理利用太阳能。动态幕墙（也称热通道幕墙、双层通风幕墙）是一种很好的发展方向。

双层玻璃幕墙的组成双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中图间要形成一个通道，同时外层幕墙设置进风口和出风口。外层幕墙一般采用隐框、明框和点式玻璃幕墙，内层幕墙一般采用明框幕墙。

双层幕墙的节能原理双层幕墙的节能是指幕墙在夏季利用“烟囱效应”，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。双层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，达到降温的作用。另一方面，由于双层幕墙的特殊结构，本身就具有一定的遮阳功能，可减少阳光对空气的功效，降低房间取暖费用。由此可见，减少幕墙总耗能量有三个方面的因素。

1 减少单位面积幕墙材料单元平均耗能量。

自然的热传递方式为导热、对流和辐射。双层幕墙的传热是在室内和通风道，以及通风道和外界之间进行。对于外循环式双层幕墙而言外层幕墙的通风始终敞开，因此，解决导热和辐射的关键是内层幕墙的方案设计。内层幕墙的导热途径：幕墙框架。内层幕墙可用隐框、明框或铝合金推拉窗等几种形式。隐框玻璃幕墙的框架全部在室内，无导热问题，但其大量使用结构胶作为连接材料，胶的耐久年限有待考证，本人不建议大量使用。为降低幕墙制作成本和维护方便，内层幕墙多采用铝合金推拉窗或悬窗，所以为减少幕墙框架的导热，应采用断热铝合金型材。对于内循环式双层幕墙而言外层幕墙采用中空玻璃、隔热型材形成封闭状态。内层幕墙采用单层玻璃或单层铝合金门窗，成可开启状态。利用机械通风，空气从楼板或地下的风口进入通道，经上部排风口进入顶棚流动。由于进风为室内空气，所以通道内空气温度与室内温度基本相同，因此可节省采暖与制冷的能源，对采暖地区更为有利。

玻璃是非金属材料，它的导热主要表现在白天外界热量对室内的辐射和夜晚室内热量向外界的辐射。在北方寒冷地区，应采用LOW—E中空玻璃，既将白天的太阳热能传递到室内，又可在夜晚阻止室内热量向外散发，提高房间的保温性能。

幕墙保温性能的另一因素是对流，如何合理地使用对流是双层幕墙设计的关键因素之一。比如在夏季，一方面是阻止热空气传递至室内，另一方面，又要求幕墙通道产生空气流动，将室内空气热量带走。解决这一问题的方法：① 在通道中设置电动百叶卷帘，将外界热量挡在室外；②合理设计空气通道尺寸，使通道自然产生烟囱效应，及时将污浊的空气带走，补充新鲜空气。 一般双层幕墙的通道宽度在500mm左右，高度不低4000mm，否则烟囱效应不明显，影响空气的自然交换。

2 减少单位面积幕墙空气渗漏平均耗能量。

幕墙的空气渗漏可通过幕墙玻璃板块与幕墙框架之间的间隙，玻璃与玻璃框之间的间隙以及幕墙框架与建筑主体结构之间的间隙进行。减少幕墙玻璃板与框架之间间隙的最有效方法是采用隐框玻璃幕墙，隐框幕墙玻璃板块之间打密封胶，形成连续的没有间隙的立面。密封性最差的是推拉窗，推拉窗虽然扇与框之间设有密封条，但密封性不是很好，另外在门窗的四角也很难达到完全密封。

幕墙框架与建筑主体结构一般都采取填充水泥砂浆密封，对空气渗漏影响不大，但因水泥砂浆在干燥过程中会有收缩现象，另外水泥砂浆与金属框之间的粘合力不高，如处理不好的话，会产生缝隙，造成空气渗漏。解决这一问题可采用聚氯脂发泡填充剂，通过聚胺脂的膨胀对幕墙框架和建筑主体结构产生一定的压力，使密封严实。

3 减少单位面积幕墙通风换气平均耗能量。

幕墙的通风换气和防止空气渗漏是一对矛盾，要进行通风换气就必须有空气交换，自然产生空气渗漏。如何科学地解决这一矛盾，是双层幕墙设计的难关之一。现在一些双层幕墙要求立面通透，视野开阔，内层幕墙往往采用推拉门窗形式，但推拉门窗的保温性能较差，尤其在开窗换气时，门窗开启量不好控制，而且一旦开窗，其整个门窗的上下高度方向上全开，对室内空气产生一定的影响，所以最好采用悬窗结构形式。另外，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。

结束语：提高双层幕墙节能效果的最好方法就是根据双层幕墙的特点以热的辐射、对流和导热三个方面来降低幕墙的能耗，并合理地利用对流特性，既通风换气又能降低温度，合理地利用辐射产生室温效应，提高房间的保温性，最大限度地阻止热的传导，充分发挥双层幕墙的通风换气、遮阳、保温，达到节能的目的。一般双层幕墙比单层幕墙节能40—60％。

此外《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）也于2004年1月1日开始实施，规范中取消了原来对玻璃幕墙适用高度的限制，我们有理由相信玻璃幕墙会有更广阔的前景。

参考文献：

JGJ/T151-2008 建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程

GB50009-2012建筑结构荷载规范

GB50325-2005 民用建筑设计通则