建筑玻璃幕墙的节能技术分析

【摘要】本文首先介绍了建筑玻璃幕墙，其次探讨了玻璃幕墙的分类与物理性能，最后重点探讨了建筑玻璃幕墙节能技术分析，同时研究了建筑玻璃幕墙工程实践中应注意的节能问题。

【关键词】建筑；玻璃幕墙；节能技术

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

近年来随着我国经济的快速发展，我国的建筑行业发展也是相当迅速的，建筑幕墙的使用，使我国的建筑行业的发展很迅速，对于建筑玻璃幕墙的节能技术的研究能够使我国建筑行业的发展更上一层楼。

二、建筑玻璃幕墙综述

幕墙是一种悬挂在建筑物结构框架前面的外墙围护构件，它的自重和所受风荷载通过锚接点传至建筑物结构框架上。幕墙构件之间的接缝和连接用现代建筑技术手法处理，使幕墙形成连续的墙面。而玻璃幕墙以其外观简洁、通透、富有现代感，甚至是企业实力和形象的象征， 加之人们的审美倾向受现代主义风格的影响， 使当今玻璃幕墙在高层办公写字楼商务酒店建筑中的风靡程度有增无减，几乎是世界各大城市高层建筑立面的一致选择。玻璃幕墙可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋、混凝土使用量，对于减少高耗能建材使用所达到的节约能源、资源有很大的帮助；但玻璃幕墙作为建筑护结构，其保温、隔热性能均远不及传统墙体，是传统墙体热损失的5-6倍。幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右， 故幕墙节能在我国公共建筑设计节能中有极其重要的地位。

三、玻璃幕墙的分类与物理性能

玻璃幕墙是一种建筑物护结构，是悬挂于主体结构上而相对主体可活动的完整的结构体系，它具有自身平面内的变形能力和相对于主体结构有相当的位移能力。

其中玻璃幕墙按立面装饰形式分类，可以分成明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙、全玻璃幕墙。明框玻璃幕墙是最传统的形式，隐框玻璃幕墙板块与金属框之间完全靠结构胶黏结，结构胶要承受板块的自重、风荷载和地震作用力及温度变化的影响。半隐框幕墙分为立柱外露、横梁隐藏的竖显横隐幕墙；横梁外露、立柱隐藏的竖隐横显幕墙。全玻璃幕墙不采用金属框架，而采用玻璃肋或点式钢爪作为支承体系的一种全透明、全视野的玻璃幕墙。它包括玻璃肋粘接全玻璃幕墙、点式连接全玻璃幕墙和拉索式全玻璃幕墙等。

玻璃幕墙物理性能包括：抗风压性能、水密性能、气密性能、热工性能、空气声隔声性能、平面内变形性能和抗震要求、耐撞击性能。其中幕墙抗风压变形性能、水密性能、气密性能的试验称为幕墙三性试验，按照《建筑幕墙》的要求，在交收检验时，必须进行幕墙三性试验，把幕墙工程中可能存在的问题在试验阶段就暴露出来，试验必须在由国家认可的检测机构进行。

四、建筑玻璃幕墙节能技术分析

一般来说，建筑的热传递方式主要有三种（即传导、辐射与对流）。而建筑玻璃幕墙也是通过这几种热传递方式进行传热的。建筑玻璃幕墙主要是由铝合金与玻璃组合而成，铝合金与玻璃的传热系数都比较高、热透率也比较大。因此，通过围绕传导、辐射与对流这三种方式加强对热传递的控制、减少热量的传递是建筑玻璃幕墙节能技术的关键所在。

1、玻璃部分的节能技术

玻璃是建筑玻璃幕墙的主材，同时也是热量的良好导体与太阳辐射的良好透过体，是控制热传递的关键因素。因此，必须充分重视玻璃部分的节能技术应用。第一，尽可能采用节能型玻璃。目前，建筑玻璃幕墙所采用的玻璃种类很多，如低辐射镀膜玻璃、光致变色玻璃、光电玻璃、中空玻璃等，都在不同程度上实现了节能。因此，要根据建筑的设计与节能性能需求，选择不同性能的玻璃类别。第二，尽可能降低玻璃的传热系数，提高玻璃的节能保温性能。一方面，可以采用中空玻璃处理技术。中空玻璃有双层与多层之分，即在玻璃与玻璃之间形成空隔，并充入惰性气体、干燥气体等，以减少热量的传递，能起到良好的保温隔热性能。另一方面，可以采用 Low- E 玻璃处理技术，即低辐射镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃能够吸收大量的辐射热能，并降低热能量的传递。在冬季可以把室内的热辐射反射回室内，减少室内热量的流失，而在夏季又能将室外的热辐射反射出去，减少室内热量，由此而达到节能的效果。真空玻璃与气凝胶玻璃等，都可以在很大程度上降低玻璃的传热系数，提高玻璃的节能保温性能。

第三，玻璃的遮阳节能技术。对于玻璃的遮阳，可以从两个方面加强。一方面，是选择合理材质的玻璃来影响太阳光的辐射。如Low- E玻璃，对太阳光中的可见光有比较高的透射比，但反射比则较低，保证了室内采光充足的基础上，同时可以避免光反射而造成的光污染现象。另一方面，是通过遮阳系统的建设来提高遮阳节能性。在夏热冬暖地区，通过设置遮阳装置来减少太阳光的直射，可以在很大程度上控制辐射热的传递。而遮阳系统的设置形式有许多，如室外遮阳、室内遮阳等。通过多种多样的遮阳装置可以降低遮阳系数，提高建筑玻璃幕墙的节能性。

2、铝合金部分的节能技术

除了玻璃之外，铝合金也是热量传导的主要导体，通过铝合金传导的热量是建筑玻璃幕墙热量传导的一半以上。可见，铝合金型材也是热传导的重要通道。因此，对铝合金部分的节能技术的应用也是建筑玻璃幕墙节能技术探讨的重要组成部分。要尽可能选择隔热节能型的铝合金型材。而影响隔热铝合金型材的热导率的重要因素主要有几个，即隔热条的形状设计、隔热条的宽度以及相关的辅助措施等。隔热条可以在热传递的路径形成空腔，使热传递出现阻断，从而阻止热量的传递。可见，隔热条是铝合金的重要部件，对隔热铝合金门窗的质量起到极其关键的作用。因此，隔热条的质量、尺寸、内部结构都应该是选择隔热型材的考虑因素。利用隔热断桥技术提高铝合金的节能性，即是基于产生一个连续的隔热区域，利用材料为聚酰胺尼龙66的隔热条把铝合金分为两个部分。目前，隔热断桥铝材已不断地应用于我国的许多对隔热保温有高要求的建筑。对隔热铝型材的设计，应当在保持铝合金型材截面不变的基础上，改变隔热条的尺寸并装配不同的玻璃，以达到隔热的效果。

3、建筑玻璃幕墙设计方面的节能

建筑玻璃幕墙的设计与节能效果密切相关。因此，必须在总体上综合考虑建筑方向、建筑玻璃幕墙等各个方面的因素，尽可能减少建筑玻璃幕墙的热传递。一是要科学合理地设计好建筑玻璃幕墙的朝向。建筑玻璃幕墙的朝向不同，太阳辐射的热量也有所不同。在设计建筑玻璃幕墙的朝向时，应当以朝南为宜，并尽量避免朝西等。同时，幕墙的安排也不宜过于集中，不宜面向居民楼。二是要科学设计建筑玻璃幕墙的面积。除了要尽可能提高材料的利用率，还要尽量减小幕墙的面积，控制铝合金门窗与幕墙在建筑表团面积中的比例，降低能耗。

五、建筑玻璃幕墙工程实践中应注意的节能问题

1、选择适当的建筑方位

建筑方位的选择是建筑外墙节能的要素之一。建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒，建筑物的朝向应朝南北方向配置。坐北朝南的的朝向是我国许多建筑的合理朝向，但朝向的选择是因地域气候、周围环境、建筑需求而改变的，不可一概而论。在城市房屋建筑设计中，建筑方位的选择往往由于城市布局规划等原因不能按最佳朝向，但可以通过调整建筑布局来获得相对合理的方位。

2、提高幕墙及窗的气密性，减少室内外空气对流传热

开启窗部位是玻璃幕墙中保温隔热的薄弱环节。由空气渗透性能检测数据可知，在同压力差下，可开启部位的空气渗透量远大干固定部位空气渗透量。因此，开启窗部位开启角度不宜大干30°，开启距离不宜大干300㎜，同时要注意在立面分格设计中开启窗设置数量不宜过多、面积不宜过大。

3、采用百叶、格栅等遮阳设施，减少太阳辐射得热

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，使室外的热量进不到室内，避免室内过热，从而降低空调的耗能，是炎热地区建筑防热的主要措施之一。

4、采用双层玻璃幕墙应注意的问题

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。

5、采用光电玻璃幕墙应注意的问题

光电玻璃由低铁玻璃、太阳能光电模块、背面玻璃、特殊金属导线、EVA 胶等组成，是一种新颖的建筑用高科技玻璃产品。光电玻璃最大的功能是利用太阳光产生电能，实现建筑物的多功能化、高科技化。

六、结束语

幕墙是现代建筑常用的技术之一，也是建筑行业发展应时代的要求的体现，但是建筑幕墙是比较耗费材料的，因此，对于建筑玻璃幕墙的节能技术的研究具有重要意义。

参考文献

[1]佟万泉.浅谈节能建筑的设计[J].科技创新导报,2007．

[2]孙振玉.浅谈建筑玻璃幕墙节能技术[J].建材与装饰,2008(4)．

[3]王占良,张春辉.浅谈玻璃幕墙的节能设计[J].门窗,2009.

[4]刘骁.玻璃幕墙的节能与环保[J].建筑技术,2009.

[5]JGJ102- 2003,玻璃幕墙工程技术规范[S].