试论节能型建筑幕墙设计及其发展

摘要：随着我国建筑面积的不断增加，建筑耗能也不断攀升，如果不采取适当的措施，我国节能减排工作将面临巨大挑战，采用节能型建筑幕墙可以有效降低建筑的能量损耗，近几年来在政府的鼓励下建筑节能得到快速发展。本文介绍了节能型建筑幕墙的含义，分析如何选择合适的节能材料，和进行科学地结构设计。建筑企业应当依据节能型建筑幕墙的发展方向，推广使用新技术和新工艺，促使我国节能减排工作的有效进行。

关键词：节能；建筑幕墙技术；发展方向

中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：

前言

进入二十一世纪以来，我国城市化进程不断加快，建筑行业发展迅速。但是，每年我国建筑消耗的能源都在增长，据权威资料统计，我国建筑采暖所消耗的能源是发达国家的三倍左右。目前，我国建筑耗能大的问题包括：建筑住房面积不断增加，大部分住户拥有电冰箱、空调和热水器等消耗能源较大的家电；而且，我国绝大多数建筑没有采用节能技术，都是属于高耗能建筑。为了实现可持续发展战略，降低我国的能源消耗，建筑行业应当大力推广和兴建节能建筑，为建设中国特色的社会主义打下良好基础。

节能型建筑幕墙概述

2.1节能型建筑幕墙的含义

建筑节能是指节约使用供暖、制冷和照明，调节合适的室内温度、湿度以降低建筑消耗的能源，同时，还有使用太阳能、地热等可再生能源的技术工程。节能型建筑幕墙是指其保温隔热性能和气密性性能都达到建筑节能设计要求的建筑幕墙。此外，因为我国南北气候差异较大，所以节能型建筑幕墙也有对应的环境指标。目前，我国公共建筑的能源消耗大部分是空调制冷和采暖系统产生的，而且，空调暖气大约一半的热量在护结构中消耗。

2.2建筑节能的重要意义

随着地球化石能源的枯竭，世界各国都越来越重视节能减排和发展绿色经济。我国是能源消耗大国，其中有很多一部分能源消耗在建筑中。一方面，我国建筑面积不断增长，但是采用节能技术的房屋建筑却很少，无法满足我国可持续发展的要求；另一方面，国民生活水平在不断提高，家用电器消耗大量的能源，很少使用太阳能和地热能源等可再生的清洁能源。我国面临着严峻的能源危机，所以推广节能型建筑对我国经济和社会的健康发展具有重要的意义。

节能型建筑幕墙

3.1节能型建筑幕墙的设计原则

节能型建筑的设计是一个复杂工程，需要综合考虑建筑外界环境、室内条件和热交换过程等，不能简单的使用单一指标解决问题。因此，对于节能型建筑幕墙的设计，需要遵循以下几个原则：

（1）科学性。应当综合考虑各因素，合理设计幕墙型式、选择合适的材料等，并符合国家相关设计规范；

（2）适用性。根据建筑周围的环境制定节能方案，平衡好高舒适度和低建筑耗能的关系；

（3）经济性。建筑幕墙的节能设计只是建筑节能的一个方面，为了达到建筑节能的目的，需要全盘考虑，使建筑拥有较高的经济价值。

3.2节能材料的选择

节能型建筑幕墙采用的材料应符合节能要求，目前使用最广泛的有节能玻璃和铝合金型材两种。

第一，建筑面积很大一部分被玻璃占用，所以做好玻璃的节能是建筑幕墙节能的关键。建筑公司在选择节能玻璃时，需要考虑所处环境气候和日照时间长短等因素，根据不同的条件选择不同的玻璃。

（1）阳光控制镀膜玻璃。这种玻璃是在玻璃表面镀上一层金属膜，可以有效反射红外线、吸收紫外线和透射可见光。使用这种玻璃不妨碍住户观察室外景色，具有很好的单向透视性。

（2）低辐射玻璃。这种玻璃最大的优点在于能够完全阻隔红外线透射，而运行很高的可见光透射，具有隔热节能和自然采光的双重作用。比如，在冬季室内温度比室外温度高，这种玻璃可以有效阻隔室内热量的流失。

（3）中空玻璃。这种玻璃由多片玻璃组合而成，在玻璃之间充入空气或者特殊气体，并与外界环境隔绝。使用这种玻璃不仅可以很好的隔热节能，还可以起到隔音效果。

（4）夹层玻璃。夹层玻璃也是由多片玻璃组成，但是与中空玻璃不同的是，夹层玻璃之间要粘结透明的有机材料。这种玻璃可以防止较强的撞击，不易破碎，可以起到一定的安全防护作用。

（5）真空玻璃。这种玻璃在多片玻璃之间加支撑物，并与周围环境密封隔绝，然后将中间抽成真空。空气被抽走后，内部的热对流和传导就消失，可以起到很好的隔热效果。

第二，铝合金型材是建筑幕墙的支撑骨架，同时也具有一定的节能作用。由于普通铝合金型材的热传导率太大，很容易造成热量的流散，所以，节能型建筑幕墙需要具有隔热作用的新型铝合金材料。隔热断桥铝合金材料使用塑料进行间隔，可以有效阻隔热量传递，节能效果非常好。

3.3建筑幕墙的结构设计

建筑幕墙的结构对整个幕墙的安全起到至关重要的作用，不仅要能够承受住自身载重，还应当抵抗风载荷和地震作用等。

3.3.1幕墙的支承结构

建筑幕墙的支承结构要有足够的强度和刚度以承受自身载荷和风载荷等作用，将这些载荷传递给建筑主体，保证建筑的安全。支承结构不仅要与主体结构有可靠的连接，同时还要避免因主体结构变形而对幕墙产生破坏。因此，支承结构具有一定的独立性。建筑幕墙支承结构在使用过程中应该满足至少二十五年的寿命。对于幕墙支承结构的设计，应当符合国家相关标准和规范，上、下柱连接可以采用长度不小于250mm的闭口型材芯柱连接。如果幕墙立柱采用双跨梁结构，长短跨之比应当小于十分之一。

3.3.2幕墙后锚固处理

对于幕墙后锚固处理主要集中在锚栓形式的选择上，包括两种锚栓：一是化学锚栓；二是金属膨胀锚栓。化学锚栓不会产生膨胀应力，所以可以采用小边间距，依靠化学粘结力即可承受外界载荷；金属膨胀锚栓是利用金属膨胀产生摩擦力或者对混凝土的压力，抵抗外界拉力的变化。无论采用上述何种锚栓，在设计过程中都应当将承载力设计值按照大于极限承载力百分之五十进行取值。

3.3.3幕墙用预埋件设计

预埋件主要作用是固定幕墙的支承结构，承受一定的载荷，对整个幕墙的安全起到保护作用。预埋件的结构包括锚板和锚筋，可以采用平板形式或者槽形。锚板和锚筋的材料应当合理选择，并对这些材料进行相应的热处理和冷加工等，以达到足够的强度要求。锚板和锚筋可以采用坡口塞焊进行加工，能够达到可靠的质量要求。

节能型建筑幕墙的发展方向

目前，我国建筑幕墙节能设计与国外同行相比还有一定差距，需要国内建筑公司努力开发新工艺，向国际先进水平靠拢。未来节能型建筑幕墙的发展方向主要表现在以下几方面：

（1）超高层建筑的节能幕墙技术

国内各大城市的高层建筑记录在不断刷新，大量超高层建筑的建设将促使高层幕墙节能技术的发展。比如，高层建筑受风力的影响较大，所以建筑幕墙应当具有一定的抗风能力，保证建筑的气密性，提高高层建筑的舒适度。对于高层建筑幕墙防火性能研究、抗震性能研究等研究都在不断开展中，随着理论的突破必将促使施工工艺的创新。

（2）节能环保幕墙将被大量使用

近年来，财政部等部门颁布相关指导性文件，鼓励建筑行业将新型能源应用到建筑中，并给予了财政补助。具体内容是大力发展太阳能技术，推进太阳能在光电建筑中的应用，这为建筑公司利用光电幕墙促使企业壮大带来了发展机遇。未来建筑幕墙围护结构将多采用太阳能屋顶和光伏幕墙技术，这不仅促使我国节能型建筑幕墙的发展，还促使太阳能和光伏企业迅速发展。

（3）建筑遮阳系统

节能型建筑具有环保和绿色等特点，特别是生态建筑将更多高新技术应用于房屋建筑的建设中。建筑遮阳系统可以阻隔太阳热辐射，避免其对室内温度的影响，可以有效阻隔热量的损耗。

（4）智能化幕墙系统

智能化幕墙系统是一个复杂的系统，它集合了众多学科，比如建筑、力学、机械、热工、电子和生态等，具有智能化的特点。这种建筑幕墙可以根据周围环境的变化自动调节幕墙结构、材料属性等参数，以适应环境的要求，并且最大程度的满足居住者的生产需要，达到节能的效果。

（5）结构膜幕墙系统

结构膜幕系统是一种充气结构的幕墙系统，用于室内公共空间的围护结构。这种结构在建筑中应用需求较大，需要更近一步的研究。

结束语

节能型建筑幕墙是发展的大势所趋，在全球能源危机的背景之下，采用节能材料和进行科学合理的结构设计是满足建筑节能环保要求的重要途径。建筑公司应当抓住发展的机遇，加大新材料和新技术的使用力度，建设更多节能型建筑幕墙，为我国节能减排工作做出贡献。

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