浅析建筑幕墙设计中节能技术的应用

[摘要]随着社会经济的发展和科学技术的提高，我国建筑行业的整体水平也有了很大的进步。同时，国家关于节能减排和可持续发展理念的提出，使人们的环保意识也在提高。建筑幕墙作为高层建筑的华丽外衣，对建筑节能的作用举足轻重，幕墙工程的设计与施工都将节能作为一项刻不容缓的战略目标进行对待。本文对目前普通和新型的幕墙节能设计进行了介绍，并重点阐述了几种新型的节能技术。

[关键词]建筑工程；幕墙；设计；节能技术；应用

中图分类号：U491文献标识码：A文章编号：2306-1499-（2014）11-0038-02

建筑幕墙的节能，主要体现在材料的选择、体系的设计等方面，从而使建筑物在使用过程中，能够以最低的能量损耗获得舒适的室内生活工作环境。建筑幕墙在建筑的外表形成一圈围护，其美观性得到人们的认可的同时，还需要在幕墙的设计上进一步做到更加节能环保，满足国家相关建筑节能设计标准的要求，从而提高建筑物的经济效益和社会效益。

1.使用节能的幕墙材料

1.1铝合金断热型材

在建筑幕墙中采用铝合金断热型材，除了具有普通铝型材的结构支撑的作用外，更主要是铝合金断热型材具有很好的节能性能。由于普通的铝型材本身导热系数高,在阻热方面有明显的缺陷,而铝合金断热型材通过增强尼龙隔条等隔热材料将铝合金型材分为内外两部分，阻隔了铝型材的内外热的传导，成为节能效果很好的框架材料。

1.2节能玻璃

在建筑幕墙中，玻璃是幕墙使用最多的外立面材料，参与的热量交换面积非常大，因此在幕墙的节能设计上具有重要的作用。使用不同性质的玻璃，能够起到不同的效果。下面以低辐射玻璃和中空玻璃为例，进行简要介绍。

低辐射玻璃也称Low-E玻璃，在幕墙应用中，Low-E玻璃的使用可以达到“冬暖夏凉”的效果，具有优异的隔热、保温性能效果。低辐射玻璃对于可见光的透过率比较高，具有阻隔红外线的功能，因此在自然采光的基础上，还能够发挥隔热节能的作用。冬季防止室内热量流失，夏季防止室外物体产生二次辐射，因此节能降耗的效果很明显。

对于节能要求不是很高的地区，采用普通中空玻璃也普遍存在。中空玻璃由两片及以上单层玻璃组成，在玻璃中间充满空气或其他惰性气体，具有明显的隔音隔热效果。和混凝土墙体相比，使用中空玻璃质量更轻，能够满足节能要求，因此在幕墙的建设上具有不可替代的优越性。

2.普通的幕墙设计节能技术

2.1采光与节能的协调系统设计

由于人们希望室内环境更加通透明亮，建筑立面更加美观，建筑形态更为丰富。所以在幕墙的设计中设计师使用通透、大面积的透明幕墙。但是玻璃幕墙层间透明部分的保温隔热性能比非透明幕墙差很多，窗墙面积比越大，采暖和空调能耗也越大。因此，幕墙设计从降低建筑能耗的角度出发，必须把采光与保温协调考虑，通过合理选择幕墙面材材料和形式，选择合理窗墙面积比。同时，对于非透明幕墙，如金属幕墙、石材幕墙等幕墙，没有透明玻璃幕墙所要求的自然采光、视觉通透等功能要求，为增加建筑整体的传热系数，在该部位采取增加保温岩棉等保温材料隔热措施。

2.2框架节能设计技术

幕墙经过近些年的发展，框架断热技术比较完善，使得现在的金属门窗和幕墙的性能和木质门窗性能接近，涌现了一大批框架节能技术。目前较常见的框架断热有断热型材、在型材外表面镶嵌木料等复合型材等，较好解决了框架的节能问题。

2.3遮阳系统的节能设计

总所周知，合理的设计遮阳系统，能够有效地阻挡太阳光辐射到室内，维护室内舒适的环境，减少室内温度调节设备的消耗。在幕墙工程设计中，技术人员常把遮阳系统的设计融合到幕墙系统中。常见的遮阳方式有垂直遮阳、水平遮阳、综合遮阳、挡板遮阳等形式。应该根据建筑物的地理位置、使用功能来确定遮阳方式。由于普通幕墙是竖向维护结构，从太阳的辐射总量和房间内部的照射面积来看，东西方向的遮阳要求为主。总的来说，做好遮阳工作，选用科学合理的遮阳系统，有助于建筑幕墙的节能设计。

2.4透明幕墙部位的节能设计

虽然玻璃等透明材料本身的热工性能很差，但近年来这些行业的技术发展很快，镀膜玻璃（包括Low-E玻璃）、中空玻璃等产品丰富，用这些高性能玻璃组成幕墙的技术也已经很成熟，如在设计中采用Low-E中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术等完全可以把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.0W/（m2•K）以上降到1.5W/（m2•K）。

3.新型的幕墙设计节能技术

3.1节能百叶技术

在传统的百叶遮阳机上的基础上进行改进，就得到了节能百叶技术。众所周知，太阳光直接照射进室内，会对建筑物的冷热负荷造成一定的影响。如果使用遮阳技术对阳光的照射进行控制，就能够保证建筑物的冷热负荷处于正常的范围内。传统的方法是在室内悬挂百叶，但这种方法已经不能适用于现代建筑，对热量的控制效果很小。如果悬挂在室外，不利于形成正常的循环风道，甚至对建筑物的节能产生负面影响。所以，采用节能百叶技术，对于建筑幕墙的改进是一种可行的方法，能够有效解决百叶的角度调整问题，从而达到最佳的热量利用状态，实现节能目标。

3.2双层通风幕墙技术

双层通风幕墙不同于传统的单层幕墙，它由内、外两层幕墙组成。内层幕墙与外层幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气通过下部的进风口进入此空间，又从上部排风口离开此空间，这个空间称为热通道，热通道内的空气一直处于流动状态，并与内层幕墙的外表面不断地进行热量交换，因此双层通幕墙又称为热通道幕墙。通过热通道的“烟囱”效应，这两层幕墙之间的空间，刚好形成了空气的缓冲区。使内层玻璃外表面处于“恒温”，具有冬季保温和夏季隔热的双重功能，有效地减少空调的使用，达到节能效果。据统计比传统的幕墙节能提高了50%，保温性能达国际II级。

3.3太阳光变向照明技术

太阳能在生活中随处可见，而且属于可再生能源，它的利用价值十分广阔。如何将无污染的太阳能转化成为可以利用的能源，是科学界的重要课题，同时也是建筑领域关注的问题。应用太阳光的变向照明技术，能够取代传统的遮阳技术，利用幕墙的反射作用将外界的太阳光反射到室内的天花板上，然后再经过天花板的反射将光源传递到生活区或工作区，从而为人们提供照明。采用这种反射技术和直接照射相比，光线更加柔和，分布比较均匀，室内的电视屏幕上不会出现炫光，并且使光线充满室内的各个角落。另外更重要的一点，节省了电能和照明费用。

3.4光电幕墙技术

光电幕墙是一种新型的建筑幕墙，它将太阳能光电技术和幕墙技术结合在一起，功能实现了隔音、隔热、发电、装饰的统一。第一，光电幕墙能够利用太阳能进行发电，将太阳能转化为电能供人们日常使用。第二，光电幕墙在集成太阳能发电技术的同时，并不占用更多的空间。第三，改进后的太阳能光电板能够作为幕墙的面板材料使用，因此不会重复投资。伴随着国家对于节能减排的进一步贯彻，建筑幕墙的节能产品将会得到推广，节能技术会广泛应用。

4.结语

世界各国的生态环境越来越恶劣，资源急剧减少，建筑又是一项能源消耗较大的行业。因此，在建筑幕墙中采用节能环保技术，一方面能够提高建筑的舒适性，使其更好地为人们的生活和工作服务。另一方面，能够降低损耗，响应国家节能减排、可持续发展的理念。只有这样，才能促进我国建筑行业的长远发展。

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