建筑玻璃幕墻的綠色節(jié)能設計探究

王兵兵 劉 凱

河北省沙河玻璃技術(shù)研究院

建筑玻璃幕墻的綠色節(jié)能設計探究

王兵兵 劉 凱

河北省沙河玻璃技術(shù)研究院

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，節(jié)能減排、保護環(huán)境已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然選擇。玻璃幕墻是建筑中主要的結(jié)構(gòu)，進行設計時，必須從氣、人文、經(jīng)濟和環(huán)保等多方面進行考慮，保證玻璃幕墻遮陽符合建筑要求，創(chuàng)造出具有特色的玻璃幕墻。因此在實際設計過程中需要結(jié)合其所具有的特點，對以往經(jīng)驗進行總結(jié)，確定設計要點，做好結(jié)構(gòu)方式、玻璃材料的選擇，并積極應用各項新型技術(shù)，爭取不斷提高幕墻節(jié)能設計效果?；诖吮疚姆治隽私ㄖＡ粔Φ木G色節(jié)能設計。

建筑玻璃幕墻；綠色節(jié)能；設計

1 、建筑玻璃幕墻的節(jié)能原理

玻璃幕墻在建筑施工中的應用已成為建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。玻璃幕墻是一種透明材料，可通過對流、輻射和傳導的方式進行熱能的有效傳遞，為了更好的對玻璃傳遞能量的過程進行評估，可通過單位面積、單位溫差和單位時間內(nèi)的傳遞焦耳數(shù)進行確定，焦耳數(shù)越大則說明玻璃的能耗就越大，這種情況下，采取節(jié)能措施是非常必要的。為了更好的對玻璃幕墻節(jié)能效果進行測試，還可以通過遮蔽系數(shù)進行研究，在同等條件下，將玻璃組件和透明玻璃放置在陽光下，通過太陽輻射能量的比值來確定遮蔽系數(shù)，遮蔽系數(shù)越小則說明玻璃的能耗越小，即節(jié)能效果越好。太陽光在經(jīng)過玻璃照射到房間時，部分太陽能是直接通過的，另一部分則會被玻璃幕墻吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，且這部分熱能會直接進入室內(nèi)，導致室內(nèi)熱能增加，從而提升房間溫度。

2 、建筑玻璃幕墻節(jié)能設計原則

玻璃幕墻表示該項技術(shù)的性能，主要從氣密性和保溫隔熱兩項性能分析，達到建筑節(jié)能設計標準的建筑幕墻。我國人口較多，幅員遼闊，各個地區(qū)差氣候差異較明顯，不同環(huán)境對建筑玻璃幕墻的要求也不相同，具有明顯差異。建筑玻璃幕墻是對建筑周邊環(huán)境、溫度、管線、氣候等眾多因素研究后，對玻璃幕墻位置、高度和功能等優(yōu)化的措施，是一種利用系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品對室內(nèi)環(huán)境進行調(diào)節(jié)的過程。此過程的進行需要考慮多種因素，還要正確處理各種關系，保證隔熱、采光、這樣、通風、傳熱、噪音等符合施工要求。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，建筑玻璃幕墻節(jié)能設計必須遵循以下原則：第一，科學性。經(jīng)過綜合考慮并衡量多種因素后，對玻璃幕墻的功能、性能、位置等方面進行優(yōu)化，選擇合適的玻璃幕墻，保證與窗戶和墻壁成比例，正確選擇施工結(jié)構(gòu)和材料。確定幕墻傳熱系數(shù)的時候，必須根據(jù)當?shù)貧夂?、玻璃傳熱系?shù)以及型材傳熱系數(shù)等進行確定;第二，適用性。根據(jù)周邊環(huán)境和地理環(huán)境特點，參考施工設計，落實國家對建筑玻璃幕墻的要求，正確處理好建筑低能耗和舒適度之間的關系。第三，經(jīng)濟性。建筑玻璃幕墻不僅是建筑圍護結(jié)構(gòu)中的一部分，也是建筑節(jié)能的部分，需要全方面考慮建筑節(jié)能要求，充分發(fā)揮建筑幕墻的功能，體現(xiàn)建筑幕墻的使用價值。從原則上來看，建筑幕墻節(jié)能需要與建筑設計師、暖通工程師和室內(nèi)設計等人員進行協(xié)商，在滿足設計功能的基礎上，實現(xiàn)建筑幕墻節(jié)能。

3 、建筑玻璃幕墻的綠色節(jié)能設計

3.1 保溫隔熱設計

玻璃幕墻的使用，能夠大大提高房屋的采光效果。但在夏季，由于采光面積過大，導致室內(nèi)溫度上升，被迫使用空調(diào)降低溫度，這樣就會造成電力資源的浪費，在冬季，由于幕墻面積過大，導致熱量過度流失，造成室內(nèi)溫度過低，因此，對玻璃幕墻進行綠色節(jié)能設計時應該重點考慮玻璃幕墻的保溫隔熱處理。只有保溫隔熱工作處理的好，夏天室內(nèi)溫度才不會過高，冬天室內(nèi)溫度不會過低，將室內(nèi)溫度控制在一個合理范圍內(nèi)，減少空調(diào)的使用，進而降低電力資源的消耗。

3.2 玻璃幕墻遮陽設計

建筑遮陽技術(shù)是建筑節(jié)能的一項技術(shù)措施，它能夠減少陽光輻射和反射太陽熱量，改變室內(nèi)的溫度環(huán)境，提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度，減少室內(nèi)空調(diào)運行能耗。在玻璃幕墻設計中，由于玻璃透光這一物理性能，減少陽光直射是節(jié)能設計需要解決的主要問題。玻璃幕墻設計中采用的遮陽方式主要有水平遮陽、垂直遮陽、擋板式遮陽、百葉遮陽或者綜合式遮陽等幾種方式。合理運用遮陽技術(shù)，能在炎熱夏天有效遮擋大部分的太陽直射陽光，在冬天又將陽光引人房間，實現(xiàn)冬暖夏涼、保溫隔熱的效果，從而減少室內(nèi)空調(diào)設備運行，提高建筑節(jié)能環(huán)保性能。

3.3 自然通風

對于選擇玻璃幕墻結(jié)構(gòu)形似的建筑工程，在進行設計時，還需要重視自然通風效果。對于大部分高層公共建筑來說，室內(nèi)人員密度大，為保證室內(nèi)空氣流動效果與質(zhì)量，需要提高幕墻自然通風效果。不僅可以維持新鮮空氣的流通，同時還可以降低室內(nèi)通風系統(tǒng)運行所需能耗。合理確定幕墻外窗數(shù)量與面積，避免面積過小影響自然通風效果，以及面積過大室內(nèi)溫度流失。同時，還應重點做好外窗密封性控制，提高幕墻節(jié)能效果。

3.4 運用新型技術(shù)

隨著科技不斷發(fā)展，新型玻璃幕墻材料也越來越多，為了提升玻璃幕墻綠色節(jié)能效果，新型材料的應用也越來越多。比如光電技術(shù)，光電玻璃幕墻可以利用外界的光能和熱能，產(chǎn)生新的能源，這樣就能大大減少資源的消耗，起到綠色節(jié)能效果。光電玻璃幕墻主要是利用的太陽能，通過對太陽能電池組的加工，將太陽能電池組和玻璃進行融合，各個玻璃之間通過線路連接，使整個玻璃幕墻構(gòu)成一個整體。使用光電玻璃幕墻，不但能夠有效減少資源的使用，還能延長玻璃幕墻的使用時間，并且外觀相當漂亮。

總之，從我國當前的發(fā)展狀況來看，依然存在很多的能源耗費問題，尤其是建筑行業(yè)，玻璃幕墻是建筑行業(yè)新興的一種結(jié)構(gòu)，可以滿足建筑功能和建筑美學等要求。但是階段使用的玻璃幕墻存在嚴重的能源消耗，必須及時對其進行分析，對此本文分析了建筑玻璃幕墻的綠色節(jié)能設計，以期提供一些借鑒。

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