雙層玻璃幕墻節(jié)能效果測試與分析

摘 要：近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，玻璃幕墻在城市建筑中的應(yīng)用越來越廣，21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也是新能源的發(fā)展，傳統(tǒng)能源出現(xiàn)能源危機，對新能源的節(jié)能技術(shù)提出了更高的要求，所以對玻璃幕墻的節(jié)能要求更高。玻璃幕墻作為樓層建筑中常用的結(jié)構(gòu)，由傳統(tǒng)的單層玻璃幕墻發(fā)展到節(jié)能效果更好的雙層玻璃幕墻，這是技術(shù)的一大進(jìn)步。文章主要介紹了玻璃幕墻以及雙層玻璃幕墻的相關(guān)知識，并對雙層玻璃幕墻在現(xiàn)實中的應(yīng)用的節(jié)能效果做出測試與分析。

關(guān)鍵詞：玻璃幕墻；雙層玻璃幕墻；節(jié)能效果；分析應(yīng)用

引言

隨著社會技術(shù)的發(fā)展，以及人們審美觀念的變化，外型美觀具有時代氣息的玻璃幕墻在上個世紀(jì)逐漸走進(jìn)大眾的視野，但由于技術(shù)的束縛以及應(yīng)用的不成熟，開始的玻璃幕墻不能很好的通風(fēng)換能，也不能做到人們需要的遮陽效果，起步的單層玻璃幕墻有著很多的缺點，但這也是建筑行業(yè)的一大進(jìn)步。隨著人們對更高品質(zhì)生活的要求越來越急迫，玻璃幕墻的技術(shù)也在飛速的發(fā)展，由原來的單層玻璃幕墻發(fā)展到現(xiàn)在能滿足人們需求的雙層玻璃幕墻。圖1是玻璃幕墻在生活中的具體應(yīng)用。

1 玻璃幕墻

玻璃幕墻，是指由支承結(jié)構(gòu)體系與玻璃組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或裝飾結(jié)構(gòu)。玻璃幕墻是一種美觀新穎的建筑墻體裝飾方法，是現(xiàn)代主義高層建筑時代的顯著特征。

1.1 玻璃幕墻分類及作用

玻璃幕墻墻體有單層和雙層玻璃兩種。玻璃幕墻主要有四類：框架支撐玻璃幕墻、全玻幕墻、點支撐玻璃幕墻、單元式幕墻。每種玻璃幕墻都有自己的特點及用途，要根據(jù)不同的情況采取不同的玻璃幕墻，但現(xiàn)在來說，墻體多采用雙層玻璃。

1.2 玻璃幕墻的優(yōu)缺點

任何技術(shù)的發(fā)展都會有兩面性，玻璃幕墻的出現(xiàn)有優(yōu)點也有缺點，需要研究者們在發(fā)揚優(yōu)點的基礎(chǔ)上，不斷改善缺點，使玻璃幕墻不斷完善。

優(yōu)點：玻璃幕墻是當(dāng)代的一種新型墻體，它賦予建筑的最大特點是將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機地統(tǒng)一起來，建筑物從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態(tài)的美。

缺點：玻璃幕墻也存在著一些局限性，例如光污染、能耗較大等問題。但這些問題隨著新材料、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，正逐步納入到建筑造型、建筑材料、建筑節(jié)能的綜合研究體系中，作為一個整體的設(shè)計問題加以深入的探討。

2 雙層玻璃幕墻

雙層玻璃幕墻指的是內(nèi)外幕墻之間形成一個相對封閉的空間。其下部有進(jìn)風(fēng)口，上部有排風(fēng)口，可控制空氣在其間流動狀態(tài)。設(shè)有可控制的進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口、遮陽板和百葉等。雙層幕墻之間的空氣可有序流動和交換。雙層幕墻包括幕墻外層、幕墻中部空間和幕墻內(nèi)層表面外層抵制天氣的變化并提高隔聲能力。

2.1 雙層玻璃幕墻的分類

雙層玻璃幕墻有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)體系之分。

（1）內(nèi)循環(huán)式雙層幕墻

外層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材形成封閉狀態(tài)。內(nèi)層幕墻采用單層玻璃或單層鋁合金門窗，成可開啟狀態(tài)。利用機械通風(fēng)，空氣從樓板或地下的風(fēng)口進(jìn)入通道，經(jīng)上部排風(fēng)口進(jìn)入頂棚流動。由于進(jìn)風(fēng)為室內(nèi)空氣，所以通道內(nèi)空氣溫度與室內(nèi)溫度基本相同，因此可節(jié)省采暖與制冷的能源，對采暖地區(qū)更為有利。由于內(nèi)通風(fēng)需要機械設(shè)備和光電控制百葉卷簾或遮陽系統(tǒng)，因此有較高的技術(shù)要求和費用。

（2）外循環(huán)式雙層幕墻

外層幕墻采用單層玻璃，在其下部有進(jìn)風(fēng)口，上部有排風(fēng)口。內(nèi)層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材，且設(shè)有可開啟的窗或門。它無需專用機械設(shè)備，完全靠自然通風(fēng)將太陽輻射熱，經(jīng)通道上排風(fēng)口排出室外。從而節(jié)約能源和機械運行維修費用。夏季開啟上下通風(fēng)口，進(jìn)行自然排風(fēng)降溫。冬季關(guān)閉上下通風(fēng)口，利用太陽輻射熱經(jīng)開啟的門或窗進(jìn)入室內(nèi)，可利用熱能和減少室內(nèi)熱能的損失。可開啟型雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

2.2 雙層玻璃幕墻的功能

內(nèi)循環(huán)式雙層幕墻和外循環(huán)式雙層幕墻有著相同點也有不同點，共同特點都是在雙層玻璃之間形成溫室效應(yīng)，并將其溫室的夏季的過熱空氣排出室外，冬季把太陽熱能有控制排入室內(nèi)，使冬夏二季節(jié)約大量能源，做到冬暖夏涼。雙層玻璃幕墻大概有以下六種功能：

（1）能夠使建筑美觀，體現(xiàn)建筑的美學(xué)特性；

（2）使建筑能適應(yīng)天氣的變化，提高建筑的保溫和隔熱功能；（3）提高建筑的隔音效果，改善噪音污染情況；

（4）可以通過百葉調(diào)整建筑內(nèi)的光線；

（5）可以節(jié)約能源，做到利用太陽能取暖，還能隔絕90%的太陽光，做到冬暖夏涼，有節(jié)能效果；

（6）能夠通風(fēng)換氣，提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的舒適度，更能滿足現(xiàn)代人們對高生活品質(zhì)的要求。

雙層玻璃幕墻的功能主要是保溫節(jié)能，隔熱隔噪音，雙層幕墻又可分為開啟型雙層玻璃幕墻和通風(fēng)式玻璃幕墻，可以根據(jù)不同地區(qū)的條件選擇不同的雙層玻璃幕墻模式。例如，在中國的北方地區(qū)，冬季需要保暖，應(yīng)考慮無遮陽情況，盡可能使太陽光通過玻璃幕墻，此時應(yīng)開啟內(nèi)層幕墻，進(jìn)行內(nèi)循環(huán)通風(fēng)方式，這有利于節(jié)約能源。

2.3 雙層玻璃幕墻的缺陷

雙層玻璃幕墻在發(fā)揮強大功能的同時，人們也發(fā)現(xiàn)了它不可避免的缺陷，主要有以下四個方面：

（1）雙層玻璃幕墻對技術(shù)的要求較高，除了玻璃構(gòu)造外，還要加入遮陽系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，對科研人員提出了較高的要求；

（2）雙層玻璃幕墻的內(nèi)層內(nèi)置的時候，會造成建筑面積的損失；

（3）成本較高，比單層玻璃幕墻的成本高出許多；

（4）當(dāng)建筑內(nèi)出現(xiàn)類似火災(zāi)的危機時，雙層玻璃幕墻不利于人們的消防等救援工作。

任何技術(shù)都有兩面性，雙層玻璃幕墻雖然能彌補單層玻璃幕墻的不足，但其也有自己的缺陷，既然雙層玻璃幕墻有缺陷，就對技術(shù)工作者們提出了更高要求，要在社會不斷進(jìn)步的條件下，逐漸開發(fā)能節(jié)約成本，操作簡單的高技術(shù)、多功能的雙層玻璃幕墻。

3 實例研究

3.1 具體應(yīng)用

由于雙層玻璃幕墻有著強大的保溫隔熱的作用，在具體應(yīng)用時要因時因地而采用不同的工作原理，在中國不同地區(qū)的一年四季，或者是一天的白晝雙層玻璃幕墻的工作模式應(yīng)該是不一樣的，只有根據(jù)不同的地區(qū)，不同的時間采用不同的工作模式才能做到高效的利用雙層玻璃幕墻。

3.2 以某地某兩個小區(qū)為例進(jìn)行測試分析

以當(dāng)?shù)貎蓚€不同的小區(qū)即一個為應(yīng)用了雙層玻璃幕墻的新式樓層建筑，一個為沒有應(yīng)用雙層玻璃幕墻的老式建筑，在兩棟建筑里從早到晚進(jìn)行試驗觀測與體驗并進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄。根據(jù)記錄的溫度、氣壓面積等數(shù)據(jù)，計算不同幕墻的熱量吸收與消耗與噪音污染等，并且將白天與晚上的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?qū)Ρ龋賹煞N不同幕墻下的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，可以得出以下結(jié)論：

（1）雙層玻璃幕墻的隔音效果比較好，能更好的隔絕噪音。

（2）當(dāng)室內(nèi)感覺到熱時，雙層玻璃幕墻可以通過遮陽措施來減少太陽光的射入，減少空調(diào)等降溫設(shè)施的使用，節(jié)約能源。

（3）當(dāng)室內(nèi)感覺到冷時，雙層玻璃幕墻的內(nèi)循環(huán)模式可以起到保溫的效果，同樣可以節(jié)約不必要的能源。

（4）使用了雙層玻璃幕墻的建筑，在白天和晚上可以更好的控制溫差，而普通的建筑室內(nèi)溫差較大，沒有空調(diào)等設(shè)備時不能很好的控制溫差。

3.3 南北方雙層玻璃幕墻應(yīng)用的分析

通過對雙層玻璃幕墻的工作原理及功能分類的研究，可以做出以下分析：

（1）在中國北方地區(qū)的冬季，為了做到更好的保溫效果，應(yīng)開啟內(nèi)循環(huán)工作模式，不應(yīng)采取遮陽措施，有利于提高建筑內(nèi)溫度，也有助于節(jié)能。

（2）在中國北方地區(qū)的夏季，為了做到更好的隔熱效果，可以使用遮陽措施，并采用外循環(huán)通風(fēng)模式，有助于空氣流通，減少建筑內(nèi)熱量，也能達(dá)到節(jié)能的效果；但是對于夏季的晚上來說，僅使用外循環(huán)通風(fēng)模式就可以，沒必要使用遮陽措施。

只有在不同的條件下選擇不同的工作模式，并采取不同的措施，才能將雙層玻璃幕墻更好的利用起來，才能使人們的工作、學(xué)習(xí)、生活感到舒適。

4 結(jié)束語

綜上所述，雙層玻璃幕墻在城市建筑中的應(yīng)用越來越廣，雙層玻璃幕墻作為建筑的常用結(jié)構(gòu)，雖有缺點，但依然不能阻止人們發(fā)揮其強大的保溫節(jié)能，隔熱隔噪音的功能。在科技高速發(fā)展的21世紀(jì)，技術(shù)問題不是限制雙層玻璃幕墻發(fā)展的問題，只要加大力度進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)，就能避免它的一部分缺陷，要根據(jù)不同地區(qū)，不同時間的不同需求來選擇不同的工作模式，幫助人們提高生活品質(zhì)，在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上做到冬暖夏涼，幫助人們更好的生活。

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