拉索幕墻綠色施工節(jié)能評價(jià)

劉崢+王世寧+王斌

摘要： 拉索幕墻能夠降低混凝土外墻的鋼筋使用量，并且將混凝土消耗量管控在能夠接受的范疇內(nèi)。對降低高消耗建筑材料使用量并完成節(jié)能評價(jià)、資源評價(jià)有著極大的作用。筆者將參考中國拉索幕墻節(jié)能的狀況，對玻璃幕墻的節(jié)能評價(jià)模式進(jìn)行闡述，以期保證拉索幕墻的施工節(jié)能效果。[1]

Abstract： Cable curtain wall can reduce the amount of steel used in concrete wall， and the concrete consumption is controlled in the acceptable range. It has a great role to reduce the use of high consumption building materials and energy efficiency evaluation， resource assessment. The author will refer to the situation of the curtain wall energy saving in China， expound energy-saving evaluation model of the glass curtain wall， in order to ensure the construction of the cable curtain wall energy saving effect.

關(guān)鍵詞： 拉索幕墻；綠色施工；節(jié)能評價(jià)；探討

Key words： cable curtain wall；green construction；energy-saving evaluation；discussion

中圖分類號：TU767 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）35-0113-02

0 引言

幕墻是一類懸置在房屋構(gòu)造框架前端的外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其本身的重量與承擔(dān)的風(fēng)荷載透過錨節(jié)點(diǎn)送到房屋構(gòu)造框架上。幕墻部件間的裂縫與相連要使用當(dāng)代建設(shè)技巧技法進(jìn)行處置，讓幕墻構(gòu)成不間斷的墻體。而因?yàn)槔髂粔Φ耐獗砻烙^、通達(dá)，有著極強(qiáng)的年代氣息，所以建筑領(lǐng)域?qū)⑵洚?dāng)作評價(jià)企業(yè)是否高端的判據(jù)之一。另外，大眾的審美情趣會映射出當(dāng)代建筑領(lǐng)域的審美傾向，讓拉索幕墻在高端商業(yè)樓或商業(yè)飯店建設(shè)中被普及使用，這也能看出建筑企業(yè)對其的偏愛程度；其基本上是全球各個(gè)大型城市高層建筑立面的統(tǒng)一抉擇。拉索幕墻能夠降低混凝土外墻的鋼筋使用量、混凝土的消耗量，有著極大的節(jié)能價(jià)值；然而拉索幕墻是房屋外圍護(hù)構(gòu)造，其溫度保持、隔熱特性等無法與老舊的墻體相提并論，并且其熱消耗是老舊墻體的五到六倍。幕墻的能源消耗在整體房屋能源消耗中的比例為40%上下，所以幕墻節(jié)能在中國公共房屋規(guī)劃節(jié)能方面有著舉足輕重的影響。筆者在下文中將詳細(xì)闡述。

1 單層拉索幕墻的節(jié)能科技

透明拉索幕墻，按照字面上來理解就是使用玻璃或其它透明原料的幕墻。通常包含單層的玻璃幕墻與當(dāng)前在全球范圍內(nèi)使用超過二十年的雙層玻璃幕墻。玻璃拉索幕墻應(yīng)兼?zhèn)涠毂嘏c夏天散熱的需求。當(dāng)前對其節(jié)能的研討通常偏向于導(dǎo)熱功能的研討、導(dǎo)熱流程與建設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)方法融合的研討與全壽命周期的解析等三大層面。[2]

老式的玻璃拉索幕墻是由浮法玻片構(gòu)成的單層玻璃幕墻。浮法玻片能夠使可見光與長波照射變得可控。在夏天燥熱冬天嚴(yán)寒的區(qū)域，因?yàn)椴ＡУ耐ㄟ_(dá)性，夏天日照反射到屋內(nèi)，形成溫室效果，導(dǎo)致屋內(nèi)過度炎熱，讓冷氣消耗過快。為了化解如此困局，一般的應(yīng)對方式是降低玻璃幕墻的運(yùn)用面積、調(diào)節(jié)房屋朝向等。通過使用不同種類的遮擋物、挑選合適的玻璃幕墻原料、裝設(shè)密閉程度高的材料等方式來進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。

1.1 降低拉索幕墻的應(yīng)用面積 玻璃幕墻應(yīng)用面積的縮減，能夠在夏天減少熱透射，讓屋內(nèi)保持相對涼爽，減少冷氣的消耗；冬天能夠降低熱互換量，進(jìn)而減少因?yàn)椴ＡУ谋匦阅懿顚?dǎo)致的熱消耗。當(dāng)前，在幕墻的節(jié)能規(guī)劃階段，為了實(shí)現(xiàn)立面上的節(jié)能功效，降低幕墻的應(yīng)用面積并非最佳抉擇。[3]

1.2 玻璃拉索幕墻建筑位置的節(jié)能規(guī)劃 建筑位置的調(diào)節(jié)是房屋外墻節(jié)能規(guī)劃的重要一環(huán)。房屋的方位規(guī)劃應(yīng)權(quán)衡到太陽照射、采光、通氣、遮擋等要素。大規(guī)模的玻璃拉索幕墻應(yīng)規(guī)避東西兩面的日照，房屋的方位應(yīng)規(guī)劃在南北方位。坐北向南的規(guī)劃在我國大部分區(qū)域均十分流行，然而方位的挑選是由于地區(qū)氣溫、周圍環(huán)境、建設(shè)需要而有所變更的，切忌一刀切的規(guī)劃思路。在城市房屋建筑規(guī)劃階段，房屋位置的挑選通常會因?yàn)槌鞘胁渴鹪O(shè)計(jì)等元素?zé)o法完成坐北向南的方位設(shè)定，然而，卻能夠透過調(diào)節(jié)房屋部署來取得有效、科學(xué)的位置。

1.3 挑選適合的拉索幕墻原料 因?yàn)椴Ｆ韺訜醾鲗?dǎo)能力理想，熱透射率高所形成的屋內(nèi)與屋外的溫差過大，除開降低拉索幕墻的應(yīng)用面積與幕墻建設(shè)位置的規(guī)劃外，還應(yīng)挑選合適的拉索幕墻原料。

陽光直射的特征是：可見光照長度（380-780nm）、熱傳導(dǎo)性性能差、紅外照射長度（大于780nm）。因此，拉索幕墻原料應(yīng)盡可能通過短波可見光與長波輻射熱反射開來，如此在降低夏天冷氣消耗的階段，采光功能也能夠發(fā)揮作用。例如使用鍍膜玻片、low-E玻片、熱反射玻片、中空玻片等玻片處置科技以降低陽光穿過玻片的直觀輻射量。當(dāng)中，Low-E玻片，能夠直觀地反射紅外線輻射（反射率在80%-95%的范圍內(nèi)），阻止玻片吸收熱能溫度升高以輻射的模式從玻璃面往外傳熱，并且其可見光穿透率能夠超過80%，與常規(guī)玻片的功能近似。此外，還能夠使用鋁制玻片、斷熱橋原料等熱阻偏高的原料，其散熱保溫特性較為容易控制，讓玻璃拉索幕墻的熱傳導(dǎo)效應(yīng)得到控制。[4]

1.4 拉索幕墻的遮擋節(jié)能科技 拉索幕墻能夠透過挑選質(zhì)量理想的玻片來抵擋烈日的光照。然而安裝遮擋物、遮擋百葉等模式已經(jīng)被證明是有效的。而且，在拉索幕墻上設(shè)立遮擋體系，能夠讓太陽輻射量降到最低，進(jìn)而規(guī)避屋內(nèi)過度燥熱，是夏季燥熱區(qū)域首選的房屋防熱節(jié)能策略。

遮擋物有著預(yù)防陽光直照、歸你形成光暈、改良屋內(nèi)氣溫等功效，并且亦對屋中的采光、通風(fēng)等形成不同程度的作用。然而，假如在玻璃幕墻外圍設(shè)立遮擋物，就與當(dāng)初規(guī)劃宗旨背道而馳，讓房屋喪失了立面效應(yīng)，并且屋外的遮擋物長時(shí)間暴露在空氣中極易損毀，維保工作強(qiáng)度大增。所以，大部分的老式拉索幕墻都無法避免地要使用屋內(nèi)遮擋物。

當(dāng)前，屋內(nèi)遮擋物最為常見的為窗簾，而遮陽功效怎樣決定于窗簾朝向陽光一面的材質(zhì)。對普通的布匹來講，熱量的吸取會讓屋內(nèi)的氣溫升高，進(jìn)而讓冷氣的消耗過多。所以，使用新式原料就變得極為關(guān)鍵。新式的納米材質(zhì)的窗簾不但能夠降低太陽照射的反射量，還有著極為重要的挑選與吸取功能，可以將紫外線能量轉(zhuǎn)化為熱能或它類沒有危害、低消耗能等能量，并完成過濾或釋放。

2 雙層拉索幕墻的節(jié)能科技

雙層拉索幕墻是由內(nèi)部、外部兩層的玻璃幕墻構(gòu)成。兩層幕墻中央?yún)^(qū)域會有一類走道，能夠在外層幕墻設(shè)立換風(fēng)口（見圖1）。

為了讓立面效應(yīng)得以發(fā)揮、視界廣闊，內(nèi)里幕墻通常使用懸窗構(gòu)造模式。此外，還有一類模式是設(shè)立通風(fēng)設(shè)備，通風(fēng)設(shè)備能夠裝設(shè)于幕墻的頂端，讓其操控便利、通氣換風(fēng)更為高效，提升居住的舒服程度。與老式的拉索幕墻對比，雙層玻璃幕墻得天獨(dú)厚的夾層規(guī)劃，不權(quán)可以提升幕墻的保溫散熱能力，還能夠讓遮擋物有一定的存在空間，讓其既可以遮擋紫外線，又保持了房屋的大氣美觀。[5]

2.1 雙層拉索幕墻的節(jié)能原理 雙層拉索幕墻在夏天通過“煙囪”功能，通過天然的通氣換風(fēng)，讓屋內(nèi)的溫度變得舒服；在冬天可以形成溫室效果，提升保暖質(zhì)量，減少能源的消耗。雙層拉索幕墻在夏日的太陽直照階段，幕墻走道內(nèi)的空氣變熱，讓空氣從上往下移動，進(jìn)而減少了走道內(nèi)的熱能量，形成減少房屋室溫的效果。并且，能夠放下半通透窗簾，通過窗簾反射后，降低陽光照射量，降低房屋室溫，降低降溫荷載，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的初衷。

而在冬天，雙層拉索幕墻能夠閉合外部幕墻的換風(fēng)口，如此一來房屋內(nèi)的空氣在紫外線直照下氣溫攀升，讓屋內(nèi)外的溫差保持正常，也降低了屋內(nèi)溫度向外部傳導(dǎo)的頻率，讓屋內(nèi)溫暖如春，減少空調(diào)的消耗量。

2.2 在雙層拉索幕墻內(nèi)填充相異的氣體 在雙層玻片窗戶內(nèi)填充空氣與氬氣，節(jié)能效果極為顯著。要使用精華空氣雙層玻片、凈化氬氣雙層玻片、凈化高得熱數(shù)據(jù)的空氣雙層low-E（e2=0.1）玻片；凈化高得熱數(shù)據(jù)的氬氣雙層low-E（e2=0.1）玻片、凈化低得熱數(shù)據(jù)的空氣雙層low-E（e2=0.04）玻片等科技。在對青銅顏色空氣雙層玻片、青銅顏色氣層玻片實(shí)施的對比研討中，筆者發(fā)現(xiàn)：在采暖時(shí)節(jié)，為了減少采暖的能源消耗，應(yīng)盡量挑選導(dǎo)熱系數(shù)小的填充介質(zhì)或low-E的放射數(shù)據(jù)低的框架，在夏天窗門體系的導(dǎo)熱數(shù)據(jù)是關(guān)鍵的作用數(shù)據(jù)；而在換季階段，應(yīng)首先選用low-E與放射數(shù)據(jù)低的窗門體系。[6]

2.3 透過加強(qiáng)通風(fēng)降溫，減少能量消耗 幕墻周圍的氣溫通常要比氣象觀察氣溫高若干度，對每層隔離的雙層拉索幕墻來講，幕墻中的換風(fēng)量是決定于風(fēng)速與風(fēng)向的，而并非煙囪效應(yīng)。在規(guī)劃階段，應(yīng)把雙層拉索幕墻和換風(fēng)口隔離，預(yù)防夏天熱風(fēng)灌入，抑或如德國Debis企業(yè)這樣，在燥熱的夏天全部開啟外層幕墻，然而這類創(chuàng)設(shè)的成本居高不下，并且致使冬天的保溫特性無法發(fā)揮。

3 設(shè)立熱緩沖區(qū)

熱緩沖區(qū)，即是在拉索幕墻與房屋間設(shè)立一個(gè)空間。比如，經(jīng)常應(yīng)用到的外包陽臺或平臺。如此的設(shè)計(jì)，讓節(jié)能原理和雙層拉索幕墻相似，但是因?yàn)槠淇臻g龐大，假如處置好換風(fēng)的難題，其能夠使熱量高效分離，有著特殊的降溫功能，進(jìn)而讓屋內(nèi)的冷氣消耗量減少。因?yàn)檫@個(gè)空間與溫室相似，能夠適量栽種植物，變成一類綠色休息會所。

4 幕墻使用太陽能節(jié)約能源

因?yàn)槟茉淳o張，主動類太陽能建設(shè)節(jié)能規(guī)劃是房屋使用太陽能節(jié)能的大勢所趨。而被當(dāng)成建筑立面的幕墻，在太陽能使用層面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。當(dāng)前，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與新式拉索原料的誕生，為房屋使用太陽能奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)前，國際上使用的光電幕墻發(fā)電就是很好的例子。光電幕墻是在玻片中央復(fù)合光電池板塊，之后在裝設(shè)階段相聯(lián)，進(jìn)而構(gòu)成一類發(fā)電體系。[7]

5 結(jié)束語

拉索幕墻的節(jié)能策略與幕墻規(guī)劃緊密相連，以往的單層拉索幕墻使用的節(jié)能策略較為常規(guī)，而雙層拉索幕墻的節(jié)能策略通常要變更兩層拉索幕墻的空氣的熱傳導(dǎo)能力并強(qiáng)化其對流來實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[7]屈偉萍，俞曉國.設(shè)計(jì)未來建筑酷炫科技感——海上世界未來建筑的任曲幕墻選材研究[J].新建筑，2015（2）：90-93.