智能玻璃在建筑門窗幕墻中的應(yīng)用發(fā)展

佘立建

摘 要：隨著社會快速發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，人民的物質(zhì)生活質(zhì)量不斷提升，對生活環(huán)境的要求也越來越高，作為人們生活和工作的重要組成部分，現(xiàn)代建筑項(xiàng)目施工應(yīng)滿足人對們對“綠色生活環(huán)境”和社會發(fā)展提出的可持續(xù)發(fā)展兩方面的要求。智能玻璃幕墻的應(yīng)用，不僅協(xié)調(diào)了建筑的整體美觀，并且具有極高的保溫性能及隔熱性能，改善了傳統(tǒng)玻璃幕墻應(yīng)用中的不足之處，能夠?qū)ΜF(xiàn)代建筑發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：智能玻璃；建筑門窗幕墻；應(yīng)用發(fā)展

1 引言

新時(shí)期國家對建筑行業(yè)提出“節(jié)能”“環(huán)?！钡陌l(fā)展要求，不僅要在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中秉承環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，在建筑材料的選擇上也要突出材料的環(huán)保性能，力求多方面促進(jìn)建筑行業(yè)邁向更高的發(fā)展臺階。智能玻璃幕墻應(yīng)用是現(xiàn)階段建筑項(xiàng)目施工過程中重點(diǎn)用到的建筑材料，它的設(shè)計(jì)原則、工作原理及通風(fēng)模式上都有著其他建筑門窗無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)一步推進(jìn)的目標(biāo)。本文主要針對智能玻璃在建筑門窗幕墻中的使用情況及發(fā)展情況進(jìn)行分析，著重分析設(shè)計(jì)原則等相關(guān)內(nèi)容，以期為相關(guān)的研究提供有效值的參考信息。

2 智能玻璃的定義及分類

智能玻璃是由玻璃材料或透明塑料等基材和感應(yīng)材料所組成的、能感知外部環(huán)境變化并能實(shí)時(shí)地改變自身性能的玻璃器件。在一定物理?xiàng)l件下，這種器件可以根據(jù)人們的意愿，穩(wěn)定、可逆地改變自身的光學(xué)屬性（顏色、反射率、透過率、吸收率等），從而具有光吸收透過的可調(diào)節(jié)性，可選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內(nèi)部的熱擴(kuò)散。到目前為止，智能玻璃的制備方法可大致分為兩種：一是將感應(yīng)材料制成膜狀復(fù)合到無機(jī)玻璃表面或是夾雜在兩層普通玻璃中間；二是利用感應(yīng)材料對玻璃本體進(jìn)行改性。相對而言，玻璃本體改性獲得的智能玻璃工藝復(fù)雜、成本高。

3 玻璃幕墻發(fā)展現(xiàn)狀

通過對國際上建筑門窗幕墻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用技能技術(shù)可以有效節(jié)約建筑物的使用資源可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用技能技術(shù)可以有效節(jié)約建筑物的使用資源，減少的損耗量能夠達(dá)到減少的損耗量能夠達(dá)到40%以上以上，同時(shí)，應(yīng)用新的先進(jìn)施工技術(shù)還可以簡化施工流程，增加施工速度，從而提前完成施工任務(wù)。目前，在門窗幕墻設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)的發(fā)展方向。我國的建筑門窗幕墻節(jié)能技術(shù)在全世界來說，屬于發(fā)展最成熟并且擁有最完整技術(shù)體系的國家。我國在節(jié)能技術(shù)應(yīng)用相關(guān)方面的起步時(shí)間相對較晚，在建筑門窗幕墻實(shí)際施工過程中，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)時(shí)還會遇到很多難題。同時(shí)，在具體施工中，因?yàn)槭┕さ貐^(qū)和項(xiàng)目情況的不同，節(jié)能技術(shù)和節(jié)能措施在應(yīng)用上有所差異，特別是在經(jīng)濟(jì)水平比較低的地區(qū)，因?yàn)橘Y金問題，對于一些智能幕墻、生態(tài)幕墻以及光電幕墻等智能化的并且技術(shù)含量高的節(jié)能技術(shù)，大部分地區(qū)還實(shí)現(xiàn)不了。幕墻是建筑施工過程中要用到的重要建筑材料，幕墻質(zhì)量的好壞對建筑項(xiàng)目的開展起到重要影響。建筑業(yè)發(fā)展是社會發(fā)展的重要組成部分，在對建筑業(yè)發(fā)展提出要求的同時(shí)，也是在對建筑材料提出新的發(fā)展要求。為相應(yīng)行業(yè)發(fā)展需要及社會發(fā)展要求，近年來玻璃幕墻行業(yè)不斷研制的玻璃幕墻材料，利用新技術(shù)不斷提升玻璃幕墻節(jié)能、環(huán)保等多個(gè)性能。隨著玻璃幕墻的研究發(fā)展，越來越多的玻璃幕墻被開發(fā)出來，其特點(diǎn)也各自不同。例如，鋁合金材料的玻璃幕墻具有極高的保溫隔熱性，真空玻璃能夠有效降低噪音。積極的響應(yīng)了國家房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展及節(jié)能減排要求的提出。本文提到的智能玻璃幕墻主要采用雙層幕墻的形式，具有保溫、防雨、防風(fēng)沙、減少噪音等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。兩層玻璃之間的距離大約在的距離大約在20cmm～100cm之間，可根據(jù)需要不同設(shè)置不同的距離。

4 智能玻璃幕墻產(chǎn)生的背景

根據(jù)調(diào)查顯示，我國城鄉(xiāng)建筑中有高達(dá)我國城鄉(xiāng)建筑中有高達(dá)99%的耗能建筑的耗能建筑，這與建筑項(xiàng)目施工過程中所使用的建筑材料有極大的關(guān)系。建筑耗能對自然資源及環(huán)境保護(hù)有著極大的消極作用，因此國家對建筑行業(yè)發(fā)展提出更高的要求。綜觀發(fā)達(dá)國家在建筑業(yè)使用的節(jié)能環(huán)保建材良好效果看，我國的住宅、辦公等建筑也應(yīng)做出相應(yīng)的改善，從而有效地降低建筑的耗能。智能玻璃幕墻在這樣的發(fā)展環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生，這種幕墻適合現(xiàn)階段建筑發(fā)展需要，同時(shí)對建筑設(shè)計(jì)沒有較高的要求，能夠保證建筑美觀而實(shí)用的建設(shè)要求。

5 智能玻璃幕墻的重要內(nèi)容

5.1 智能玻璃幕墻的設(shè)計(jì)原則

智能玻璃幕墻能夠通過對建筑外墻構(gòu)造的調(diào)節(jié)與建筑設(shè)備之間互相作用相配合，從而實(shí)現(xiàn)對能源的優(yōu)化使用。智能玻璃幕墻主要利用吸收太陽輻射，通過太陽熱能的轉(zhuǎn)換為冬季采暖提供熱能。同時(shí)，利用太陽光照可以減少人工照明的使用。智能玻璃幕墻使用過程中與建筑墻體對熱量存儲相結(jié)合，將夏季的制冷需求量減少，保證室內(nèi)冬暖夏涼的效果。智能玻璃幕墻在設(shè)計(jì)過程中將通風(fēng)、遮擋陽光、存儲熱量和供暖等多個(gè)性能配合起來，使智能玻璃幕墻在使用中達(dá)到最高的使用效果。

5.2 智能玻璃幕墻的工作原理

智能玻璃幕墻能夠滿足四季對門窗冷熱轉(zhuǎn)換的要求。冬季，智能玻璃幕墻能夠發(fā)揮最大效果吸收太陽輻射，結(jié)合大小不同的進(jìn)出風(fēng)口，控制好新風(fēng)的轉(zhuǎn)換量，通過兩層玻璃之間的緩沖，對冷空氣進(jìn)行加熱，再由內(nèi)層玻璃送入室內(nèi)。夏季，將遮陽設(shè)施放下，可以擋住部分太陽輻射能量，再由自然通風(fēng)將熱量排到室外。同時(shí)，內(nèi)側(cè)窗戶通過對夜間冷空氣的應(yīng)用有效的降低建筑溫度，而被冷卻的樓板、墻體等能夠達(dá)到冷卻室內(nèi)溫度的效果。

5.3 智能玻璃幕墻的通風(fēng)模式

智能玻璃幕墻能夠在全年內(nèi)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，即使是刮風(fēng)下雨的天氣也能通過通風(fēng)組織將渾濁空氣進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而排除室外。日常的應(yīng)用中主要有以下四種通風(fēng)系統(tǒng)：樓層水平進(jìn)出風(fēng)口對角通風(fēng)系統(tǒng)；帶有窗戶的下墻通風(fēng)系統(tǒng)；豎向、橫向通風(fēng)系統(tǒng)；帶有豎向風(fēng)道的箱式外窗的排風(fēng)系統(tǒng)。以上四種通風(fēng)系統(tǒng)能夠滿足不同建筑使用功能不同的需要，有效達(dá)到將室內(nèi)空氣排出室外，轉(zhuǎn)換空氣質(zhì)量的效果。

5.4 智能玻璃幕墻的優(yōu)點(diǎn)

在智能玻璃幕墻設(shè)計(jì)過程中有效地應(yīng)用了空氣熱壓原理和煙囪效應(yīng)，達(dá)到室外新鮮空氣和室內(nèi)污濁空氣相互轉(zhuǎn)換的效果，對室內(nèi)的空氣進(jìn)行有效地轉(zhuǎn)換，防止灰塵等進(jìn)入室內(nèi)。無論是晴天還是刮風(fēng)下雨的天氣，都能進(jìn)行自然通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)效果。智能玻璃幕墻用其雙層玻璃間的空隙，對冷熱空氣進(jìn)行緩沖，提升幕墻冬季保溫及夏季隔熱性能。同時(shí)，遮陽設(shè)置的應(yīng)用能夠起到有效遮光的效果，將太陽能遮擋在雙層玻璃間。智能玻璃幕墻具有選擇采光功能，使用者可以根據(jù)自身需要調(diào)節(jié)設(shè)置，控制進(jìn)入室內(nèi)光線的亮度及射入的方向。雙層玻璃能夠形成在中間形成空氣緩沖層，將冬季進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣進(jìn)行加熱，夏季進(jìn)入室內(nèi)的熱輻射排除在外，保證冬夏兩季室內(nèi)溫度的平衡。

6 結(jié)語

從目前我國建筑行業(yè)發(fā)展情況看，使用具有環(huán)保性能的新型建筑材料已經(jīng)成為未來建筑行業(yè)發(fā)展的畢竟之路，鑒于智能玻璃幕墻在建筑行業(yè)中取得良好的使用效果，在日后的建筑行業(yè)中大量使用智能玻璃幕墻能夠促進(jìn)建筑行業(yè)邁向更高的發(fā)展臺階，向綠色環(huán)保的方向發(fā)展。

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