淺談節(jié)能型建筑幕墻設(shè)計(jì)

于金鳳

摘要：采用節(jié)能型建筑幕墻可以有效降低建筑的能量損耗，本文介紹了節(jié)能型建筑幕墻的含義，分析如何選擇合適的節(jié)能材料，和進(jìn)行科學(xué)地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：節(jié)能;建筑幕墻技術(shù);發(fā)展方向

目前，我國(guó)建筑耗能大的問題包括：建筑住房面積不斷增加，大部分住戶擁有電冰箱、空調(diào)和熱水器等消耗能源較大的家電;而且，我國(guó)絕大多數(shù)建筑沒有采用節(jié)能技術(shù)，都是屬于高耗能建筑。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，降低我國(guó)的能源消耗，建筑行業(yè)應(yīng)當(dāng)大力推廣和興建節(jié)能建筑，為建設(shè)中國(guó)特色的社會(huì)主義打下良好基礎(chǔ)。

一、節(jié)能型建筑幕墻概述

（一）節(jié)能型建筑幕墻的含義

建筑節(jié)能是指節(jié)約使用供暖、制冷和照明，調(diào)節(jié)合適的室內(nèi)溫度、濕度以降低建筑消耗的能源，同時(shí)，還有使用太陽能、地?zé)岬瓤稍偕茉吹募夹g(shù)工程。節(jié)能型建筑幕墻是指其保溫隔熱性能和氣密性性能都達(dá)到建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求的建筑幕墻。此外，因?yàn)槲覈?guó)南北氣候差異較大，所以節(jié)能型建筑幕墻也有對(duì)應(yīng)的環(huán)境指標(biāo)。目前，我國(guó)公共建筑的能源消耗大部分是空調(diào)制冷和采暖系統(tǒng)產(chǎn)生的，而且，空調(diào)暖氣大約一半的熱量在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中消耗。

（二）建筑節(jié)能的重要意義

隨著地球化石能源的枯竭，世界各國(guó)都越來越重視節(jié)能減排和發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)。我國(guó)是能源消耗大國(guó)，其中有很多一部分能源消耗在建筑中。一方面，我國(guó)建筑面積不斷增長(zhǎng)，但是采用節(jié)能技術(shù)的房屋建筑卻很少，無法滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的要求;另一方面，國(guó)民生活水平在不斷提高，家用電器消耗大量的能源，很少使用太陽能和地?zé)崮茉吹瓤稍偕那鍧嵞茉础Ｎ覈?guó)面臨著嚴(yán)峻的能源危機(jī)，所以推廣節(jié)能型建筑對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的健康發(fā)展具有重要的意義。

二、節(jié)能型建筑幕墻

（一）節(jié)能型建筑幕墻的設(shè)計(jì)原則

節(jié)能型建筑的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜工程，需要綜合考慮建筑外界環(huán)境、室內(nèi)條件和熱交換過程等，不能簡(jiǎn)單的使用單一指標(biāo)解決問題。因此，對(duì)于節(jié)能型建筑幕墻的設(shè)計(jì)，需要遵循以下幾個(gè)原則：

1、科學(xué)性。應(yīng)當(dāng)綜合考慮各因素，合理設(shè)計(jì)幕墻型式、選擇合適的材料等，并符合國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范;

2、適用性。根據(jù)建筑周圍的環(huán)境制定節(jié)能方案，平衡好高舒適度和低建筑耗能的關(guān)系;

3、經(jīng)濟(jì)性。建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)只是建筑節(jié)能的一個(gè)方面，為了達(dá)到建筑節(jié)能的目的，需要全盤考慮，使建筑擁有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

二）節(jié)能材料的選擇

節(jié)能型建筑幕墻采用的材料應(yīng)符合節(jié)能要求，目前使用最廣泛的有節(jié)能玻璃和鋁合金型材兩種。

第一，建筑面積很大一部分被玻璃占用，所以做好玻璃的節(jié)能是建筑幕墻節(jié)能的關(guān)鍵。建筑公司在選擇節(jié)能玻璃時(shí)，需要考慮所處環(huán)境氣候和日照時(shí)間長(zhǎng)短等因素，根據(jù)不同的條件選擇不同的玻璃。

第二，鋁合金型材是建筑幕墻的支撐骨架，同時(shí)也具有一定的節(jié)能作用。由于普通鋁合金型材的熱傳導(dǎo)率太大，很容易造成熱量的流散，所以，節(jié)能型建筑幕墻需要具有隔熱作用的新型鋁合金材料。隔熱斷橋鋁合金材料使用塑料進(jìn)行間隔，可以有效阻隔熱量傳遞，節(jié)能效果非常好。

（三）建筑幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑幕墻的結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)幕墻的安全起到至關(guān)重要的作用，不僅要能夠承受住自身載重，還應(yīng)當(dāng)?shù)挚癸L(fēng)載荷和地震作用等。

1、幕墻的支承結(jié)構(gòu)

建筑幕墻的支承結(jié)構(gòu)要有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受自身載荷和風(fēng)載荷等作用，將這些載荷傳遞給建筑主體，保證建筑的安全。支承結(jié)構(gòu)不僅要與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接，同時(shí)還要避免因主體結(jié)構(gòu)變形而對(duì)幕墻產(chǎn)生破壞。因此，支承結(jié)構(gòu)具有一定的獨(dú)立性。建筑幕墻支承結(jié)構(gòu)在使用過程中應(yīng)該滿足至少二十五年的壽命。對(duì)于幕墻支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，上、下柱連接可以采用長(zhǎng)度不小于250mm的閉口型材芯柱連接。如果幕墻立柱采用雙跨梁結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)短跨之比應(yīng)當(dāng)小于十分之一。

2、幕墻后錨固處理

對(duì)于幕墻后錨固處理主要集中在錨栓形式的選擇上，包括兩種錨栓：一是化學(xué)錨栓;二是金屬膨脹錨栓?；瘜W(xué)錨栓不會(huì)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，所以可以采用小邊間距，依靠化學(xué)粘結(jié)力即可承受外界載荷;金屬膨脹錨栓是利用金屬膨脹產(chǎn)生摩擦力或者對(duì)混凝土的壓力，抵抗外界拉力的變化。無論采用上述何種錨栓，在設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)當(dāng)將承載力設(shè)計(jì)值按照大于極限承載力百分之五十進(jìn)行取值。

3、幕墻用預(yù)埋件設(shè)計(jì)

預(yù)埋件主要作用是固定幕墻的支承結(jié)構(gòu)，承受一定的載荷，對(duì)整個(gè)幕墻的安全起到保護(hù)作用。預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)包括錨板和錨筋，可以采用平板形式或者槽形。錨板和錨筋的材料應(yīng)當(dāng)合理選擇，并對(duì)這些材料進(jìn)行相應(yīng)的熱處理和冷加工等，以達(dá)到足夠的強(qiáng)度要求。錨板和錨筋可以采用坡口塞焊進(jìn)行加工，能夠達(dá)到可靠的質(zhì)量要求。

三、節(jié)能型建筑幕墻的發(fā)展方向

目前，我國(guó)建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)與國(guó)外同行相比還有一定差距，需要國(guó)內(nèi)建筑公司努力開發(fā)新工藝，向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏。未來節(jié)能型建筑幕墻的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）超高層建筑的節(jié)能幕墻技術(shù)

國(guó)內(nèi)各大城市的高層建筑記錄在不斷刷新，大量超高層建筑的建設(shè)將促使高層幕墻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。比如，高層建筑受風(fēng)力的影響較大，所以建筑幕墻應(yīng)當(dāng)具有一定的抗風(fēng)能力，保證建筑的氣密性，提高高層建筑的舒適度。對(duì)于高層建筑幕墻防火性能研究、抗震性能研究等研究都在不斷開展中，隨著理論的突破必將促使施工工藝的創(chuàng)新。

（二）節(jié)能環(huán)保幕墻將被大量使用

近年來，財(cái)政部等部門頒布相關(guān)指導(dǎo)性文件，鼓勵(lì)建筑行業(yè)將新型能源應(yīng)用到建筑中，并給予了財(cái)政補(bǔ)助。具體內(nèi)容是大力發(fā)展太陽能技術(shù)，推進(jìn)太陽能在光電建筑中的應(yīng)用，這為建筑公司利用光電幕墻促使企業(yè)壯大帶來了發(fā)展機(jī)遇。未來建筑幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)將多采用太陽能屋頂和光伏幕墻技術(shù)，這不僅促使我國(guó)節(jié)能型建筑幕墻的發(fā)展，還促使太陽能和光伏企業(yè)迅速發(fā)展。

（三）建筑遮陽系統(tǒng)

節(jié)能型建筑具有環(huán)保和綠色等特點(diǎn)，特別是生態(tài)建筑將更多高新技術(shù)應(yīng)用于房屋建筑的建設(shè)中。建筑遮陽系統(tǒng)可以阻隔太陽熱輻射，避免其對(duì)室內(nèi)溫度的影響，可以有效阻隔熱量的損耗。

（四）智能化幕墻系統(tǒng)

智能化幕墻系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它集合了眾多學(xué)科，比如建筑、力學(xué)、機(jī)械、熱工、電子和生態(tài)等，具有智能化的特點(diǎn)。這種建筑幕墻可以根據(jù)周圍環(huán)境的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)幕墻結(jié)構(gòu)、材料屬性等參數(shù)，以適應(yīng)環(huán)境的要求，并且最大程度的滿足居住者的生產(chǎn)需要，達(dá)到節(jié)能的效果。

四、結(jié)語 ：

節(jié)能型建筑幕墻是發(fā)展的大勢(shì)所趨，在全球能源危機(jī)的背景之下，采用節(jié)能材料和進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是滿足建筑節(jié)能環(huán)保要求的重要途徑。建筑公司應(yīng)當(dāng)抓住發(fā)展的機(jī)遇，加大新材料和新技術(shù)的使用力度，建設(shè)更多節(jié)能型建筑幕墻，為我國(guó)節(jié)能減排工作做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋張良. 低碳節(jié)能型建筑幕墻設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢(shì)的研究[J]. 門窗. 2016（06）.

[2] 李健. 建筑幕墻設(shè)計(jì)理論及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 建筑與裝飾. 2017（04）.