公共建筑的幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)分析

張二雄

摘 ? ?要：近年來，隨著我國(guó)社會(huì)主義的不斷發(fā)展，公共建筑的環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，而實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)是大家所共同期盼的愿景，同時(shí)我國(guó)也頒布了有關(guān)的法律法規(guī)并且也在不斷的推崇節(jié)能減排的政策措施，從某些層面上看正好體現(xiàn)出了國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能的重視程度。

關(guān)鍵詞：幕墻;公共建筑;節(jié)能設(shè)計(jì);原則;節(jié)能技術(shù);要點(diǎn)

1 ?引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于公共建筑幕墻的要求越來越現(xiàn)代化、多樣化和節(jié)能化，作為現(xiàn)代幕墻發(fā)展趨勢(shì)之一的節(jié)能設(shè)計(jì)已受到日益重視，公共建筑幕墻設(shè)計(jì)不僅僅要求穩(wěn)定安全性能，還需要最大限度的降低損耗。基于此，以下公共建筑的幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討分析。

2 ?幕墻的概述

幕墻工程從宏觀角度而言，凡是建筑材料構(gòu)成的建筑圍護(hù)墻都是幕墻，從微觀角度上來講，幕墻是指現(xiàn)代化高層建筑中的輕金屬材質(zhì)或者玻璃材質(zhì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其組成單元為鑲嵌或懸掛在鋼結(jié)構(gòu)建筑物或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)等主體結(jié)構(gòu)外的無數(shù)輕金屬或玻璃預(yù)制單元，其特點(diǎn)表現(xiàn)為不承受結(jié)構(gòu)主體負(fù)荷，質(zhì)量輕，如同幕，因此得名幕墻。除了上述兩種材質(zhì)的幕墻，幕墻材質(zhì)還涉及到石材、不銹鋼、塑料以及玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。

3 ?公共建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)原則的分析

公共建筑的幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)主要針對(duì)建筑物周圍的環(huán)境，譬如溫度，氣壓，以及其他方面因素的綜合考慮之下，從建筑物本身的高度，以及室內(nèi)性能等方面，利用相關(guān)的技術(shù)對(duì)室內(nèi)環(huán)境能進(jìn)行調(diào)節(jié)的整體過程。通常而言，其必須遵循以下幾方面的原則：首先是科學(xué)性，必須要全面系統(tǒng)的考慮各個(gè)方面相關(guān)因素的影響，對(duì)于其具體的性能以及選材和建造等方面進(jìn)行確定，如：建筑幕墻的傳熱系數(shù)應(yīng)該按照建筑物所處的地形環(huán)境以及地區(qū)的氣候等條件進(jìn)行系統(tǒng)的考量;其次是適用性，必須在國(guó)家相關(guān)的節(jié)能政策以及嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)框架之下，充分的解決建筑低能耗以及舒適度等方面的問題;最后是經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)榻ㄖ粔υ诮ㄖw結(jié)構(gòu)中只是起到圍護(hù)作用，因此必須進(jìn)行充分考量，應(yīng)該最大的限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能同經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)有效發(fā)展。

4 ?公共建筑的幕墻節(jié)能技術(shù)分析

當(dāng)前許多新構(gòu)造技術(shù)在建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)中得到新的應(yīng)用，如：雙層玻璃幕墻、利用水幕降溫的玻璃幕墻、可進(jìn)行雨水收集的玻璃幕墻等。其中雙層玻璃幕墻的應(yīng)用最為普遍，節(jié)能效果也很好，它是利用新的構(gòu)造技術(shù)達(dá)到了綠色節(jié)能目的。目前進(jìn)行深入研究的主要是節(jié)能玻璃幕墻。應(yīng)用最為普遍的雙層玻璃幕墻是由內(nèi)、外兩層玻璃幕墻組成。內(nèi)層幕墻大多采用鋁合金門窗或明框幕墻來制作，外層幕墻大多采用明框、隱框、點(diǎn)式玻璃幕墻來制作。由于普通玻璃幕墻耗能高、室內(nèi)空氣質(zhì)量差，使用雙層玻璃幕墻后能很好解決這些問題。采用這種雙層體系作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，能更好的實(shí)現(xiàn)自然采光和室內(nèi)通風(fēng)的效果，幕墻的隔音、保溫、通風(fēng)等性能都得到了很大的提高，與傳統(tǒng)的玻璃幕墻相比，雙層玻璃幕墻在采暖時(shí)，可以有效的節(jié)約能源42%～52%，在制冷時(shí)節(jié)約能源38%～60%。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上，雙層玻璃幕墻根據(jù)通風(fēng)層的結(jié)構(gòu)可以分為：封閉式內(nèi)循環(huán)體系和敞開式外循環(huán)體系兩種構(gòu)造類型。封閉式內(nèi)循環(huán)體系常被使用在冬季較為寒冷的地區(qū)，由于外層玻璃幕墻外層一般是由斷熱型材與中空鋼化玻璃組成，內(nèi)層一般由可開啟窗的單片鋼化玻璃組成，因此封閉性能很好，在寒冷的季節(jié)可以起到很好的保溫效果。而敞開式外循環(huán)體系就是人們常說的呼吸式雙層玻璃幕墻，它作為一種新形式的雙層玻璃幕墻系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，其外層是由非斷熱型材組成的單層玻璃幕墻，內(nèi)層幕墻則是由隔熱或斷熱明的明框幕墻或單元幕墻組成。

5 ?公共建筑的幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

5.1 ?選用節(jié)能型材料

玻璃是幕墻和門窗中難以取代的重要材料，并且玻璃本身具有反射性、透射等特點(diǎn)，因此對(duì)于光線反射、折射以及聚光的運(yùn)用要對(duì)室內(nèi)光線分布均勻，這樣可以防止陽光的直接照射，在一定程度上減少熱輻射。并且選取節(jié)能玻璃的時(shí)候要參考建筑幕墻的所在區(qū)域，譬如陽光照射處的向陽玻璃應(yīng)該選取一些吸熱性能較好的玻璃，那么玻璃同熱交換的面積就會(huì)更大，可以在一定程度上阻止局部的太陽光線進(jìn)入室內(nèi)，減少熱度。而對(duì)于背陽面應(yīng)該選擇一些低輻射的中空玻璃，其可以高效的控制熱傳導(dǎo)，節(jié)省能源消耗。具體來說，可分為中空玻璃、熱反射鍍膜玻璃和低輻射玻璃等。首先，中空玻璃主要是由兩片以及多片玻璃周圍使用鋁合金型材框密封，周邊使用密封膠進(jìn)行密封，讓玻璃層相互之間構(gòu)成形成有干燥空氣的玻璃，增加其節(jié)能原理。其次是熱反射鍍膜玻璃，其最主要的在于可以反射熱輻射，如果明確了反射的投射率，便可以發(fā)揮到極致，還有就是低輻射玻璃，其最主要的作用是防止室內(nèi)輻射從室內(nèi)泄出，讓太陽能輻射進(jìn)入到室內(nèi)，進(jìn)而確保室內(nèi)的溫度，最終節(jié)約暖氣費(fèi)用的成本。這種玻璃可見光透過率非常高，其反射光的顏色很淡，一般情況下不易看出，所以在一些緯度較高的地區(qū)經(jīng)常使用。

5.2 ?幕墻保溫節(jié)能設(shè)計(jì)

公共建筑幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑的保溫性能要求，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。目前公共建筑幕墻具有良好保溫性能的幕墻不僅需要選擇合適的面材，如雙層中空玻璃、兩層真空玻璃、三層中空玻璃、低輻射中空玻璃面板等，還要考慮玻璃鋼、鋁合金、鋼材、木材、保溫隔熱棉等基材的運(yùn)用?？紤]建筑門窗框架結(jié)構(gòu)，將保溫和隔聲功能進(jìn)行合理的組合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同的公共建筑幕墻保溫隔聲效果。建筑基于不同的保溫需求，在公共建筑幕墻中選擇不同保溫效果的設(shè)計(jì)，既滿足建筑物保溫隔聲的需求，還能有效降低建筑物的耗能使用。

5.3 ?采光通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)

公共建筑幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)滿足客戶的釆光通風(fēng)性能要求，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要有：呼吸式幕墻（雙層幕墻）、玻璃門窗、采光天窗等形式。基于公共建筑幕墻采光通風(fēng)性能要求，設(shè)計(jì)師在公共建筑幕墻設(shè)計(jì)中很難把握采光通風(fēng)性能的設(shè)計(jì)，甚至還需要面臨一系列的設(shè)計(jì)難題。例如設(shè)計(jì)師在公共建筑幕墻采光調(diào)整設(shè)計(jì)中，對(duì)光線的強(qiáng)弱規(guī)律雖然能較好把握， 卻較難把握光線的強(qiáng)弱程度。即使幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)用先進(jìn)的采光調(diào)整技術(shù)，可能會(huì)取得較好的釆光效果，但是先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的背后，必將使得項(xiàng)目承擔(dān)的成本費(fèi)用比較高。因此，在滿足公共建筑幕墻采光通風(fēng)性能的前提下，降低、節(jié)約建筑投入成本顯得尤為關(guān)鍵。

5.4 ?幕墻遮陽節(jié)能設(shè)計(jì)

遮陽簾型幕墻、天幕遮陽型幕墻以及遮陽百葉型幕墻，是當(dāng)今最常見的節(jié)能型遮陽幕墻。設(shè)計(jì)師在公共建筑幕墻遮陽設(shè)計(jì)中，可以依據(jù)建筑風(fēng)格、建筑形式，設(shè)計(jì)具有差異化的幕墻遮陽效果，以滿足建筑的各種遮陽需求。設(shè)計(jì)師在公共建筑幕墻遮陽設(shè)計(jì)中，不僅要結(jié)合建筑所在的具體地理位置，考慮太陽直射角度不同引起的遮陽效果設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)差異，還要考慮太陽直射強(qiáng)弱規(guī)律，建筑內(nèi)部光線的強(qiáng)弱變化，同時(shí)還要根據(jù)光線強(qiáng)弱的變化程度對(duì)建筑內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)整?；谀粔Φ目蚣?，必須滿足建筑保溫和隔熱性能的要求，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)公共建筑幕墻便顯得尤為重要。

6 ?結(jié)束語

綜上所述，為了提升其節(jié)能效果，在公共建筑中必須要會(huì)合理利用其各種節(jié)能措施，目前這個(gè)已經(jīng)成為了一種共識(shí)?？v觀近幾年來在公共建筑中通過充分應(yīng)其節(jié)能設(shè)計(jì)確實(shí)能夠提高其節(jié)能水平，對(duì)節(jié)能減排也有著重大的意義。所以我們可以通過使用更多新型節(jié)能技術(shù)以及加大對(duì)熱水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)等舉措來得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而以促進(jìn)我們經(jīng)濟(jì)水平更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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