建筑玻璃幕墻的綠色節(jié)能設(shè)計探討

何大壯

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，社會不斷進(jìn)步，建筑上應(yīng)用的普通玻璃幕墻的熱工性能差、能耗大、通風(fēng)不暢等問題逐漸暴露出來，業(yè)內(nèi)不斷開展建筑玻璃幕墻的綠色節(jié)能設(shè)計探討和研究，通過選擇性能優(yōu)越的密封材料、完善新型節(jié)能遮陽構(gòu)件節(jié)點和安裝工藝、基于太陽能光電幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計等舉措，提出了很多全新綠色節(jié)能建筑玻璃幕墻的設(shè)計思路。通過對比實驗證明，新的思路設(shè)計出的玻璃幕墻與普通玻璃幕墻相比較，導(dǎo)熱系數(shù)更低，能耗更小，充分滿足綠色節(jié)能建筑理念等要求，為建筑工程整體綠色發(fā)展提供創(chuàng)新思路。

關(guān)鍵詞：建筑;玻璃幕墻;綠色節(jié)能;設(shè)計

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，節(jié)能環(huán)保概念得到了人們的青睞，在建筑工程中使用玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)，不僅有助于改善室內(nèi)的保溫、遮陽和舒適度等要求，而且能有效降低能源損耗。在對節(jié)能環(huán)保技術(shù)的研究中，還需要具備良好的創(chuàng)新意識，對施工流程進(jìn)行優(yōu)化，這樣才能充分發(fā)揮玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢和作用，符合建筑工程可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，加大對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度，有效提高工程的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，推動建筑的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，造福子孫后代。

1玻璃幕墻綠色節(jié)能設(shè)計的使用原則

在實際施工階段，需要嚴(yán)格遵循施工技術(shù)原則，根據(jù)不同區(qū)域、具體環(huán)境情況等特點，做好節(jié)能保溫設(shè)計工作。如果建筑工程位于寒冷地區(qū)，需要遵循保溫設(shè)計相關(guān)原則;如果位于炎熱地區(qū)，需要遵循隔熱設(shè)計相關(guān)原則。由于目前尚未明確規(guī)范統(tǒng)一的施工標(biāo)準(zhǔn)，所以在實際施工階段，需要為門窗、外墻制定標(biāo)準(zhǔn)化原則，可以參考借鑒國內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。以澳洲工程為例，近兩年很多新招標(biāo)的工程節(jié)能要求已經(jīng)從NCC2016升級到了NCC2019（詳見Section J），ESD報告中對于U值和SHGC的要求都有大幅提高，目前的解決方案是增加斷熱護(hù)邊和膠條，以及調(diào)整窗墻比來提高整體U值。另外，需要對熱傳遞節(jié)點及過程進(jìn)行熱工分析和計算，保證其精準(zhǔn)性。幕墻傳熱體系需要結(jié)合建筑外形及當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境等因素進(jìn)行全面分析與探討。

2建筑玻璃幕墻的綠色節(jié)能設(shè)計探討

2.1太陽光變角度照明技術(shù)

該項技術(shù)能夠完全替代傳統(tǒng)的遮陽裝置，通過幕墻遮陽上的光線反射裝置將室外的太陽光反射至室內(nèi)吊頂板上，然后通過吊頂板再反射至工作區(qū)及生活區(qū)，為人們的日常工作、生活提供照明。相較于傳統(tǒng)模式下通過“光柱”形式直接進(jìn)入室內(nèi)的太陽光，該光照條件的柔和性和均勻性更好，能夠有效減少直接射入的陽光形成的眩光，使日光在房間內(nèi)及建筑物中的分布情況得到明顯改善，能夠深入至各個邊角位置，有助于降低照明費用成本。

2.2安裝避雷件、防火保溫層

在對避雷件進(jìn)行安裝的過程當(dāng)中，施工建筑人員需要注意幾個關(guān)鍵點。首先主體結(jié)構(gòu)中所存在的避雷系統(tǒng)與預(yù)埋件一樣要做好連接，在幕墻的立面位置需要設(shè)置均壓環(huán)樓層的立柱，并且連接過程當(dāng)中的電阻需要小于4ω。安裝保溫防火層的操作過程中，要注意一個關(guān)鍵點：材料在選用的時候需要使用到防火巖棉以及防火襯板，整個主體結(jié)構(gòu)和縫隙中要填滿能夠防火的材料，保證沒有任何的孔隙，與此同時還需要對材料包扎鋁箔，這樣才可以使保溫層和材料不會有受潮的影響。

2.3光電幕墻技術(shù)

光電幕墻可以同時保證美觀性、隔熱、發(fā)電、隔聲等多種功效，既能夠滿足人們對幕墻的使用需求，又具有智能性。結(jié)合光電幕墻技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗，可以將其作為太陽能光電池技術(shù)。建筑幕墻設(shè)計階段，尤其是光電幕墻的設(shè)計，要加強抗震性、抗壓性、抗風(fēng)性，以保證建筑幕墻及建筑物安全。另外，設(shè)計階段針對幕墻外觀的美觀性、水密性、氣密性、隔聲性與保溫性等，也要結(jié)合實際設(shè)計要求予以強化。幕墻龍骨內(nèi)有大量空腔，將墻面、幕墻設(shè)計與太陽能光電技術(shù)充分融合，有利于組建功能型幕墻。

2.4采光與保溫系統(tǒng)的合理設(shè)計

建筑幕墻不但要保證其室內(nèi)照明效果，還要保證建筑師的立面效果。建筑過程中絕大部分建筑都需要使用玻璃，與層間非透明玻璃相比，透明玻璃的保溫性不佳。因此，空調(diào)消耗及相關(guān)采暖設(shè)施的投入和透明玻璃面積為正相關(guān)關(guān)系。然而金屬、石材、GRC等非透明幕墻，又無法滿足視覺通透、天然照明等功能需求。所以，在幕墻設(shè)計階段，需要保證照明及保溫的一致性，選擇合理的材料組合，對窗面與墻面的比值進(jìn)行合理調(diào)整，以保證建筑物的整體傳熱系數(shù)最優(yōu)。

2.5新型節(jié)能遮陽構(gòu)件安裝工藝

完成對建筑玻璃幕墻綠色節(jié)能材料的選擇后，針對部分面積相對較大的玻璃幕墻，還需要對其自動調(diào)節(jié)設(shè)施進(jìn)行設(shè)計，針對遮陽調(diào)節(jié)的自動化控制，在設(shè)計時，需引入新型節(jié)能遮陽構(gòu)件，并對遮陽構(gòu)件的安裝工藝進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新?？梢杂米鹘ㄖＡ粔Φ恼陉枠?gòu)件材料種類豐富，考慮到各個材料的物理特性、力學(xué)特征以及熱工性能，選用高性能隔熱和熱反射玻璃材料制備的玻璃遮陽板作為玻璃幕墻遮陽構(gòu)件，并在后續(xù)完成安裝后引入光電和光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)。針對建筑自然通風(fēng)問題，可利用雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)解決遮陽和通風(fēng)的問題。同時在遮陽構(gòu)件當(dāng)中引入電機(jī)帶動齒輪機(jī)構(gòu)和傳動桿機(jī)構(gòu)，使遮陽板能夠跟隨太陽光的角度完成自動轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入到室內(nèi)的陽光，維持室內(nèi)始終保持良好的光照條件和溫度條件。除了選用實體鋁型材以外，還可采用穿孔鋁板和反射玻璃材料作為遮陽構(gòu)件。根據(jù)不同建筑物的性質(zhì)和設(shè)計風(fēng)格以及不同地區(qū)的日照規(guī)律對遮陽設(shè)施進(jìn)行科學(xué)選擇。在對遮陽構(gòu)件安裝時，可引入簾幕結(jié)構(gòu)，在不需要遮陽構(gòu)件時可將其完全隱藏在玻璃幕墻的卷簾框架當(dāng)中，通過卷簾框架又能夠很好地修飾玻璃幕墻。利用遮陽構(gòu)件具有的自動平衡功能，還能實現(xiàn)玻璃幕墻的大面積整齊聯(lián)動效果。

結(jié)語

綜上所述，隨著科技的飛速發(fā)展，幕墻節(jié)能材料及系統(tǒng)逐漸趨于完善，玻璃幕墻的節(jié)能效果得到了顯著提升。為了實現(xiàn)未來建筑行業(yè)向著“更節(jié)能”的方向發(fā)展，本文對現(xiàn)如今建筑市場內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的玻璃幕墻設(shè)計展開研究，對現(xiàn)有的建筑玻璃幕墻進(jìn)行綠色節(jié)能設(shè)計，希望通過本文的討論，可以為今后的建筑行業(yè)綠色發(fā)展提供借鑒，我會在今后的研究中不斷完善節(jié)能方面的知識，也希望行業(yè)內(nèi)與相關(guān)領(lǐng)域研究學(xué)者，對我的研究給予批評和指導(dǎo)。

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