建筑幕墻工程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

姚國(guó)峰 山西八建集團(tuán)有限公司

1 前言

近年來(lái)隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展，建筑行業(yè)也發(fā)展飛速，建筑規(guī)模和數(shù)量日益增長(zhǎng)。但時(shí)代的發(fā)展為建筑行業(yè)帶來(lái)全新發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)重。在現(xiàn)代建筑工程施工過(guò)程中，幕墻的利用率很高，但在使用過(guò)程中也引發(fā)光污染等問(wèn)題。因此為了更好地貫徹落實(shí)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展理念，節(jié)能技術(shù)在建筑幕墻工程中的合理應(yīng)用已經(jīng)成為必然，對(duì)建筑幕墻工程中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的研究和討論也是十分必要的，對(duì)于城市環(huán)境保護(hù)和未來(lái)發(fā)展建設(shè)具有重要意義。

2 新型節(jié)能技術(shù)概述

新型綠色節(jié)能技術(shù)就是在建筑工程中，通過(guò)對(duì)水資源、土地資源、施工材料等資源的節(jié)約利用，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，貫徹國(guó)家節(jié)能環(huán)保理念的基本目標(biāo)，進(jìn)而保障建筑的基本性能，為人們提供舒適健康的生活環(huán)境。可以說(shuō)新型綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是國(guó)家實(shí)行可持續(xù)發(fā)展政策的基本手段，然而要想保證新型綠色節(jié)能建筑工程技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到理想效果，首先要確保綠色環(huán)保技術(shù)符合人們的環(huán)保意識(shí)，其次新型綠色節(jié)能技術(shù)中綠色環(huán)保理念要從我國(guó)基本國(guó)情出發(fā)，根據(jù)我國(guó)各區(qū)域發(fā)展情況和地理環(huán)境的差異性合理應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)[1]，然后在經(jīng)濟(jì)條件允許的前提下在建筑工程中使用最新的環(huán)保技術(shù)、環(huán)保材料，并將率先投入使用的綠色建筑工程項(xiàng)目視為標(biāo)準(zhǔn)模范大力宣傳推廣。同時(shí)合理利用現(xiàn)有資源，鼓勵(lì)在建筑工程中應(yīng)用太陽(yáng)能等可再生環(huán)保資源。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐應(yīng)用后總結(jié)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中遇到的問(wèn)題，再?gòu)慕鉀Q問(wèn)題入手對(duì)新型綠色節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改良優(yōu)化，確保其達(dá)到最佳應(yīng)用效果。

3 節(jié)能環(huán)保幕墻建設(shè)

3.1 節(jié)能環(huán)保幕墻建設(shè)的重要性

隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，建筑行業(yè)也同時(shí)崛起，建筑數(shù)量和建筑規(guī)模逐年增加。

以往傳統(tǒng)的建筑工程技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在大量的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)還對(duì)周邊自然生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重破壞，出現(xiàn)環(huán)境污染問(wèn)題。根據(jù)實(shí)際調(diào)查顯示，全球大概有50%以上的能源和資源用在了建筑領(lǐng)域，造成大量能源消耗和資源浪費(fèi)。同時(shí)建筑引發(fā)的空氣、光、聲、電磁等環(huán)境污染占據(jù)了環(huán)境污染總量的三分之一，建筑垃圾占據(jù)人類活動(dòng)產(chǎn)生垃圾總數(shù)的百分之四十，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。尤其隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快及人們生活水平的提高，人們對(duì)于道路、住宅、地下工程、公共設(shè)施的質(zhì)量要求越來(lái)越高，因此所消耗的資源和能源也隨之增加。但我國(guó)煤炭、石油等資源儲(chǔ)量日漸匱乏，因此供不應(yīng)求的狀況產(chǎn)生了無(wú)法調(diào)和的矛盾[2]。而我國(guó)對(duì)于節(jié)能技術(shù)的探索還處于初級(jí)階段，根據(jù)實(shí)際調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)近五百億平方米的建筑中，節(jié)能建筑所占比例還不足百分之一，可見(jiàn)節(jié)能技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用普及已經(jīng)迫在眉睫。

幕墻是建筑的重要組成部分，主要由鑲嵌板材和結(jié)構(gòu)框架構(gòu)成，能夠?qū)ㄖ鸬奖Ｗo(hù)作用，且具有一定的裝飾性。在建筑工程中有近一半以上的能源消耗來(lái)自于暖通系統(tǒng)，而暖通系統(tǒng)產(chǎn)生的消耗大部分是由建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)也就是建筑幕墻傳熱導(dǎo)致的。由此可見(jiàn)，若想對(duì)建筑工程進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，首先要解決建筑幕墻的使用問(wèn)題，因此在建筑幕墻中應(yīng)用合理的節(jié)能技術(shù)是十分必要的。如圖1為玻璃幕墻貼膜以降低能耗節(jié)約資源。

圖1 建筑玻璃幕墻貼膜

3.2 建筑幕墻工程節(jié)能技術(shù)應(yīng)用目的及原則

當(dāng)前大部分建筑能源消耗的主要途徑就是建筑幕墻熱傳遞消耗了室內(nèi)熱量。建筑幕墻熱傳遞過(guò)程比較簡(jiǎn)單，不同材料的建筑幕墻熱傳遞方式也不同，比如在玻璃幕墻接收到太陽(yáng)輻射后，熱量會(huì)通過(guò)玻璃縫隙傳遞到建筑室內(nèi)。因此若想建筑具有節(jié)能環(huán)保性質(zhì)，首先要在其幕墻建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用合適的節(jié)能技術(shù)。通過(guò)對(duì)施工工藝、施工手段的創(chuàng)新，以及對(duì)節(jié)能環(huán)保材料的利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣滲透、熱傳遞的有效控制，減少資源浪費(fèi)。而在建筑幕墻工程中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)時(shí)要遵守一定原則，首先要對(duì)所在區(qū)域的自然地理環(huán)境、氣候條件、資源儲(chǔ)備狀況等信息進(jìn)行全面調(diào)查，并通過(guò)對(duì)區(qū)域社會(huì)環(huán)境和人文特色的深入分析，結(jié)合所在區(qū)域建筑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)地域特色有針對(duì)性地選擇合適的節(jié)能技術(shù)。因地制宜，設(shè)置符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的相關(guān)綠色建筑評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)應(yīng)用規(guī)范，選擇和區(qū)域最匹配的環(huán)保材料，高效利用資源，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的基本目標(biāo)[3]。

3.3 新型節(jié)能幕墻的分類

新型節(jié)能幕墻應(yīng)用的能源主要是太陽(yáng)能，作為自然界中觸手可及的可再生資源，太陽(yáng)能具有節(jié)能、環(huán)保等多重優(yōu)勢(shì)，在建筑領(lǐng)域擁有極大的應(yīng)用空間，當(dāng)前在建筑幕墻工程中的應(yīng)用主要為太陽(yáng)光變向照明技術(shù)和光電幕墻技術(shù)兩種。

3.3.1 太陽(yáng)光變向照明技術(shù)

太陽(yáng)光變向照明技術(shù)在建筑幕墻工程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)傳統(tǒng)遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)的取代，此技術(shù)的應(yīng)用原理是：首先要在建筑幕墻上安裝一個(gè)光線反射裝置，然后借助此裝置將室外自然光反射到建筑內(nèi)的天花板上，再通過(guò)天花板將自然光反射到各個(gè)生活區(qū)域中，為這些區(qū)域提供照明。傳統(tǒng)建筑的采光是以光柱的形式照射到室內(nèi)中的，直接入射的強(qiáng)光會(huì)在玻璃、電視屏幕等處造成眩光，影響人們的日常生活。和其相比，應(yīng)用太陽(yáng)光變向照明技術(shù)的采光方式更為柔和，且能夠?qū)崿F(xiàn)光源的均勻覆蓋，甚至可以照射到房間的各個(gè)角落。通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光變向照明技術(shù)的應(yīng)用，減少了建筑內(nèi)對(duì)人工照明設(shè)備的使用，達(dá)到了節(jié)能減排的基本目的。

3.3.2 光電幕墻

作為新型節(jié)能幕墻，光電幕墻具有多功能特性，具有發(fā)電、隔音、隔熱等多種功能，且安全性較高，還能對(duì)建筑本身起到一定的裝飾作用。光電幕墻的主要功能是將以往被遮擋的太陽(yáng)光進(jìn)行有效利用，結(jié)合利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能供人們?nèi)粘Ｉ钍褂?。此外太?yáng)能光電板本身就可以對(duì)傳統(tǒng)建筑的玻璃幕墻進(jìn)行完美替代，因此對(duì)于建筑企業(yè)來(lái)說(shuō)光電幕墻的應(yīng)用有效節(jié)約了工程建設(shè)成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。且由于光電幕墻結(jié)構(gòu)能夠成為太陽(yáng)能發(fā)電的主要工作場(chǎng)所，因此光電幕墻還節(jié)約了土地資源。由此看來(lái)光電幕墻的應(yīng)用完全滿足當(dāng)下國(guó)家對(duì)于建筑行業(yè)的節(jié)能環(huán)保要求，對(duì)于建筑企業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展起到推進(jìn)作用。

4 建筑幕墻工程中節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用

隨著人們生活水平的提升和審美觀念的改變，人們對(duì)于建筑形態(tài)的要求越來(lái)越高，尤其是對(duì)于建筑幕墻這種起到一定裝飾作用的建筑結(jié)構(gòu)，人們對(duì)其美觀性及建筑形態(tài)提出更多要求。以下為不同類型建筑幕墻工程中涉及到的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。

4.1 普通玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

（1）首先要對(duì)所在區(qū)域的自然地理環(huán)境、氣候條件、資源儲(chǔ)備狀況等信息進(jìn)行全面調(diào)查，并通過(guò)對(duì)區(qū)域社會(huì)環(huán)境和人文特色的深入分析，結(jié)合所在區(qū)域建筑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)地域特色因地制宜，選擇具有較好節(jié)能性能的玻璃材料建設(shè)建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，比如中空Low-E玻璃、中空夾膠Low-E玻璃。

（2）其次要考慮到普通玻璃幕墻的自然通風(fēng)問(wèn)題，尤其是人流量大且人員密集的公共建筑，如果外窗開(kāi)啟面積過(guò)小會(huì)影響到建筑室內(nèi)自然通風(fēng)效果。因此在進(jìn)行幕墻施工設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合這些因素進(jìn)行全面綜合地考量，要保證室內(nèi)空氣流動(dòng)，確保建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

（3）再次要對(duì)普通透明玻璃幕墻的熱傳遞性能進(jìn)行有效控制，降低其傳熱系數(shù)。比如在玻璃幕墻施工過(guò)程中應(yīng)用惰性氣體填充、暖邊間隔技術(shù)等，來(lái)提高建筑的節(jié)能性。值得注意的是在應(yīng)用這些技術(shù)前，要事先進(jìn)行科學(xué)的成本分析，要對(duì)工程建設(shè)成本進(jìn)行合理控制。

（4）最后還要針對(duì)提高普通透明玻璃幕墻的氣密性采取一定措施，以此防止外界寒冷或炎熱空氣向建筑內(nèi)部滲漏。比如在施工過(guò)程中應(yīng)用多個(gè)具有良好密封性的開(kāi)啟窗，并結(jié)合前期成本分析結(jié)果以及建筑形態(tài)，通過(guò)對(duì)單元式幕墻的應(yīng)用來(lái)提高玻璃幕墻的氣密性[4]。

4.2 全玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

隨著玻璃生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升，玻璃產(chǎn)品日漸多樣化，此時(shí)全玻璃幕墻也就應(yīng)運(yùn)而生。全玻璃幕墻具有極強(qiáng)的美觀性，能夠讓建筑呈現(xiàn)透明、晶瑩的形態(tài)。對(duì)于全玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)在玻璃材料的選擇上，通常會(huì)根據(jù)玻璃材料的不同將其分為單片或夾膠面層全玻璃幕墻，以及中空面層全玻璃幕墻。全玻璃幕墻如圖2所示。

圖2 全玻璃幕墻

4.3 點(diǎn)支撐玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

（1）首先點(diǎn)支撐玻璃幕墻主要功能是讓建筑呈現(xiàn)通透的形態(tài)效果，因此通常會(huì)使用超白玻璃。在使用此種玻璃幕墻時(shí)，要提高透明玻璃等材料的熱工性能，以此保證玻璃幕墻符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）其次在建筑室內(nèi)安設(shè)遮陽(yáng)簾，達(dá)到節(jié)能目的。

（3）在建筑工程中使用點(diǎn)支撐玻璃幕墻時(shí)要注意盡可能不要在玻璃上開(kāi)窗，開(kāi)窗會(huì)導(dǎo)致建筑效果大打折扣，因此要使用其他的方式進(jìn)行室內(nèi)通風(fēng)排煙設(shè)計(jì)。

4.4 雙層幕墻的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

雙層動(dòng)態(tài)幕墻是一種具有雙層結(jié)構(gòu)的組合幕墻，主要由外層、內(nèi)層幕墻和熱通道等結(jié)構(gòu)組成，又被稱為生態(tài)幕墻。建筑中可開(kāi)啟的門窗結(jié)構(gòu)通常位于雙層幕墻的內(nèi)層，能夠利用外層幕墻有效避免外界環(huán)境對(duì)建筑室內(nèi)的影響。同時(shí)雙層幕墻內(nèi)層外層之間所形成的熱通道能夠巧妙利用太陽(yáng)能，以及動(dòng)氣熱壓原理完成室內(nèi)的通風(fēng)和保溫。此外雙層幕墻在采光方面也有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠根據(jù)用戶實(shí)際需求對(duì)室內(nèi)光線進(jìn)行調(diào)整，改善室內(nèi)光照環(huán)境[5]。如圖3為雙層幕墻節(jié)能應(yīng)用。

圖3 雙層幕墻結(jié)構(gòu)

4.5 采光頂和金屬屋面幕墻的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

尤其在炎熱的夏季，建筑屋頂會(huì)受到強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射，建筑屋頂使用的透明結(jié)構(gòu)面積越大產(chǎn)生的能耗越多，因此要對(duì)建筑采光頂采取一定的節(jié)能措施。

（1）首先要采取一定措施降低金屬屋面幕墻的傳熱系數(shù)，比如使用中空夾膠Low-E玻璃、局部應(yīng)用光電玻璃等高性能的玻璃，提高建筑節(jié)能性能。對(duì)于采光頂則可以通過(guò)惰性氣體填充、暖邊間隔技術(shù)等降低其傳熱系數(shù)，以提高建筑的節(jié)能性。

（2）金屬屋面材料當(dāng)下被廣泛應(yīng)用于大型公共建筑屋面建設(shè)中，對(duì)于其節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方式主要有兩種，分別為直立鎖邊屋面和外加鋁板直立鎖邊屋面。直立鎖邊方式的優(yōu)勢(shì)在于能夠根據(jù)保溫層厚度選擇固定座的高度，有效避免保溫層被完全壓縮，讓屋面保溫層厚度均衡統(tǒng)一，提升屋面的保溫性能。此外金屬屋面通常會(huì)使用A級(jí)防火材料，且固定座下還安設(shè)了特制的塑料隔熱墊，有效防止冷橋效應(yīng)發(fā)生，為屋面的防冷凝效果提供保障[6]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)當(dāng)下我國(guó)建筑幕墻工程中存在的部分問(wèn)題進(jìn)行深入分析，并針對(duì)節(jié)能技術(shù)在我國(guó)建筑幕墻工程中的相關(guān)應(yīng)用情況展開(kāi)詳細(xì)探討，經(jīng)實(shí)踐證實(shí)得出以下結(jié)論。在我國(guó)節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展政策背景下，對(duì)于建筑幕墻施工技術(shù)不僅要能夠滿足國(guó)家政策要求，還要具備足夠的美觀性和經(jīng)濟(jì)性，因此節(jié)能技術(shù)在建筑幕墻工程中的合理應(yīng)用已經(jīng)成為必然，對(duì)于在建筑幕墻工程中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的研究和討論也是十分必要的，且仍需要結(jié)合實(shí)際工程情況進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行探索。