玻璃幕墙的能耗及节能设计

刘波

摘要：近年来，随着我国经济与社会的迅猛发展，玻璃幕墙在建筑中的应用十分广泛。玻璃幕墙越来越多地被应用于建筑外立面，而大面积玻璃幕墙在提供良好采光的同时却又带来了采暖与制冷能耗高的隐患，其节能问题成为建筑能耗的一个薄弱环节。本文主要就玻璃幕的能耗及节能设计进行了探讨。

关键词：建筑；玻璃幕墙；节能设计

前言

玻璃幕墙作为建筑外围结构的重要组成部分，在建筑节能中发挥着越来越重要的作用。玻幕墙的环保节能程度已成为人们衡量幕墙品质的一个重要指标，而能耗的问题是建筑节能设中不可缺少的重要环节。玻璃幕墙由支承结构体系与玻璃组成，相对建筑的主体结构有一定的位移能力，不分担主体结构所受作用的建筑外围结构或装饰机构。节能玻璃有着色玻璃、阳光控制镀膜玻璃、普通中空玻璃和LOW-E玻璃等。

1建筑幕墙的节能原则

建筑幕墙的节能设计，需遵循一定的原则，规范幕墙节能设计的行为。首先是环境原则，幕墙节能设计时，设计人员需了解建筑周围的环境，包括气候、光线，还要掌握建筑的朝向以及室内环境特征，在此基础上，实行幕墙的节能设计，保障幕墙的运用，符合建筑节能的需求；然后是指标原则，幕墙节能设计时，要确保幕墙自身的多项指标，传热指标、遮阳指标等，均能实现协调性，实现多指标共同作用的设计方式；最后是功能原则，建筑幕墙在节能设计时，一定要注意功能的应用，不能过度追求节能效果而忽视了幕墙的实践应用，设计中全面遵循功能原则，提高玻璃幕墙的节能水平。

2玻璃幕墙节能设计分析

2.1减少玻璃幕墙的使用面积

降低玻璃幕墙的使用面积，能够减少夏天的热透射量，从而在一定程度上降低室内的问题，避免因使用空调而增加的能量消耗。而在冬天能够对热交换量进行降低，因此降低热损失。当前立面效果是人们所追求的，因此在幕墙的实际设计中减少使用面积这种方法不十分常用。

2.2保温隔热设计

玻璃幕墙的应用极大地增加了建筑物的采光效果。夏季高温，接受采光地方较大，造成房间内的温度升高。在此种情况下，必须采用空调降温，消耗大量的电能；冬天寒冷，幕墙面积较大，大量的热能散失，房间的温度会降低。因此在玻璃幕墙节能设计过程中，要对保温隔热的处理工作重视。此工作处理妥当的话，夏天室内的温度在就不会有升高的现象，冬季也不有过低的现象。保温隔热设计可以把房间的温度控制在适宜的范围内，这样既能够减少空调的使用，又能够节约大量的电能。

2.3玻璃幕墙的遮阳节能技术

在玻璃幕墙设计时可以通过对玻璃材料的合理选择来降低太阳光辐射的影响，除此之外还可以采取合理的遮阳技术来达到更好的节能效果，例如遮阳百叶、装设遮阳板等方式。通过遮阳系统能够将阳光的直接照射降到最低，从而降低室内温度，这种方法在较为炎热的地区被广泛的应用。遮阳系统能够有效的降低太阳光直射、降低室内温度，还可以对室内的通风以及采光带来良好的效果。但对于玻璃幕墙来说若是在外面装设遮阳系统则会直接影响玻璃幕墙的美观性，违背了设计的意图，并且遮阳系统在长期使用中容易受到天气、温度等因素影响而损坏，为此在玻璃幕墙设计中采取室内遮阳是一个较为合理的方法。窗帘是当前室内遮阳最为常见的方式，布料是遮阳效果好坏的直接影响因素。若是普通布料，在吸收到热量后会增加室内的温度，从而使得空调能耗上升，因此在窗帘布料的选择时也需要采取节能材料。例如当前新型纳米材料能够更好的反射紫外线辐射，还有着一定的吸收作用，能够转化紫外线能量以其他的热能形式释放。

2.4自然通风

在玻璃幕墙应用前，必须进行严格的设计。在玻璃幕墙设计时，要结合建筑物的情况进行详细分析，对于通风的问题要考虑周全。玻璃幕墙使用最多的地方就是写字楼，由于这个地方内部人员数量较多，造成室内通风不流畅的情况，导致对内部人员的身体受到伤害，因此通风工作的实施是必不可少的。通风效果越好，室内的空气流通就越流畅，为了节约室内通风系统的资源，在玻璃幕墙通风设计过程中，要充分考虑玻璃幕墙外窗数量，数量过少，会造成通风质量变差；数量过多，则会导致室内热能流失。

2.5玻璃幕墙建筑方位的节能设计

在建筑幕墙设计当中，建筑方位的设计十分重要。结合建筑所在区域的采光、通风、日照、遮阳等因素来确定建筑的方位。玻璃幕墙的方位应对东照西晒尽量避免，建筑方位的配置应朝南北。我国很多建筑都是按照坐北朝南布置的，但也需要根据区域的实际情况，例如环境气候等，还需要根据建筑的整体需求来确定。在城市中，建筑方位的选择往往不能按照建筑需求进行，而是受到城市的总体规划设计的影响，为了能够获得合理的方位则需要通过对筑布局的调整来实现。

2.6选择合理的玻璃幕墙材料

玻璃幕墙大部分面积是玻璃。玻璃材料有着特透射率稿、换热性强等特点，因此会产生较高的室内温度，除了上述两种法外还可以对玻璃幕墙材料进行合理的选择来起到节能的效果。可见光波长短，热量较小，红外线波长长，热量较大，这是太阳辐射的主要特点。因此在选择玻璃材料时可以根据这一特选择发射红外线辐射热而透射可见光的材料，从而起到玻璃幕墙节能效果，例如热反射玻璃Low-E玻璃、中空玻璃等材料，这类面材经过合理处理U值通常可以很容易达到1.6~1.7W/m2·K，如果需要更加低的U值，可以对中空玻璃的空气层填充惰性气体，更进一步达到节能目的，其不利点事会导致成本的上升。除了大部分的面板部位，面积占比很低的型材部位?不能忽略的，普通型材，特别是有金属挡边直接暴露在室外的情况，会形成一个桥路，会造成能量的损失或者导致室温升高，往往其U值可以达到10W/m2·K左右或者更高，降低整个系统的热工性能。因此在对热工性能有高要求时，可以考虑断桥铝型材作为玻璃幕墙框架。

2.7设置热缓冲区

在室内与玻璃幕墙中间增加一个空间用来缓解热量的传递，将其称之为热缓冲区，一般平台或者外包阳台是最为常见的，热缓冲区的原理类似于双层玻璃幕墙，但是其需要较大的空间，因此需要对通风问题进行合理的处理，才能够有效的分流热量，让室内的温度得以降低。在这个热缓冲区中还可以通过种植一些绿色植物来美化空间，平时人们也可以在这里进行休憩。

3建筑幕墙节能设计的发展

3.1单元组合式建筑幕墙

单元体幕墙与传统玻璃幕墙完全不同，随着近些年高端工程、超高层建筑大量单元体幕墙实际运用，其多方面的优势得以证。单元体幕墙是工厂加工生产组装，然后通过物流运输到工地，简单处理后就可吊装的幕墙。由于其生产过程全部于车间完成，可以很好地控制质量、成本，同时可以增大分格，提高低U值面板占比，达到节能目的，同时增加通透性，更加美观大气。

3.2点式全玻幕墙

点式全玻幕墙又叫做点驳接全玻幕墙，也是一种很美观的建筑幕墙，其个性从外观便可一目了然。玻璃点驳接件的样式可以根据驳接面材的厚度以及所在位置选用不同样式的驳接件。目前常见的有不锈钢件，经过电镀、氟碳喷涂等处理的铸钢件等。目前此类幕墙得到了成熟运用：首先它是全景式的幕墙实现了内外空间的融合，给人感觉一种和谐的美感；点驳接支撑整个空间的构成形式形成了一种全新的艺术效果。

3.2光伏幕墙

光电幕墙技术应运而生。光电幕墙是将传统幕墙与光电效应相结合的一种新型建筑幕墙。这种技术将光电技术与幕墙系统技术科学地结合在一起。光电幕墙除了具有普通幕墙的性能外，最大的特点是具有将光能转化为电能的功能，是更高层次的节能。

结束语

综上，应从玻璃幕墙的基本特点与功能出发，遵循科学性、适用性、集约化的原则，加强对玻璃幕墙的节能设计研究，达到充分利用太阳能、自然通风换气，降低空调能耗，减少风及恶劣气候的影响，营造舒适温馨的生活和工作环境。

参考文献

[1]李亮.建筑玻璃幕墙节能施工技术探究[J].工程技术：全文版，2017（2）：00093-00093.

[2]王更哲.玻璃幕墙的能耗及节能设计[J].建筑工程技术与设计，2016（33）.