浅谈建筑玻璃幕墙的节能技术及应用
摘要： 随着建筑玻璃幕墙的被广泛应用，在提升建筑物的通透性、艺术性的同时，对现有的节能技术进行分析，并提出了建筑玻璃幕墙节能的技术要求及其可行性。关键词：玻璃幕墙；建筑；节能技术；科学性&
abstract: with the construction of glass wall is widely used, the permeability of buildings in ascension, artistic at the same time, to the existing energy saving technologies were analyzed, and put forward the construction glass curtain wall and its feasibility of energy saving technology requirements.&
keywords: ener scientific&
中图分类号：te08文献标识码：a 文章编号：玻璃幕墙是现代化建筑的主要外围护结构之一，其设计不仅要满足建筑美学和建筑功能的要求，而且要更多地考虑热工设计，充分体现当前国际上流行的建筑设计三大原则：&开放与交流 舒适与自然、环保与节能&。玻璃幕墙建筑自20世纪50年代从西方国家兴起，因其具有丰富多彩的外装饰效果，在全球发展很快，我国幕墙建筑从1983年起步，9o年代中期形成高潮。随着玻璃幕墙技术的发展，玻璃幕墙以其独特的通透性、艺术性受到了更多人的青睐，中国各大城市的标志性建筑几乎都有玻璃幕墙。当然，玻璃幕墙在引入初期由于一些技术的原因，致使最早的玻璃幕墙建筑存在一些隐患，但是随着这项技术的不断发展，很多问题都已经得到解决或是正在改进当中。现阶段，大多数提高玻璃幕墙节能保温性能的工程主要措施是采用镀膜玻璃、low&e玻璃、热反射玻璃、中空玻璃及隔热断桥铝型材降低结构传热系数k、消除结构体系&热桥&、降低空气渗透热损失、减少开启窗扇面积、提高其密封性等。总之，尚停留在消极设防的设计思想阶段。玻璃幕墙的设计，应该追求设计功能的主动性和积极性，变被动设防为主动利用能源的设计思想，为了减少冬季采暖供热的热损失和能源消耗，为了减少夏季空调制冷的热袭人和能源消耗，玻璃幕墙热工设计的发展趋向是：对于以采暖供热为主的幕墙追求达到温室效应，对于以空调制冷为主的幕墙追求达到冷房效果，无论何种幕墙都将追求合理利用太阳能。动态幕墙(也称热通道幕墙、双层通风幕墙)是一种很好的发展方向，由光电板系统和幕墙系统组成的光电幕墙也是主动利用太阳能的一个应用发展方向，综合运用光能、热能、电能的智能玻璃幕墙是最理想的发展方向。进行幕墙热工设计时，必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径：一是玻璃和铝合金(不锈钢)金属框格的传热：通过单层玻璃的热流传热，通过金属框格传热，通过玻璃的镀膜层减少辐射换热；二是幕墙内表面与室内空气和室内环境问的换热：内表面与室内空气间的对流换热，内表面与室内环境问的辐射换热；三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热：外表面与周围空气间的对流换热，外表面与外界环境间的辐射换热，外表面与空间的各种长波(如电磁波、红外线等产生的长度)辐射换热；四是普通玻璃幕墙采用单层玻璃和铝合金型材的梁柱结构，而节能玻璃幕墙则应从上述三种途径加以考虑：第一种途径热传导)对节点设计影响最大，针对玻璃的导热性能，设计时采用中空玻璃；针对铝框的导热性能，设计时采用尼龙66等结构塑料，形成&断桥&，可增大热阻，减少热传导，从而设计隔热幕墙。在此基础上，再考虑第二种途径热对流)和第三种途径(热辐射)，在构造上采用双层&e玻璃，上下端对流开口，从而设计动态幕墙。隔热幕墙的节能原理是采用中空玻璃和隔热断桥铝型材来实现节能的。隔热断桥铝型材的隔热原理是基于产生一个连续的隔热区域，利用隔热条将铝合金型材分隔成两个部分。隔热条&冷桥&选用材料为聚酰胺尼龙66，其导热系数为0．3w／(rn2k)，远小于铝合金的导热系数2low，而力学性能指标与铝合金相当。20世纪7o年代末，隔热断桥铝型材在国外问世，主要用于高寒地区的铝合金门窗，到2o世纪8o年代末开始用于高寒地区的有框玻璃幕墙。我国目前在保温隔热性能要求很高的建筑中，也开始把它用于明框隔热玻璃幕墙、隐框隔热玻璃幕墙及点支式隔热玻璃幕墙。此外，在隔热幕墙中，更重要的是要注意中空玻璃的应用与设计(因为在幕墙中，玻璃所占的面积比铝合金框要大的多)。如果采用1o+12a+1o中空玻璃，那么其传热系数k达3．0w／(rn2k)左右，传热系数比单层玻璃低了近／2，可以大大地降低能耗，因此，在保温性能要求比较高的情况下，应采用中空玻璃，如果中空玻璃内充人惰性气体，其k值还以可降至1．3w／(rn2k)。铝型材节点设计的总体思路是：在铝合金型材截面不变的情况下，通过改变隔热条和胶条的尺寸，分别装配不同厚度的中空玻璃，从而达到不同的隔热设计要求，以供不同地区、不同类型的建筑、不同要求的业主选择。采用隔热幕墙能起到很好的节能和降噪效果。与普通的单层玻璃相比，节省能耗约25％ ～50％，降噪约达30db 40db。动态幕墙的节点设计：动态幕墙是一种新型的节能幕墙，是幕墙技术的新发展。根据其结构，可以分为&封闭式内循环体系&和自然通风的&敞开式外循环体系&两种类型。前者需要通过电机强制抽风，因而总体节能水平不高；后者通过自然通风，所以节能效果更为明显。自然通风式动态幕墙的构造，其外层由单层玻璃及非绝热杆件组成的敞开结构玻璃幕墙，内层由绝热杆件和中空玻璃组成的推拉门(或推拉窗)幕墙体系。两层幕墙之间的热通道一般装有可自动调控的百叶。在热通道的上下两端装有排风和进风装置。其运行原理可以按照不同的季节说明。夏天：内外两层幕墙中间热通道的温度很高时，可打开热通道上下两端的排气口装置，在热通道内由于热烟囱效应产生自下而上的气流运动，带走了通道内的热量，这样可以降低内侧幕墙的外表面温度，减少空调制冷的负荷，节约能源，降低能耗。通过对通道上下两端排气、进气装置的凋控，在通道内形成负压，利用内侧幕墙两边的压差和开启扇，可以随时向室内输人新鲜空气。冬天：通道上下两端的排气口装置关闭，内外两层玻璃幕墙问的热通道由于阳光的照射，温度升高，像一个温室，这样等于提高了内侧幕墙外表面的温度，减少了建筑物采暖的运行费用。春、秋两季温度适中之时，不存在采暖和制冷，可以打开推拉门和室外自然气温交流而达到平衡。对于玻璃幕墙建筑而言，以上几种节能技术在国外世纪7o年代后期开始应用，至今已累积了较丰富的成功经验。根据不同的地理位置，气候条件，使用不同的玻璃，采取不同的节能措施，所得到的节能效果不同。我国的玻璃幕墙建筑的发展较国外迟，而建筑节能工作开始于2o世纪8o年代初期，对玻璃幕墙建筑新的节能标准也是年制定实施的，因此借鉴国外的先进节能技术很有必要。任何事物从产生到成熟都需要一个过程，经过了二十多年发展的玻璃幕墙也是如此，现在玻璃幕墙工程与十年前、二十年前相比不可同日而语，今天的工程更具科学性，安全性能更高，许多行业标准的相应出台也使玻璃幕墙行业更加成熟、规范。现代玻璃幕墙的大量发展，恰恰表明其确实能够满足城市发展的某种需求，甚至可以说，开放透明的玻璃幕墙是为城市而生。&
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MSN: civilcn#163.com E-mail: 手机：　　我国建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍，在全面建设小康社会的进程中，节能减排的任务十分艰巨。建筑节能 是提高住宅舒适度，降低使用费用的基础，也是可持续发展的迫切要求，只有把资源节约、降低能耗放在突出位置，才能更好地促进和谐社会的建设。
　　建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在外围护结构中，作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙，上世纪90年代在我国建筑工程中得到广泛应用，但也存在诸多问题，比如选择玻璃不当，致使夏季透过玻璃的太阳能是其它材料墙体的数倍；选用的密封胶粘结效果差，胶缝施工不到位，胶条密封不严，结构变形产生裂缝，导致冷、热风渗透情况严重；所用的型材、保温隔热材料、填充材料不合理，节点做法不正确，构件间未有效设置垫片，使得室内热能损失量大；再加上玻璃反射光线时产生的光污染、结构不牢固而成为空中的&定时炸弹&等。
　　因考虑建设成本，有些建设单位和设计单位采用用材、构造普通的玻璃幕墙 .为了使这种玻璃幕墙工程做到最大限度的节能，就要求工程各方参建人员必须按照《玻璃幕墙工程技术》（JGJ102－2003）以及有关技术及节能方面的相关规定，认真设计、精心施工、严格管理，把好节能关。
　　一．设计
　　要充分考虑玻璃幕墙工程的保温、隔热、密封性能，选用强度、刚度足够的材料，防止在受台风、地震、自重等荷载作用下玻璃幕墙出现变形以致产生裂缝。
　　二．选材
　　尽量采用镀镆玻璃，因其镆层能有效阻碍太阳能向室内辐射，如采用单片镀镆玻璃时，应使用在线热喷法生产的产品（膜层牢固、耐久性好）。玻璃的厚度关系到结构安全，同时也影响热能的透射量，当采用框支承幕墙时，单片玻璃厚度不应小于6毫米，夹层玻璃的单片厚度不宜小于5毫米。
　　保温隔热材料在节能方面扮演着重要角色，同时还强化了防火功能。幕墙工程宜采用岩棉、矿棉、玻璃棉等充当保温隔热材料，其优点是保温隔热性能好，导热系数只有0.044W/（m&K），最高使用温度达到650℃。
　　玻璃与铝型材副框间结构性粘结必须采用中性硅酮结构密封胶，这种结构胶性能稳定（使用温度为-48－88℃、耐热性达150℃、冷变形不明显）、粘结力强。但全玻幕墙和点支承幕墙采用镀膜玻璃时，不应采用酸性硅酮结构密封胶粘结（镀膜层所含的金属元素与酸性胶反应将致使粘结破坏）。
　　耐候密封胶应采用硅酮建筑密封胶。硅酮密封胶耐紫外线性能好，因此经久耐用、不宜老化龟裂，且与硅酮结构胶、玻璃及其它构件有良好相容性，粘结效果好。
　　玻璃与玻璃、型材槽壁间缝处采用密度不大于0.037g/？3的聚乙烯泡沫棒作填充材料，此材料质量轻、保温性能好。
　　玻璃幕墙 开启窗的周边缝隙、明框幕墙玻璃与型材间隙宜采用三元乙丙橡胶、氯丁橡胶或硅橡胶密封，其中硅橡胶（耐候性好、永久变形小）质量最佳。这一点在幕墙工程中容易被人们忽视，认为橡胶条作用不大。其实不然，如果橡胶条老化，则会产生漏水、透气等严重问题，影响幕墙保温隔热效果。
　　三．用材方面
　　采用热反射LOW－E玻璃、中空玻璃等。这些玻璃在国内早有生产，只是价格较贵，所以以前在玻璃幕墙工程中较少使用，如采用热反射玻璃与透明玻璃组成的中空玻璃比一砖厚的砖墙保暖性能还好。使用铝塑复合材料、隔热型材做幕墙的横梁和立柱。在采用隔热铝型材时，如采用穿条生产，其隔热材料应使用PUR材料。另外给已有的幕墙玻璃贴膜也能有效降低能耗，现在市场上的隔热安全膜能节能15%以上。
　　四．构造方面
　　采用百叶、格栅、遮阳板等遮阳设施，可以最大限度减少阳光的直接照射、避免室内过热，从而达到更好的隔热节能作用。遮阳百叶有水平百叶和垂直百叶，分手控、电动及可调节百叶系统。根据建筑风格及需求，可选用不同形式、控制方式的遮阳系统。
　　由内外两层玻璃幕墙组成的通风式幕墙，又称双层幕墙、呼吸式幕墙、热通道幕墙。内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，由于此换气层中空气的流通或循环作用，使内层幕墙的温度接近室内温度，减小温差，它比传统的幕墙采暖时节约能源42%－52%，制冷时节约能源38%－60%.
　　智能幕墙是通风式幕墙的延伸，是在智能化建筑的基础上对建筑配套技术（暖、热、光、电）适度控制，通过计算机有效调节室内空气、温度和光线，其建筑能耗只相当于传统幕墙的30%.
　　光电幕墙的基本单元为光电板，光电板是由若干个光电电池进行串、并联组合而成的电池阵列，将电池阵列放入两层玻璃中（上层为透明玻璃，下层颜色任意）用铸膜树脂热固而成，在光电板背面接线盒和导线，这样就可以将太阳能转化为电能为人们所使用。一般情况下，此种幕墙的立柱和横梁采用隔热铝型材。
　　综上所述，工程技术人员要提高自身业务素质，熟知玻璃幕墙 工程的技术要点，一丝不苟地开展工作，严格把好幕墙工程节能关。政府部门应加大对玻璃幕墙工程节能方面的管理力度。建设单位要强化节能理念，另外要确保玻璃幕墙工程的结构安全、减少光污染，这样才能使玻璃幕墙工程既美观又实用。责任编辑：向日葵
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　　3、本网站欢迎积极投稿。建筑节能广泛关注对玻璃幕墙提新要求
我国建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍，在全面建设小康社会的进程中，节能减排的任务十分艰巨。建筑节能是提高住宅舒适度，降低使用费用的基础，也是可持续发展的迫切要求，只有把资源节约、降低能耗放在突出位置，才能更好地促进和谐社会的建设。&
&&&&建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在外围护结构中，作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙，上世纪90年代在我国建筑工程中得到广泛应用，但也存在诸多问题，比如选择玻璃不当，致使夏季透过玻璃的太阳能是其它材料墙体的数倍；选用的密封胶粘结效果差，胶缝施工不到位，胶条密封不严，结构变形产生裂缝，导致冷、热风渗透情况严重；所用的型材、保温隔热材料、填充材料不合理，节点做法不正确，构件间未有效设置垫片，使得室内热能损失量大；再加上玻璃反射光线时产生的光污染、结构不牢固而成为空中的&定时炸弹&等。
因考虑建设成本，有些建设单位和设计单位采用用材、构造普通的玻璃幕墙。为了使这种玻璃幕墙工程做到最大限度的节能，就要求工程各方参建人员必须按照《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102－2003）以及有关技术标准及节能方面的相关规定，认真设计、精心施工、严格管理，把好节能关。&
&&&&一．设计&
&&&&要充分考虑玻璃幕墙工程的保温、隔热、密封性能，选用强度、刚度足够的材料，防止在受台风、地震、自重等荷载作用下玻璃幕墙出现变形以致产生裂缝。&
&&&&二．选材&
&&&&尽量采用镀镆玻璃，因其镆层能有效阻碍太阳能向室内辐射，如采用单片镀镆玻璃时，应使用在线热喷法生产的产品（膜层牢固、耐久性好）。玻璃的厚度关系到结构安全，同时也影响热能的透射量，当采用框支承幕墙时，单片玻璃厚度不应小于6毫米，夹层玻璃的单片厚度不宜小于5毫米。&
&&&&保温隔热材料在节能方面扮演着重要角色，同时还强化了防火功能。幕墙工程宜采用岩棉、矿棉、玻璃棉等充当保温隔热材料，其优点是保温隔热性能好，导热系数只有0。044W/（m&K），最高使用温度达到650℃。&
玻璃与铝型材副框间结构性粘结必须采用中性硅酮结构密封胶，这种结构胶性能稳定（使用温度为-48－88℃、耐热性达150℃、冷变形不明显）、粘结力强。但全玻幕墙和点支承幕墙采用镀膜玻璃时，不应采用酸性硅酮结构密封胶粘结（镀膜层所含的金属元素与酸性胶反应将致使粘结破坏）。&
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