摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國能源損耗也越來越嚴(yán)重，節(jié)能降耗具有重要意義。本文根據(jù)多年工作經(jīng)驗，對于幕墻節(jié)能設(shè)計的一些要點進行分析。
關(guān)鍵詞：幕墻設(shè)計；節(jié)能
中圖分類號： TE08 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：
1、建筑幕墻的節(jié)能設(shè)計要點
1.1使用新型節(jié)能材料
盡管幕墻的類型千變?nèi)f化，但它總是由面材和框架兩個主要部分組成，而幕墻的節(jié)能效果也與這兩種材料的熱阻直接相關(guān)。隨著幕墻技術(shù)及新型材料技術(shù)的發(fā)展，一大批高性能的節(jié)能材料的出現(xiàn)---如隔熱型材、雙銀甚至三銀Low-E玻璃等---使幕墻的節(jié)能效果也越來越優(yōu)越。
1.1.1節(jié)能型型材：
熱斷橋鋁合金的原理是在鋁型材中間穿入隔熱條，將鋁型材斷開形成斷橋，有效阻止熱量的傳導(dǎo)。隔熱鋁合金型材門窗的熱傳導(dǎo)性比非隔熱鋁合金型材門窗降低40～70%。
隔熱型材的生產(chǎn)方式主要有兩種：一種是采用隔熱條材料與鋁型材，通過機械開齒、穿條、滾壓等工序形成“隔熱橋”，稱為隔熱型材“穿條式”；另一種是把隔熱材料澆注入鋁合金型材的隔熱腔體內(nèi)，經(jīng)過固化，去除斷橋金屬等工序形成“隔熱橋”，稱為“澆注式”隔熱型材。隔熱型材的內(nèi)外兩面，可以是不同斷面的型材，也可以是不同表面處理方式的不同顏色型材。但受地域，氣候的影響，避免因隔熱材料和鋁型材的線膨脹系數(shù)的差距很大，在熱脹冷縮時二者之間產(chǎn)生較大應(yīng)力和間隙；同時隔熱材料和鋁型材組合成一體，在門窗和幕墻結(jié)構(gòu)中，同樣和鋁材一樣受力。因此，要求隔熱材料還必須有與鋁合金型材相接近的抗拉強度、抗彎強度，膨脹系數(shù)和彈性模量，否則就會使隔熱橋遭到斷開和破壞。因此，隔熱材料的選用是非常重要的。
1.1.2節(jié)能型面材：
任何鍍膜玻璃在限制太陽熱輻射透過的同時也會不同程度地限制可見光的透過。在同等透光率的前提下，雙銀、三銀Low-E玻璃比單銀Low-E玻璃能夠阻擋更多的太陽熱輻射熱能。
幾種鍍膜中空玻璃的太陽光譜透過曲線如下圖所示：
從圖中可看出， 在可見光（0.38－0.78微米）透過率基本相同的情況下， 幾種鍍膜玻璃的紅外線（0.78－2.5微米）透過率差異明顯。陽光控制鍍膜玻璃的紅外線透過率仍很高，單銀Low－E玻璃顯著降低，而雙銀Low－E更低，三銀Low－E最低。 同時，離線Low－E玻璃的輻射率都在0.15以下，三銀可低至0.03左右，因而傳熱系數(shù)U值很低。以6mm＋12A+6mm結(jié)構(gòu)的中空玻璃為例，未鍍膜的U值約為2.8W/m2.K，鍍Low-E膜的U值約為1.8W/m2.K， 鍍陽光控制膜的U值約為2.5W/m2.K。就節(jié)能性而言，三銀Low－E玻璃 > 雙銀Low－E玻璃> 單銀Low－E玻璃 > 陽光控制鍍膜玻璃 > 普通透明玻璃。
在透光率相同情況下，雙銀、三銀Low-E具有更低的遮陽系數(shù)Sc，能更大限度地將太陽光過濾成冷光源。通過模擬計算能耗所得出的數(shù)值。Low-E中空玻璃隨著銀層的增加，U值和Sc值明顯降低，使用雙銀和三銀Low-E中玻璃時的相對能耗比使用單銀Low-E中空玻璃分別降低了5%和10%。從一些工程的實際計算結(jié)果來看，此相對能耗的估計是準(zhǔn)確的。
1.2 采用先進的節(jié)能工藝及構(gòu)造
采用高性能的材料自然能直接提高幕墻的節(jié)能效果，但同時也增加了幕墻的材料成本，那么是不是只有采用高性能材料一條途徑來節(jié)能呢？答案當(dāng)然不是，我們還可以通過采用一些新工藝及科學(xué)的構(gòu)造來實現(xiàn)。例如：
1.2.1提高幕墻的氣密性
幕墻的氣密性是與幕墻的節(jié)能密切相關(guān)的一項物理指標(biāo)，舉例來說，假如一幅幕墻為開放式的，那么這幅幕墻也就失去了節(jié)能效果，也就是說，幕墻的氣密性能越高，那么它與外界的熱交換也就越少，它的節(jié)能效果也就越好。
1.2.2采用遮陽條或遮陽百頁
在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽系統(tǒng)，可以最大限度減少陽光的直接照射，從而避免室內(nèi)過熱，是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。
設(shè)置遮陽后，會產(chǎn)生以下的作用及效果：
1) 遮陽對太陽輻射的作用。外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能受許多因素的影響，其中影響最大的指標(biāo)就是遮陽系數(shù)。一般來說，遮陽系數(shù)受到材料本身特性和環(huán)境的控制。遮陽系數(shù)就是透過有遮陽措施的圍護結(jié)構(gòu)和沒有遮陽措施的圍護結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量的比值。遮陽系數(shù)愈小，透過外圍護結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量愈小，防熱效果愈好。在廣州地區(qū)進行實測得到的各主要朝向窗口的遮陽系數(shù)分別為：西向17%，南向45%，北向60%。由此可見，遮陽對遮擋太陽輻射熱的效果是相當(dāng)大的，玻璃幕墻建筑設(shè)置遮陽措施更是效果明顯。
2) 遮陽對室內(nèi)溫度作用。遮陽防止室內(nèi)溫度上升有明顯作用，在廣州某西向房間試驗觀測表明：在閉窗的情況下，有、無遮陽，室溫最大差值達2℃,平均差值1.4℃。而且有遮陽時，房間溫度波幅值較小，室溫出現(xiàn)最大值的時間延遲，室內(nèi)溫度場均勻。因此，遮陽對空調(diào)房間可減少冷負(fù)荷，所以對空調(diào)建筑來說，遮陽更是節(jié)約電能的主要措施之一。
3) 遮陽對采光的作用。從天然采光的觀點來看，遮陽措施會阻擋直射陽光，防止眩光，使室內(nèi)照度分布比較均勻，有助于視覺的正常工作。對周圍環(huán)境來說，遮陽可分散玻璃幕墻的玻璃（尤其是鍍膜玻璃）的反射光，避免了大面積玻璃反光造成光污染。但是，由于遮陽措施有擋光作用，從而會降低室內(nèi)照度，在陰雨天更為不利。因此，在遮陽系統(tǒng)設(shè)計時要有充分的考慮，盡量滿足室內(nèi)天然采光的要求。
4) 遮陽對建筑外觀的作用。一般人都認(rèn)為玻璃幕墻設(shè)計只能平板化，無法設(shè)計外遮陽等遮陽設(shè)施，但是由國外的許多案例我們可以發(fā)現(xiàn)金屬玻璃幕墻能以輕巧的金屬板設(shè)計成優(yōu)美的遮陽形式并成為建筑造型有趣的一部份。遮陽系統(tǒng)在玻璃幕墻外觀的玻璃墻體上形成光影效果，體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑藝術(shù)美學(xué)效果。因此，在歐洲建筑界，已經(jīng)把外遮陽系統(tǒng)作為一種活躍的立面元素，加以利用，甚至稱之為雙層立面形式。一層是建筑物本身的立面，另一層則是動態(tài)的遮陽狀態(tài)的立面形式。這種具有“動感”的建筑物形象不是因為建筑立面的時尚需要，而是現(xiàn)代技術(shù)解決人類對建筑節(jié)能和享受自然需求而產(chǎn)生的一種新的現(xiàn)代建筑形態(tài)。
5) 遮陽對房間通風(fēng)的影響。遮陽設(shè)施對房間通風(fēng)有一定的阻擋作用，在開啟窗通風(fēng)的情況下，室內(nèi)的風(fēng)速會減弱22-47%，具體視遮陽設(shè)施的構(gòu)造情況而定。而對玻璃表面上升的熱空氣有阻擋作用，不利散熱，因此在遮陽的構(gòu)造設(shè)計時應(yīng)加以注意。
1.2.3采用雙層幕墻
雙層通道幕墻是雙層結(jié)構(gòu)的新型幕墻，外層幕墻通常采用點支式玻璃幕墻、明框玻璃幕墻或隱框玻璃幕墻，內(nèi)層幕墻通常采用明框玻璃幕墻、隱框玻璃幕墻或鋁合金門窗，為增加幕墻的通透性，也有內(nèi)外層幕墻都采用點支式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的。在內(nèi)外層幕墻之間，有一個寬度通常為幾百毫米的通道，在通道的上下部位分別有出氣口和進氣口，空氣可從下部的進氣口進入通道，從上部的出氣口排出通道，形成空氣在通道內(nèi)自下而上的流動，同時將通道內(nèi)的熱量帶出通道，所以雙層通道幕墻也稱熱通道幕墻。
雙層通道幕墻的應(yīng)用在我國剛剛興起，對其特殊的功能如溫室效應(yīng)認(rèn)識還很局限，下面對此進行剖析。
顧名思義，“溫室效應(yīng)”即是雙層通道幕墻能形成熱屏蔽，冬季能阻止室內(nèi)的熱量流向室外，夏季能阻止室外的熱量流向室內(nèi)，使得室內(nèi)處于較恒定的熱環(huán)境中。
雙層通道幕墻的溫室效應(yīng)共有三種表現(xiàn)形式：
其一是在炎熱的夏季，雙層通道幕墻中通道里的進氣口和出氣口全部打開，由于煙窗效應(yīng)，空氣將在通道中自下而上的運行，在空氣運行過程中，將通道內(nèi)的熱量帶出通道，使得內(nèi)層幕墻處于較低的溫度環(huán)境中，阻止了熱量由室外流向室內(nèi)，這是雙層通道幕墻溫室效應(yīng)的表現(xiàn)形式之一。
其二是在寒冷的冬季，雙層通道幕墻中通道里的進氣口和出氣口全部關(guān)閉，使得通道中的空氣靜止，在陽光的照射下，通道中的空氣將有較大的溫升，使得內(nèi)層幕墻處于較高的溫度環(huán)境中，阻止了熱量由室內(nèi)流向室外，這是雙層通道幕墻溫室效應(yīng)的表現(xiàn)形式之二。
這兩種溫室效應(yīng)都是動態(tài)的、隨機的、只能定性描述，目前還無法定量計算。
其三是雙層通道幕墻的傳熱系數(shù)比單層通道幕墻的傳熱系數(shù)降低很多，阻止了室內(nèi)外環(huán)境熱量的交流，這是雙層通道幕墻溫室效應(yīng)的表現(xiàn)形式之三。
雙層通道幕墻的傳熱系數(shù)是可以定量計算的。
2、結(jié)束語
幕墻是實現(xiàn)建筑外觀、建筑功能以及建筑效能的直接載體，幕墻設(shè)計是幕墻實施的基礎(chǔ)。建筑設(shè)計的發(fā)展與幕墻技術(shù)的創(chuàng)新是相輔相成的，正確地認(rèn)識和把握幕墻設(shè)計，在現(xiàn)代建筑設(shè)計快速發(fā)展的今天具有更加深遠的意義。
參考文獻
[1]尹若晶．領(lǐng)略綠色節(jié)能型幕墻的技術(shù)發(fā)展[J]．2012(8)．
