領(lǐng)略綠色節(jié)能型幕墻的技術(shù)發(fā)展

煙臺市芝罘區(qū)住房和建設(shè)局 ■ 尹若晶

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也處于鼎盛階段。據(jù)相關(guān)資料顯示，我國每年建成的房屋面積接近20億m2，其中97%以上的新建房屋屬于高能耗建筑。由于建筑生產(chǎn)和建筑物運行過程中產(chǎn)生的能耗占全國商品總能耗的20%～30%，是相同氣候發(fā)達(dá)國家的2～3倍。經(jīng)濟的發(fā)展給人類創(chuàng)造財富的同時，也給人類居住的生態(tài)環(huán)境帶來更多的負(fù)面影響，所以，發(fā)展綠色建筑將成為建筑業(yè)未來發(fā)展的主題。

從建筑范疇細(xì)看，玻璃幕墻由于自身結(jié)構(gòu)特征優(yōu)勢而成為現(xiàn)代建筑的象征，在國內(nèi)外的高層建筑中被廣泛使用。但這種新型結(jié)構(gòu)在其使用過程中卻給人類帶來光污染和溫室效應(yīng)，且具有相當(dāng)高的能耗。據(jù)統(tǒng)計，由建筑門窗幕墻產(chǎn)生的耗能占建筑能耗的40%～50%。這個數(shù)字令人深思，采用綠色新型節(jié)能型門窗幕墻，是我國能源形勢的客觀要求，也是建材市場發(fā)展的必然趨勢。

傳統(tǒng)意義上的建筑幕墻是由金屬結(jié)構(gòu)與板材組成，相對主體結(jié)構(gòu)有一定的位移能力，或自身可承擔(dān)相應(yīng)程度的變形，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載與作用的建筑外圍維護(hù)結(jié)構(gòu)。綠色環(huán)保節(jié)能幕墻，顧名思義就是在傳統(tǒng)的幕墻制作和施工工藝上添加了節(jié)能降耗、減少污染的綠色設(shè)計理念。

一 光電幕墻

光電幕墻是一種高科技幕墻產(chǎn)品。這種類型的幕墻是將太陽電池鑲嵌于兩片玻璃之間或選用特殊的樹脂將其粘貼在玻璃面上，通過電池與太陽的光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化成電能，供建筑物正常使用。光電幕墻的特點是充分將光電效應(yīng)和傳統(tǒng)的幕墻技術(shù)相結(jié)合，在使用過程中不會產(chǎn)生任何有害的氣體，轉(zhuǎn)化電能的過程中也是安靜無噪音，非常環(huán)保，與環(huán)境有很好的相容性。

追溯光電幕墻的發(fā)展，在上世紀(jì)90年代，能源的減少導(dǎo)致發(fā)電成本提高以及人類對環(huán)境保護(hù)日益重視，推廣了太陽能屋頂計劃，并提出了“建筑物產(chǎn)生能源”的新概念，由此推動了光電技術(shù)的大規(guī)模開發(fā)與應(yīng)用。

1991年慕尼黑最大的建筑行業(yè)展覽會上，德國的旭格公司首先展出了光電幕墻。我國成功的典型建筑是廣州新電視塔，該塔為世界第一高塔，總高610m，其頂部大面積采用了光電幕墻。

然而這種獨特的幕墻技術(shù)也有缺點。太陽電池的價格昂貴，且轉(zhuǎn)換效率較低，只接受陽光的直射，陰天時作用不大，效率幾乎達(dá)不到2%。使用范圍較局限、利用率相對較低并且不經(jīng)濟， 是光電幕墻不能推廣的重要原因。

二 雙層動態(tài)節(jié)能幕墻

雙層動態(tài)節(jié)能幕墻從名稱上看，具有雙層和動態(tài)兩個特征。這種幕墻分為外層、內(nèi)層、進(jìn)風(fēng)、出風(fēng)和遮陽五部分。其內(nèi)外層門窗互補作用，在內(nèi)層設(shè)置可正常開關(guān)的門窗，而外層門窗則起遮蔽風(fēng)雨的作用，內(nèi)外層之間還設(shè)置熱通道，保證進(jìn)出風(fēng)的通暢。雙層的設(shè)計比普通單層玻璃采暖時可節(jié)約能源42%～52%。

在雙層的設(shè)計上還加入了動態(tài)、人性化的部分。其充分運用煙囪效應(yīng)和動氣熱壓原理，把室內(nèi)污濁的空氣排到室外，再讓新鮮的空氣進(jìn)入室內(nèi)，轉(zhuǎn)化空氣的過程中還能有效防止室外灰塵進(jìn)入室內(nèi)，并且使用者可根據(jù)需要自行調(diào)整光線的角度變化。

雙層玻璃幕墻具有一定的防火安全隱患，我國針對這一缺陷已經(jīng)開發(fā)研制了防火雙層動態(tài)玻璃幕墻。目前我國首個防火玻璃幕墻單位已經(jīng)誕生。上海中心大廈的玻璃幕墻項目不僅采用雙層動態(tài)結(jié)構(gòu)，還是我國第一個防火玻璃幕墻技術(shù)應(yīng)用的典型實例。它的成功不僅推動綠色節(jié)能建筑的設(shè)計理念，也為我國即將出臺的新版《建筑防火設(shè)計規(guī)范》做好了技術(shù)鋪墊。

三 生態(tài)幕墻

在2006年6月1日施行的《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中，綠色建筑第一次被明確定義，生態(tài)幕墻也隨之產(chǎn)生。這種從意義上命名的幕墻可根據(jù)建筑物的使用功能或使用要求改變生態(tài)環(huán)境。這種改變不僅提高了人類居住的舒適度，還宜于環(huán)境的生態(tài)發(fā)展。

其主要的設(shè)計理念是在建筑與周圍生態(tài)環(huán)境之間，建立的一個緩沖區(qū)域，這樣設(shè)計的目的在一定程度防止了各種極端氣候?qū)κ覂?nèi)影響，強化各種微觀氣候調(diào)節(jié)的效果。其幕墻內(nèi)部工作原理類同于雙層幕墻，更著重添加了生態(tài)的特征。

例如，2008年北京奧運會射擊館就采用了生態(tài)雙層呼吸幕墻。其內(nèi)層結(jié)構(gòu)采用隔熱鋁合金中空玻璃幕墻，外層結(jié)構(gòu)采用單玻點支式玻璃幕墻，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口處外掛熱轉(zhuǎn)印木紋裝飾百葉(雙層幕墻專用百葉)。這類百葉是實現(xiàn)雙層換氣的重要組成部分，還具有遮陽與透光控制、抗紫外線輻射、吸收音率等方面的功能。

四 節(jié)能玻璃

目前海內(nèi)外使用范圍最廣的一種節(jié)能幕墻玻璃是中空玻璃。一般這種玻璃中空部分灌充氪、氬或空氣，為滿足玻璃體的導(dǎo)熱系數(shù)控制在一定范圍內(nèi)，鋁框內(nèi)放有一定量的干燥劑，通過鋁框上面的縫隙使玻璃中空內(nèi)氣體長期保持干燥。

上海市委黨校二期教學(xué)樓建設(shè)項目，是上海市科學(xué)技術(shù)委員會“創(chuàng)新行動計劃”中節(jié)能減排科技支撐項目，該項目建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)幕墻玻璃均采用6Low-e+12A+6中空玻璃，很好地降低了輻射，減少了透光，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的效果。

另一種表面涂鍍一層或多層金屬、合金或金屬化合物薄膜，并經(jīng)強化處理，在玻璃表面上形成一個壓應(yīng)力層的玻璃，業(yè)內(nèi)稱之為鍍膜鋼化玻璃。這類玻璃抗壓能力強于普通玻璃，對太陽光譜內(nèi)的波段有選擇性的透過和反射，可提高采光特效，節(jié)約能源。超白玻璃就屬于鍍膜鋼化玻璃的一種。

2012年4月，在吳江召開的“建筑玻璃安全性與節(jié)能性高峰論壇”上，專家圍繞《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》修訂要點討論證實，超白玻璃是400mm以上超限高層建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)玻璃幕墻面板的最佳選擇。超白鋼化玻璃，結(jié)合了最先進(jìn)的雙銀和三銀低幅度鍍膜技術(shù)，大大提高了幕墻玻璃的安全度和節(jié)能效果。

五 建筑窗膜

建筑玻璃窗貼膜也不失是玻璃幕墻領(lǐng)域中一種較好的節(jié)能方式。玻璃窗膜是一種多層的功能化聚酯復(fù)合薄膜材料，具有隔熱、節(jié)能、防爆、防紫外線的功能。在既有建筑透明玻璃幕墻上裝貼不透光的窗膜，既簡易安全又經(jīng)濟環(huán)保。在選擇上，要選用采光良好、舒適度適宜且隔熱性能高的合格窗膜。一般來說，應(yīng)保證透光率在20%以上、遮陽系數(shù)在0.3～0.5之間。

如2010年煙臺的中銀大廈，在原觀光電梯外加建玻璃幕墻項目中，就采用了外窗內(nèi)表面加貼窗膜的技術(shù)。

六 綠化式的玻璃幕墻

傳統(tǒng)的理解，總是將水平垂直綠化和玻璃幕墻視為一個對立面。綠色的玻璃幕墻技術(shù)還講求將這兩種對立的理念結(jié)合運用。豎直幕墻綠化是將綠色植物與幕墻的鋼架有效結(jié)合起來，加寬玻璃塊間的豎直位置，在加寬的這段區(qū)域內(nèi)，) 種植垂直生長的綠色植物，并且這段區(qū)域可自然收集一定量的水分，供給植物吸收生長。鋼架的內(nèi)層則安裝新式的百葉窗，可起一定的遮蔽作用。內(nèi)外相結(jié)合即生態(tài)又環(huán)保。

在2010年世博會中，世博文化中心的坡面采用了這種豎直幕墻綠化的形式。獨特的技術(shù)，耳目一新的視覺體驗，讓國內(nèi)外游客印象深刻。

還有一種綠化方式則是采用立體水平的形式，即在水平距離上大面積設(shè)置綠化帶。比如在高層建筑安全層的外圍建造綠化區(qū)域，同時開放好透風(fēng)的通風(fēng)口，便于建筑內(nèi)外部空氣流通。

放眼望去，目前中國一線城市的屋頂綠化面積還達(dá)不到3%，在土地資源匱乏的今天，如果將屋頂?shù)目罩谢▓@多引入到普通住宅中，是否可理解為擴大了土地的綠化面積？我想這未必不是一個可試之舉。

環(huán)保節(jié)能是社會不變的主題，我國于2009年實施的《公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范》要求，全年采暖、空調(diào)、通風(fēng)和照明的總能耗應(yīng)減少65%。因此，環(huán)保節(jié)能的建筑材料必會受到社會的認(rèn)可和市場的青睞。從細(xì)節(jié)上思考，環(huán)保節(jié)能不僅僅局限于產(chǎn)品本身的特性，在產(chǎn)品的取材生產(chǎn)，施工工藝流程以及產(chǎn)品的包裝上，同樣也應(yīng)該注重節(jié)能環(huán)保，采使用可再生、可降解的環(huán)保材料。也只有這樣，才能從根本上走綠色生態(tài)建筑的發(fā)展之路。