淺析節(jié)能改造建筑外立面(窗)設計的要點

劉亞男

摘要：本文通過對影響建筑外立面設計方面（門窗）進行簡要分析。

關鍵詞：建筑；窗；外立面；設計；

中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A 文章編號：

對于窗的保溫節(jié)能效果要從熱力學熱傳導的三個要素：即熱量交換、熱的對流、傳導輻射來分析探討。對流是在門窗空隙間熱冷氣流的循環(huán)流動，導致氣體產(chǎn)生對流帶動熱量交換，熱冷空氣的循環(huán)對流造成熱量的損失。熱傳導則是由材料自身分子的活動傳導熱量?，F(xiàn)實建筑中，不論什么材料做成的窗，對熱交換如能有效的阻斷和控制，應該是節(jié)能窗的最基本要求。

建筑外立面設計方案

1.1文化設計策略

隨著城市化進程的快速發(fā)展，城市建筑密度越來越大。優(yōu)雅、端莊、平和的色彩成為人們推崇的主調(diào)色。因此在對建筑外立面色彩進行設計時，為了避免明度過高或太低，純度過高引起的庸俗混亂或者壓抑沉悶的建筑視覺感受，含灰色調(diào)是比較好的選擇。如果建筑外立面使用色彩過多，容易引起色彩混亂。通常情況下，建筑單體色彩應控制在三個顏色以內(nèi)，且要注意顏色對比太強的配比最好不要用。因為對比越強的色彩組合，給人感覺生硬、刺激，而對比度較小的低純度或中明度看起來比較優(yōu)雅、自然。對于體量較大，高度較高的建筑物，為了讓建筑物顯得氣派和莊重，在外立面設計時用最好選用灰色等低純度和中明度的顏色。

建筑外立面設計要點

讓人產(chǎn)生認同感、歸屬感，使人們在精神上和情感上引起共鳴是外立面設計成功的典范。在設計外立面過程中，為了能夠體現(xiàn)地域性特征，文脈性、時代精神，實現(xiàn)立面建設文化的可持續(xù)發(fā)展。更換墻體飾面材料、外包立面、建筑立面完全更換是進行建筑外立面文化設計的主要內(nèi)容和改造對象。

在原有外立面洞口設置、墻體保持不變的情況下，用材料對墻體進行改造。這種方式是通過對飾面材料進行重新組合，通過調(diào)整建筑尺度、比例等改變建筑立面的視覺形象。工期短、造價低、且保持建筑表皮與內(nèi)部空間之間的關系，對大部分建筑都比較實用。

一：在選擇立面材料時，應注意新舊材料的協(xié)調(diào)性。因為在外立面設計改造時，在堅持可持續(xù)觀念上，對材料進行循環(huán)使用還能調(diào)解新立面與舊建筑之間的關系，如果舊材料數(shù)量不足，則需要新材料補救，因此，協(xié)調(diào)好新舊部分的關系十分重要。目前常采用的窗框材料主要以鋼質(zhì)、木質(zhì)、鋁合金和塑料為主，其中用量較大密封熱阻值好的首選應是塑料窗。北方地區(qū)由于冬季寒冷時間長，建筑外窗多采用了塑鋼窗。但存在的現(xiàn)實問題是塑鋼窗的制作質(zhì)量良莠不齊，主要原因是小作坊加工制作并非是正規(guī)廠家生產(chǎn)，涉及價格問題的因素多。主要是框的鋼襯材料規(guī)格偏小、數(shù)量不夠，使塑鋼窗的剛度大大降低，其耐久性能和節(jié)能效果達不到預期效果。

二：由于每個建筑的外觀形態(tài)各有差異，且由于時代不同建筑的尺度也不同，在對外立面設計改造時，為了實現(xiàn)尺度劃分的延續(xù)性、相似性，建筑外立面設計 者應根據(jù)建筑對立面尺度的劃分原則，運用材料、裝飾、色彩等手段進行規(guī)劃。

三：門窗、遮陽板、雨棚是裝飾構件的主要功能性構件。在進行外立面設計改造時，應將建筑地區(qū)的特有裝飾標志合理運用到新立面中，實現(xiàn)文化的可持續(xù)發(fā)展。直接運用、變化運用以及易位運用是裝飾構件的主要應用方式。建筑外窗常用的形式：

1.平開窗 ：在平開窗的窗框和窗扇一般都有較好的密封壓條處理，在窗扇關閉后密封條在縫內(nèi)被壓的很緊，幾乎沒有空氣可滲透的通道。平開窗熱量滲透流失的部位主要是玻璃、窗框和窗扇的材料，而扇框材料的熱傳導遠比不上對流形成的熱損失。

2.推拉窗 ：拉窗是在窗框槽內(nèi)左右滑動開啟，扇上部形槽內(nèi)有較大空間，槽下有滑輪空隙，窗扇上下形成實際的對流交換條件。冷熱空氣的對流交換形成較大的熱傳導，而這種熱傳導損失大小和速度，是同窗扇上下空間形成正比例。

3.固定窗 ：固定窗的玻璃和窗框是熱傳導的主要部位，在玻璃表面采取有效措施是可以解決熱損失，提高節(jié)能效果的；同時在結(jié)構上看固定窗是節(jié)能效果較好的窗型。為達到通風換氣的需要，在固定窗上開洞安裝小上翻或下翻窗扇，或安裝一小平開窗扇，專門為通風換氣用，處理好小框周圍的密封性能。

3、技術設計改造

由于建筑外立面與外界自然環(huán)境相接觸，受各方面影響，隨著時間的推移功能逐漸下降，為了讓其保持安全、美觀、節(jié)能的多重環(huán)保效果，應采取有效措施及時處理。在建筑外立面設計時，首先要處理好環(huán)境與建筑之間的和諧原則，如果處理不當在周圍環(huán)境中建筑物就會顯得十分突兀；同時外立面設計還能對建筑主體起到保護作用。當前來看，我國關于建筑外立面設計技術在裝飾材料選擇、裝飾效果等在一定程度上影響著節(jié)能效果的運行。同時，節(jié)能效果的好壞也對建筑的使用效果和使用功能造成影響。對墻體、屋面、外窗進行合理的保溫設計，不僅能美化建筑外立面，同時也起到節(jié)能的效果。

3．1外墻保溫設計

在民用建筑和工業(yè)建筑工程中，廣泛運用到外墻外保溫技術。采用這種方案，可以對整個建筑主體起到保護作用。由于氣候原因在一些溫差較大的季節(jié)，建筑物內(nèi)外溫差常常較大,采用此方案，可以有效調(diào)節(jié)建筑內(nèi)外溫差，防止結(jié)構變形產(chǎn)生不同程度的應力。

3.2外窗設計要素

窗是整個建筑外立面設計的重要因素之一，也是建筑物外觀形象的重要組成部分。目前需要解決的問題是怎樣在保持建筑時尚的外觀形象基礎上，不會增加建筑工程的能源消耗。采用LOW-E 玻璃在建筑幕墻中，既可以有效降低建筑耗能，又能確保建筑立面效果。

1.控制不同期向的窗面積 ：現(xiàn)在建筑的設計普遍追求大開窗的現(xiàn)實，落地窗、外飄窗幾乎成為時尚外窗的留置形式。在廣大北方地區(qū)冬季保溫節(jié)能而言，減小開窗面積應該是節(jié)能的最好方式。從節(jié)能上看窗墻面積比值越小越好，但其值過小又會影響到室內(nèi)的采光，也存在利用太陽能使室內(nèi)舒適度降低。

2.正確選擇節(jié)能玻璃 ：根據(jù)建筑特點和自然環(huán)境條件，合理選擇采用節(jié)能玻璃是設計必須重視的問題，使玻璃的熱工性能得到更好的發(fā)揮。有相當部分的建筑物節(jié)能玻璃的使用沒有發(fā)揮其應有作用，如熱反射玻璃的節(jié)能作用體現(xiàn)在阻擋太陽能進入室內(nèi)，可以降低自調(diào)制冷負荷，在冬季或日照量偏少的地區(qū)反而會增加取暖的負荷。

3.合理選擇窗形式 ：從建筑節(jié)能角度，建筑外窗宜采用平開窗和內(nèi)平開下懸窗。因外開窗不宜清洗玻璃，尤其是高層建筑。而內(nèi)平開窗，不太受用戶歡迎。一是因為內(nèi)平開窗在開啟時占用室內(nèi)空間；二是以前內(nèi)平開窗的水密性能不好。但隨著門窗制造質(zhì)量以及各配件質(zhì)量的提高，良好的內(nèi)平開窗已經(jīng)具備非常好的水密性能。為方便人們對窗戶的清潔和維護，開啟關閉窗戶，既不占用建筑物室內(nèi)的空間又能保持長時間的開啟通風，應選擇內(nèi)平開下懸窗。

4、結(jié)語

在對建筑外立面可持續(xù)改造中，應充分結(jié)合人與自然，人與社會的關系，實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展。門窗這一臉面工程——建筑的眼睛，人們就更加挑剔，更加追求其美觀、節(jié)能、實用。怎樣發(fā)揮窗的優(yōu)勢，將隔熱保溫環(huán)保融為一體，期望新的門窗開發(fā)應用，使人們的居住環(huán)境更美好。

參考文獻：

[1]張雪松，太陽能光電板在可持續(xù)建筑立面整合設計中的美學表達[J].建筑技術及設計,2009(3).

[2]李梓郁,淺談建筑設計和節(jié)能技術[J].城市建設理論研究（電子版）, 2011(34).

[3]中國建筑科學研究院.建筑實用手冊[M].北京：中國建工出版社.2001

[4]柏麗,淺析民用建筑節(jié)能與建筑外立面設計關系[J].城市建設理論研（電子版）,2011(14).