新型節(jié)能玻璃幕墻施工新技術(shù)應(yīng)用探討

【摘 要】傳統(tǒng)玻璃幕墻存在能耗大、光污染等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到限制，大力推廣應(yīng)用新型節(jié)能幕墻，如雙層呼吸式幕墻、智能幕墻，光電幕墻是時代發(fā)展的潮流。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能；雙層呼吸式幕墻；智能幕墻；光電幕墻

一、玻璃幕墻的發(fā)展概況及存在的問題

玻璃幕墻是當(dāng)代的一種新型墻體，它賦予建筑的最大特點(diǎn)是將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機(jī)地統(tǒng)一起來，建筑物從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態(tài)的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏偉華麗的玻璃幕墻建筑，如紐約世界貿(mào)易中心、芝加哥石油大廈、西爾斯大廈都采用了玻璃幕墻。

玻璃幕墻大約于上世紀(jì)80年代傳入我國，在深圳、廣州、北京、上海等大中城市得到大量應(yīng)用，據(jù)了解，目前我國已經(jīng)建成的各式建筑幕墻工程已有6000多萬平方米，從北京到經(jīng)濟(jì)特區(qū)，從上海等東部沿海大中城市到西部新興城市，隨處可見新型建筑幕墻裝點(diǎn)著秀麗的城市大街。建筑幕墻已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑文化、建筑個性化、建筑藝術(shù)、建筑新科學(xué)的重要標(biāo)志。

建筑幕墻產(chǎn)品在我國經(jīng)過20多年的發(fā)展壯大取得了長遠(yuǎn)的進(jìn)步，技術(shù)得到了發(fā)展，形成了具有中國特色的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系。

但我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識到玻璃幕墻也存在著一些局限性，例如光污染、能耗較大，易被污染等問題。光污染容易造成交通事故，影響周邊居民的正常生活，影響行人視力。能耗較大造成大量能源消耗。玻璃幕墻很容易被污染，尤其在大氣含塵量較多、空氣污染嚴(yán)重、干旱少雨的北方地區(qū)，玻璃幕墻更易蒙塵納垢。

研究解決光污染，注重節(jié)能環(huán)保以及新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，應(yīng)該是我國今后幕墻玻璃的發(fā)展大方向。

二、玻璃幕墻施工新技術(shù)

根據(jù)原單層幕墻的缺點(diǎn)，經(jīng)過廣大科技人員的努力，已開發(fā)出新型節(jié)能、無光污染、隔音效果好的幕墻，如雙層呼吸式幕墻，智能幕墻、光電幕墻等。淘汰落后的技術(shù)和產(chǎn)品，提高各類幕墻工程的質(zhì)量水平，是幕墻工程施工的發(fā)展新潮流。

（一）雙層呼吸式幕墻

呼吸式幕墻，它由內(nèi)、外兩道幕墻組成，內(nèi)外幕墻之間形成一個相對封閉的空間，空氣可以從下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，又從上部排風(fēng)口離開這一空間，這一空間經(jīng)常處于空氣流動狀態(tài)，熱量在這一空間流動。

1、呼吸式幕墻的原理與分類

呼吸式幕墻由內(nèi)外兩層玻璃幕墻組成，與傳統(tǒng)幕墻相比，它的最大特點(diǎn)是由內(nèi)外兩層幕墻之間形成一個通風(fēng)換氣層，由于此換氣層中空氣的流通或循環(huán)的作用，使內(nèi)層幕墻的溫度接近室內(nèi)溫度，減少溫差因而它比傳統(tǒng)的幕墻采暖時節(jié)約能源42%-52%；制冷時節(jié)約能源38%-60%。另外由于雙層幕墻的使用，整個幕墻的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墻根據(jù)通風(fēng)層的結(jié)構(gòu)的不同可分為“封閉式內(nèi)循環(huán)體系”和“敞開式外循環(huán)體系”兩種。

1）封閉式內(nèi)循環(huán)體系呼吸式幕墻

封閉式內(nèi)循環(huán)體系呼吸式幕墻，一般在冬季較為寒冷的地區(qū)使用，其外層原則上是完全封閉的，一般由斷熱型村中空玻璃組成外層玻璃幕墻，其內(nèi)層一般為單層玻璃組成的玻璃幕墻式可開啟窗，以便對外層幕墻進(jìn)行清洗。兩層幕墻之間的通風(fēng)換氣層一般為100-200mm。通風(fēng)換氣層與吊頂部位設(shè)置的暖通系統(tǒng)抽風(fēng)管相連，形成自下而上的強(qiáng)制性空氣循環(huán)，室內(nèi)空氣通過內(nèi)層玻璃下部的通風(fēng)口進(jìn)入換氣層，使內(nèi)側(cè)幕墻玻璃溫度達(dá)到式接近室內(nèi)溫度，從而形成優(yōu)越的溫度條件，達(dá)到節(jié)能效果。在通道內(nèi)設(shè)置可調(diào)控的百葉窗式垂簾，可有效地調(diào)節(jié)日照遮陽，為室內(nèi)創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境。其節(jié)能效果較傳統(tǒng)單層幕墻相比達(dá)50%以上。

2）敞開式外循環(huán)體系呼吸式幕墻

敞開式外循環(huán)體系呼吸式幕墻與“封閉式呼吸式幕墻”相反，其外層是單層玻璃與非斷熱型村組成的玻璃幕墻，內(nèi)層是由中空玻璃與斷熱型村組成的幕墻。內(nèi)外兩層幕墻形成的通風(fēng)換氣層的兩端裝有進(jìn)風(fēng)和排氣裝置，通道內(nèi)也可設(shè)置百頁等遮陽裝置。冬季時，關(guān)閉通風(fēng)層兩羰的進(jìn)、排風(fēng)口，換氣層中的空氣在陽光的照射下溫度升高，形成一個溫室，有效地提高了內(nèi)層玻璃的溫度，減少建筑物的采暖費(fèi)用。夏季時，打開換氣層的進(jìn)、排風(fēng)口，在陽光的照射下?lián)Q氣層空氣溫度升高自然上浮，形成自下而上的空氣流，由于煙囪效應(yīng)帶走通道內(nèi)的熱量，降低內(nèi)層玻璃表面的溫度，減少制冷費(fèi)用。另外，通過對進(jìn)、排風(fēng)口的控制以及對內(nèi)層幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計，達(dá)到由通風(fēng)層向室內(nèi)輸新鮮空氣的目的，從而優(yōu)化建筑物通風(fēng)質(zhì)量。

可見“敞開式外循環(huán)體系呼吸式幕墻”不僅具有“封閉內(nèi)循環(huán)式體系”呼吸式幕墻在遮陽、隔音等方面的優(yōu)點(diǎn)，在舒適節(jié)能方面更為突出，提供了高層、超高層建筑自然通風(fēng)的可能，從而最大限度地滿足了使用者生理與心理上的要求。

（二）呼吸式幕墻的發(fā)展-智能幕墻

智能幕墻是呼吸式幕墻的延伸，是將呼吸式幕墻與電子計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合在一起發(fā)展起來的，是智能化建筑的基礎(chǔ)上將建筑配套技術(shù)（暖、熱、光、電）的適度控制，在幕墻材料、太陽能的有效利用方面進(jìn)行力改進(jìn)，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣、溫度和光線，從而節(jié)省了建筑物使用過程的能源，降低了生產(chǎn)和建筑物使用過程的費(fèi)用。它包括以下幾個部分：呼吸式幕墻、通風(fēng)系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)等。

智能幕墻的關(guān)鍵在智能控制系統(tǒng)，這種智能化控制系統(tǒng)是一套較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是從功能要求到控制模式、從信息采集到執(zhí)行指令傳動機(jī)構(gòu)的全過程控制系統(tǒng)。它涉及氣侯、溫度、濕度、空氣新鮮度、照度的測量，采暖、通風(fēng)空調(diào)遮陽等機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)信息采集及控制，電力系統(tǒng)的配置及控制，樓宇計算機(jī)控制等多方面因素。

（三）光電幕墻

光電幕墻，即用特殊的樹脂將太陽電池粘貼在玻璃上，鑲嵌于兩片片玻璃之間，通過電池可將光能轉(zhuǎn)化成電能，這就是-太陽能光電幕墻。它是用光電池、光電板技術(shù)，把太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，它關(guān)鍵的技術(shù)是太陽能光電池技術(shù)。太陽能光電池是利用太陽光的光子能量，使得被照射的電解液或者半導(dǎo)體材料的電子移動，從而產(chǎn)主電壓，這稱為光電效應(yīng)。

太陽能光電幕墻集合了光伏發(fā)電技術(shù)和幕墻技術(shù)，是一種高科技工產(chǎn)品，集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一身的新型建材，特別是太陽能電池發(fā)電不會排放二氧化碳或產(chǎn)生對溫室效應(yīng)有害的氣缽，也無噪聲，是一種凈能源，與環(huán)境有很好的相容性。但因價格比較昂貴，光電幕墻現(xiàn)多用于標(biāo)志性的屋頂和外墻。充分體現(xiàn)了建筑的智能化與人性化特點(diǎn)，代表著國際上建筑光伏一體化技術(shù)的最新發(fā)展方向。

工作原理

設(shè)計光電幕墻需考慮電池、模板、導(dǎo)線和變壓器各個因素，各電池組成模板，各模板組成小分格，并通過導(dǎo)線連接，所有導(dǎo)線又組成一個PV變壓器。一個PV變壓器是一個封閉的幕墻部分，每套光電設(shè)備可由一個或多個變壓器組成。每套光電設(shè)備都先產(chǎn)生直流電，再由直流電轉(zhuǎn)變成交流電，并由電網(wǎng)傳輸，逆整流器再將230V-400V的電壓轉(zhuǎn)變成頻率通常為50HZ的電能。

晶體電池通過導(dǎo)線相互連通，并被接在大表面的模板上，這些電池被嵌入堅硬的樹脂玻璃中，導(dǎo)線可接在模板背面或玻璃邊