綠色節(jié)能技術(shù)在大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張強(qiáng) 王沖

摘要：本文通過分析大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)中綠色節(jié)能的重要性，簡單介紹了幾種玻璃幕墻設(shè)計(jì)系統(tǒng)與新材料的應(yīng)用，為我國大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：綠色節(jié)能技術(shù)；大型公共建筑；玻璃幕墻設(shè)計(jì).

中圖分類號： S210 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、大型公共建筑玻璃幕墻設(shè)計(jì)中綠色節(jié)能的重要性

隨著我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程加快，持續(xù)增長的能源需求量，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的壓力越來越大的就是資源與環(huán)境。而節(jié)約能源資源，能源資源的高效利用和循環(huán)利用急需大力促進(jìn)，要想滿足能源增長，需要開發(fā)利用可再生能源，建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，有效解決農(nóng)村能源問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

通常情況下，工業(yè)建筑和民用建筑兩大類是建筑依照其使用功能和服務(wù)對象的不同而劃分的。廠房和倉庫是工業(yè)建筑，教育用房、科研用房、文化體育場館、居民住宅、商業(yè)用房、服務(wù)業(yè)用房、辦公用房等多個(gè)種類都是民用建筑。住宅除外，公共建筑是其他用于各類公共活動的民用建筑的統(tǒng)稱。由于其室內(nèi)人員、燈光和辦公設(shè)備密度不同規(guī)模的公共建筑，全年的能源消耗總量也不同。根據(jù)建筑節(jié)能的特點(diǎn)，普通公共建筑和大型公共建筑是我國公共建筑的形式。大型公共建筑是指采用集中空調(diào)系統(tǒng)的各類星級酒店、廣播及電視臺、車站機(jī)場和體育場館、醫(yī)院門診及住院大樓、博物館、大中型商場、高級寫字樓、政府辦公大樓、影劇院等建筑面積超過2萬平方米的建筑。

根據(jù)建筑物內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)的不同而有所差別的大型公共建筑所消耗的能源，一般以蒸汽、市政熱水、電、天然氣、煤為主。提供舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境滿足人們的生活和工作，需要通過節(jié)能設(shè)備與建筑部件來實(shí)現(xiàn)，主要包括空調(diào)系統(tǒng)、照明用電系統(tǒng)、辦公用電設(shè)備、墻體、門窗等部件和電梯。由于大型公共建筑設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜、建筑物內(nèi)部環(huán)境、外型多樣等需求高，因此產(chǎn)生了能耗巨大在單位面積中，其單位面積的耗電量是住宅的10-15倍、普通公建的4-6倍，遠(yuǎn)大于住宅與普通公建。近年來，我國城市建設(shè)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)實(shí)力的顯著提高，在我國的建設(shè)量增長迅速的大型公共建筑，所占越來越大的新建建筑總面積比例，其能耗大的問題也越來越突出。普遍較低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、節(jié)能潛力較大是我國大型公共建筑節(jié)能系統(tǒng)現(xiàn)狀。

在大型公共建筑設(shè)計(jì)中采用大面積玻璃幕墻的比例很高，但在追求建筑形式的同時(shí)，遮陽、隔熱、通風(fēng)等節(jié)能措施在絕大多數(shù)玻璃幕墻設(shè)計(jì)中沒有或只是部分考慮，導(dǎo)致建筑內(nèi)部發(fā)熱量大，無法有效利用室外低溫，造成巨大的能源浪費(fèi)的空調(diào)制冷機(jī)仍連月運(yùn)轉(zhuǎn)。在普通玻璃幕墻中雖然存在一些問題，但可以通過技術(shù)、材料等手段解決這些問題。在大型公共建筑特別是高樓大廈中玻璃幕墻的應(yīng)用很普遍，除了能夠滿足建筑荷載、強(qiáng)度的要求，另一個(gè)重要的原因就是通透性和藝術(shù)性。

二、分析玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用及關(guān)鍵設(shè)計(jì)

雙層玻璃幕墻有內(nèi)、外兩層玻璃幕墻組成，外層的玻璃幕墻一般都是采用隱框、明框或點(diǎn)式玻璃幕墻，而內(nèi)層的玻璃幕墻一般都是采用明框幕墻或鋁合金門窗。內(nèi)、外兩層玻璃幕墻之間形成一個(gè)相對封閉的空間、通風(fēng)空間層，空氣從外層的幕墻下部的通風(fēng)口進(jìn)入，然后從上面的排風(fēng)口排出，形成熱量緩沖層，從而對室內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在我國比較寒冷的北方地區(qū)，一般都是對大型公共建筑中的玻璃幕墻進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中內(nèi)、外循環(huán)玻璃幕墻都可以采用，應(yīng)用于冷、熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)慕ㄖ小Ｔ诖笮凸步ㄖ泻侠淼膽?yīng)用雙層玻璃幕墻時(shí)，和一般的建筑耗能相比，能夠達(dá)到50%左右的綠色節(jié)能作用。

（二）呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用

多層次雙層玻璃幕墻的通風(fēng)空間層在水平方向上和多個(gè)方面是相連接的，在豎直方向上可以對多個(gè)樓層進(jìn)行覆蓋，有的時(shí)候多層次雙層玻璃幕墻間的通風(fēng)空間層沒有水平隔也沒有豎向分割，僅僅是通過外層的幕墻在底層和頂層的通風(fēng)口形成通風(fēng)。在寒冷的冬季，將外層的通風(fēng)口關(guān)閉，通過通風(fēng)空間層形成溫室效應(yīng)來保證室內(nèi)的溫度，從而減少對暖氣的使用，達(dá)到節(jié)能的作用，到了夏季，將外層的通風(fēng)口打開，利用煙窗效應(yīng)形成自然的通風(fēng)。這種呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)由于外層玻璃幕墻的開口較少，能夠達(dá)到很好的隔音效果，所以適合在外部噪音比較大的大型公共建筑中。

（三）雙重玻璃幕墻系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)

在適合使用雙重玻璃幕墻的氣候條件和建筑類型的條件下，首先，要分清楚的是內(nèi)外循環(huán)體系對建筑物內(nèi)外玻璃的不同性能要求。一般情況下外循環(huán)玻璃幕墻的內(nèi)層玻璃墻一般都是需要采用保溫性能比較好的玻璃幕墻材料，主要的作用就是達(dá)到冬季保溫、夏季隔熱的效果。而外層幕墻常常采用的是單層的玻璃幕墻，重要的作用就是防護(hù)，保護(hù)玻璃夾層內(nèi)的遮陽裝置不受到外來因素的影響和破壞，同時(shí)設(shè)置在外層立面的開口還能夠起到調(diào)節(jié)夾層通風(fēng)的作用，和外循環(huán)體系相比內(nèi)循環(huán)體系用的內(nèi)層幕墻用的都是一些普通的單層玻璃幕墻，外層幕墻主要是選擇性能較好的幕墻即可。其次，合理的設(shè)計(jì)空氣間層的寬度。如果空間層的寬度較小，或采用很多的樓層串聯(lián)通風(fēng)，這都會使得通風(fēng)效果不明顯，達(dá)不到最終的通風(fēng)效果。對于那些室內(nèi)發(fā)熱量較大的大型公共建筑如果通風(fēng)沒有做好，這很不利于溫度高時(shí)散熱，會延長空調(diào)開放的時(shí)間，增加能耗量。再次，在空氣間層中要適當(dāng)?shù)募尤胝陉柊偃~。如果在空氣間層沒有加入遮陽百葉，這個(gè)時(shí)候整體的遮陽效果根本得不到很大的改善，反而會浪費(fèi)空間。在夾層的中間放置遮陽百葉能夠有效的獲得隔熱和通風(fēng)的效果。

三、新型材料在玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）熱反射鍍膜在玻璃幕墻中的應(yīng)用

熱反射鍍膜玻璃是指具有反射太陽光的鍍膜玻璃，這種玻璃最大的特點(diǎn)就是利用鍍膜透過可見光，而后將起發(fā)熱作用的遠(yuǎn)紅外光反射到室內(nèi)，同時(shí)玻璃材料所吸收到的光熱又能夠被鍍膜隔離，將熱量隔離，盡可能的減少太陽的熱作用。鍍膜對陽光的輻射率可以達(dá)到20%以上甚至達(dá)到40%，具有很強(qiáng)的遮陰效果，使得室內(nèi)的溫度得到了平衡，同時(shí)能夠減少炫目和色散，調(diào)節(jié)室內(nèi)的光線和舒適度，從而降低室內(nèi)空調(diào)的負(fù)荷，減少設(shè)備的投資成本，最終達(dá)到節(jié)約空調(diào)能耗的目的。

（二）低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃

低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃可以稱之為保溫鍍膜玻璃，這種材料的優(yōu)點(diǎn)就是可見光的高通透，特別是對紅外線的反射率極高，可以保持80%以上的可見光進(jìn)入到室內(nèi)，同時(shí)又能夠?qū)?0%以上的室內(nèi)物體所輻射的長波長時(shí)間的保留下來，使得室內(nèi)的通透性變強(qiáng)。在大型公共建筑玻璃幕墻的設(shè)計(jì)中采用低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃大大的降低了能耗的利用率，在寒冷的冬天這種材料又能夠根據(jù)實(shí)際的溫度有選擇性的傳輸太陽能量，同時(shí)將大部分的熱能保存在室內(nèi)，在采暖的建筑中起到了很好的保溫和節(jié)能的作用。這種材質(zhì)一般都應(yīng)用在中空玻璃的制造中，不會單片的使用。一般的中空玻璃采用的材質(zhì)傳熱系數(shù)都比較的低，多功能鍍膜玻璃在建設(shè)熱量上有很大的優(yōu)勢。

總之，和諧發(fā)展，人工環(huán)境需和自然環(huán)境統(tǒng)一，中國重視功能和造價(jià)的玻璃幕墻局勢，急需轉(zhuǎn)換為重視高效功能和節(jié)能環(huán)保的理念，讓人們的生活和工作變得更美。本文就最有發(fā)展力度和實(shí)用價(jià)值的玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)做了總結(jié)和分析，以供相關(guān)設(shè)計(jì)人員借鑒和參考。

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