公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)探討

曹春艷

摘要：現(xiàn)代發(fā)展中，從建筑門窗和外墻等方面進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，可以有效提高能源、資源有效利用率，從而提高建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平。本文就公共建筑窗墻比的節(jié)能設(shè)計(jì)、公共建筑外窗氣密性的節(jié)能設(shè)計(jì)、公共建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節(jié)能設(shè)計(jì)和公共建筑雙層換氣幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)四個(gè)方面，對公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行全面分析，以促進(jìn)公共建筑整體性能不斷提高。

關(guān)鍵詞：公共建筑；外窗；幕墻；節(jié)能設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，環(huán)保和節(jié)能成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的重要戰(zhàn)略，受到社會各界人士的關(guān)注。公共建筑外窗幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的提出，很好的滿足了社會發(fā)展給公共建筑設(shè)計(jì)提出的要求，從而成為公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平不斷提高的重要途徑。

一、公共建筑窗墻比的節(jié)能設(shè)計(jì)

一般室外的光照、窗戶導(dǎo)熱和空氣流通等通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)，因此，窗戶的尺寸會直接影響上述情況的效果。在公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中，窗墻比的設(shè)計(jì)必須從采光率和保溫節(jié)能方面進(jìn)行考慮，保證公共建筑室內(nèi)的保溫隔熱效果。在實(shí)際的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，首先，要測定公共建筑附近的風(fēng)向，通過模擬風(fēng)環(huán)境的方式，推斷公共建筑室外的風(fēng)向情況；然后，根據(jù)上述相關(guān)數(shù)據(jù)和推斷結(jié)果，確定窗戶的尺寸，并根據(jù)實(shí)際情況，保證室內(nèi)的照明度和亮度；最后，對窗墻比的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行審核，以保證公共建筑窗墻比的節(jié)能設(shè)計(jì)滿足實(shí)際要求。

二、公共建筑外窗氣密性的節(jié)能設(shè)計(jì)

在公共建筑中，門窗的主要功能包括通風(fēng)、換氣、防盜等，在溫度較低的區(qū)域，室內(nèi)室外的溫差非常大，在室外起風(fēng)的情況下造成極大的壓力差，使冷空氣從門縫和外窗縫進(jìn)入室內(nèi)，從而形成室溫劇烈波動(dòng)現(xiàn)象，致使室內(nèi)的溫度迅速下降。與此同時(shí)，溫度較高的區(qū)域，人們一般采用空調(diào)降溫的方式來驅(qū)趕炎熱，在空氣不斷流動(dòng)的過程中，熱風(fēng)會從門縫、外窗縫等地方進(jìn)入室內(nèi)，使空調(diào)的制冷效果變差，從而增加耗電量。因此，公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中，外窗的氣密性在室內(nèi)外溫差較大情況下發(fā)揮著重要制衡作用。

目前，公共建筑外窗氣密性的節(jié)能設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)方面：一是，采用固定窗型進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，另一個(gè)是，選用密封性較好的材料進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。一般公共建筑中，外窗的設(shè)計(jì)采用的是平開窗、推拉窗和固定窗三種，根據(jù)具體情況選擇合適的窗型。其中，平開窗的窗扇和窗框之間會采用橡膠密封壓條，在窗戶關(guān)閉的情況下，室外的氣流很難進(jìn)入到室內(nèi)，但在窗扇和窗框聯(lián)接的位置、窗框與墻體聯(lián)接的位置，氣流還是可以進(jìn)入室內(nèi)；推拉窗通過來回滑動(dòng)窗框，會產(chǎn)生很大的氣流空間，使空氣形成明顯的氣流，從而造成室內(nèi)熱量大部分外泄；固定窗的玻璃是直接安裝在門框中的，并且窗框鑲嵌在墻體內(nèi)部的，窗框和玻璃都使用了膠條或密封膠進(jìn)行密封，因此，室外空氣很難進(jìn)入室內(nèi)，從而發(fā)揮著很好的氣密性效果，可以有效達(dá)到節(jié)約熱能和電能的目的。在密封材料的選擇上，雙層玻璃周邊適用密封膠進(jìn)行密封，可以很好的發(fā)揮隔熱、隔音、降能和防露等作用。與此同時(shí)，適用聚氨酯發(fā)泡體對門窗的邊框處進(jìn)行填充，也可以大大提高公共建筑的隔熱性能和保溫性能。另外，適用密封毛條對窗框和窗扇進(jìn)行密封處理，通過硅化處理后，毛條的外觀可以變得很平整，在使用過程中可以大大提高窗戶的防塵、隔音、防凍、密封和保暖等性能。

三、公共建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節(jié)能設(shè)計(jì)

在公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中，注重外窗和幕墻的整體及隔熱效果、不斷提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱保溫性能，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能最有效的方法。一般情況下，公共建筑外窗和幕墻保溫隔熱的節(jié)能設(shè)計(jì)主要有如下三個(gè)方面：

（一）使用新型環(huán)保節(jié)能外窗

目前使用最多的新型環(huán)保節(jié)能外窗是動(dòng)態(tài)式外窗，通過在外墻窗戶洞口安裝內(nèi)外兩層窗戶的方式，可以使內(nèi)層和外層窗戶的距離保持在1厘米左右，從而達(dá)到隔熱保溫、隔音等效果。在溫度較高的時(shí)候，可以使用保溫窗簾，穩(wěn)定較低的時(shí)候，可以使用隔熱窗簾，通過外層窗具備保暖性能，及時(shí)吸收太陽光在冬天進(jìn)行取暖，可以有效降低電能耗量，從而減少公共建筑的采暖費(fèi)用。

（二）適當(dāng)降低外窗傳熱系數(shù)

在公共建筑外墻幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中，使用較高性能的節(jié)能門窗，是住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的第一個(gè)要求，同時(shí)提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，可以更好的起到隔熱保溫效果。近年來，PVC型的門窗材料，可以很好的降低外窗的傳熱系數(shù)，安裝非常方便和快捷，在公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用，使外窗的抗腐蝕性和抗老化性得到大大提高。另外，在外窗設(shè)置一定的遮陽裝置，可以有效減少輻射量，使冷靜期和外部熱量被阻絕在外，從而減少電能耗量，起到很好的保溫隔熱效果。

（三）玻璃幕墻盡量避開正南和正北方向

在公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中，對玻璃幕墻的朝向進(jìn)行合理確定，也是一種重要的設(shè)計(jì)方法。通過盡量避開正南方向和正北方向，玻璃幕墻的隔熱保溫性能可以得到大提高。另外，注重自然能源的有效利用，也可以達(dá)到節(jié)能目的，如使用太陽能加熱水，可以有效減少電能的耗量。

四、公共建筑雙層換氣幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)

在很多大型的寫字樓中，玻璃幕墻是主要的建筑材料，不能很好的進(jìn)行通風(fēng)換氣，使得空調(diào)的耗能量不斷增加。在公共建筑外窗幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)中，雙層換氣幕墻是現(xiàn)代發(fā)展中的新型環(huán)保節(jié)能幕墻，在對光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境和熱工環(huán)境等進(jìn)行全面考慮后，需要根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使整體的保溫、隔熱、通風(fēng)和遮陽等功能得到提高，對于保證公共建筑的外觀美觀度起到重要作用。一般情況下，雙層換氣幕墻主要包括內(nèi)外兩道幕墻，內(nèi)幕墻的設(shè)計(jì)一般采用全封閉模式，在室內(nèi)吊頂內(nèi)暖通系統(tǒng)的抽風(fēng)管和熱通道是相通的，同時(shí)內(nèi)幕墻中設(shè)置有通風(fēng)口，可以使室內(nèi)的空氣順暢的進(jìn)入熱通道，在空氣流動(dòng)循環(huán)作用下，確保內(nèi)幕墻和外幕墻的溫度基本一致，以達(dá)到保溫隔熱的整體效果。在外幕墻中設(shè)置有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，同時(shí)與熱通道相連接，當(dāng)溫度過高時(shí)，可以打開熱通道上部和下部的進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，使熱量被帶走；當(dāng)溫度較低時(shí)，陽光輻射產(chǎn)生的熱量，可以使內(nèi)幕墻的溫度逐漸升高，從而起到保暖的效果，達(dá)到減少電能耗量的目的。

本人設(shè)計(jì)的常熟市服裝城文化廣場服裝展示中心幕墻工程，就是采用的雙層玻璃幕墻，通過熱對流調(diào)整室內(nèi)溫度，改善室內(nèi)環(huán)境。外層幕墻為夾具式玻璃幕墻，采用15mm鋼化玻璃；內(nèi)側(cè)幕墻玻璃采用6Low-E+12A+6mm中空鋼化玻璃，型材采用鋁合金斷橋隔熱型材。內(nèi)外兩層幕墻之間熱通道的距離為500mm。根據(jù)使用后觀測，節(jié)能效果非常明顯。根據(jù)有關(guān)資料表明：雙層幕墻與傳統(tǒng)的單層玻璃幕墻的能源消耗相比，采暖時(shí)可節(jié)約能源42%～52%，制冷時(shí)可節(jié)約能源38%～60%。由此可見，雙層幕墻具有非常優(yōu)異的節(jié)能性能。

結(jié)束語

綜上所述，在高科技技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會，城市建設(shè)規(guī)模不斷增大，公共建筑外窗幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)策略的提出和實(shí)施，是社會不斷發(fā)展的必須趨勢，可以有效減少能源、資源消耗量，使公共建筑的整體保溫隔熱性能得到提高，對于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。

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