建筑玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

摘要：近年來(lái)，隨著人們生活質(zhì)量水平的提升，人們對(duì)室內(nèi)光線、室內(nèi)透明度要求不斷提升，建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)中玻璃幕墻的應(yīng)用范圍不斷增加。在這種時(shí)代背景下，節(jié)能和環(huán)保問(wèn)題已成為玻璃幕墻及窗設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，要想達(dá)到這一要求，在設(shè)計(jì)中我們必須著手解決幕墻能耗問(wèn)題?，F(xiàn)本文就對(duì)建筑玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞：玻璃幕墻;節(jié)能;設(shè)計(jì);建筑;窗

在新世紀(jì)，能源問(wèn)題已成為本世紀(jì)研究的熱門話題，建筑作為社會(huì)能耗的大戶越來(lái)越引起人們的重視。窗作為建筑結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的保溫、隔熱部位，提高建筑材料的隔熱性能的目的控制在于保持室內(nèi)溫度，節(jié)省能源消耗。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)得出，建筑能耗中因?yàn)榇盁釗p失而造成的能耗占總能耗的三分之一。由此可見(jiàn)，在建筑施工建設(shè)中，做好節(jié)能相當(dāng)關(guān)鍵。尤其在近年來(lái)，隨著建筑透明度要求的提高，建筑物玻璃幕墻和窗戶面積不斷增大，節(jié)能問(wèn)題也就表現(xiàn)的越來(lái)越突出，這就需要我們從多個(gè)不同方面入手解決該能耗問(wèn)題。

一、玻璃幕墻及窗耗能問(wèn)題分析

在今天的玻璃幕墻和窗戶設(shè)計(jì)中，其材料選擇上主要以金屬和玻璃為主，這些材料本身具備較高的導(dǎo)熱系數(shù)，幕墻及外窗是建筑能耗散失最多的部位，其所造成的能耗占建筑總能耗的三分之一以上。在這種能耗損失中，具體的能耗問(wèn)題主要表現(xiàn)在對(duì)流、輻射、導(dǎo)熱三個(gè)方面，因此也可以說(shuō)玻璃幕墻和窗的能耗主要是這三種方式綜合作用的結(jié)果。

二、建筑玻璃幕墻及窗的節(jié)能要點(diǎn)

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作實(shí)踐得出，建筑玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)、綜合的工程，其涉及到為有限原設(shè)計(jì)、光熱性計(jì)算等。由于在建筑物中窗大多都是外圍結(jié)構(gòu)中保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)，也是節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，因此在設(shè)計(jì)中必須要深刻分析建筑建設(shè)中所選擇玻璃、金屬材料的導(dǎo)熱性。這種做法的目的在于保證室內(nèi)溫度，避免因?yàn)椴牧蠈?dǎo)熱性引起的建筑能耗。因此來(lái)說(shuō)，在建筑玻璃幕墻及窗的節(jié)能設(shè)計(jì)包含以下幾個(gè)方面。

1、設(shè)計(jì)原則

建筑幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)是在周邊建筑自然環(huán)境基礎(chǔ)上，以溫度、光線、氣候狀況為核心進(jìn)行分析，針對(duì)建筑物本身的朝向、高度及室內(nèi)功能特點(diǎn)上進(jìn)行分析，通過(guò)系統(tǒng)、有效的方法來(lái)對(duì)室內(nèi)環(huán)境、溫度進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)過(guò)程可謂是一個(gè)綜合、系統(tǒng)的過(guò)程，需要處理隔熱、導(dǎo)熱等復(fù)雜關(guān)系。在這個(gè)過(guò)程中，不僅要依靠單一的指示標(biāo)準(zhǔn)，因此在玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)中，我們需要遵循以下設(shè)計(jì)原則。

1.1、科學(xué)性：在建筑玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)中，我們需要綜合、全面考慮各種相關(guān)因素，在建筑結(jié)構(gòu)功能、性能等方面合理選擇，要求玻璃幕墻和窗的結(jié)構(gòu)在滿足建筑外觀要求的基礎(chǔ)上，符合當(dāng)?shù)厮帤夂驐l件、材料傳熱導(dǎo)數(shù)的新要求。

1.2、實(shí)用性：在具體的建筑玻璃幕墻和窗的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)丨h(huán)境與項(xiàng)目具體情況來(lái)定，參考標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定認(rèn)真落實(shí)國(guó)家相關(guān)政策，同時(shí)處理好建筑低能耗與高舒適度之間的關(guān)系。

1.3、經(jīng)濟(jì)性：建筑玻璃幕墻與窗作為建筑外圍結(jié)構(gòu)的重要組成部分，節(jié)能設(shè)計(jì)僅僅是其中一個(gè)方面，因此需要在設(shè)計(jì)中全面考慮、綜合分析。只有設(shè)計(jì)工作達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)一致的情況，才能更好的體現(xiàn)出建筑玻璃幕墻和窗節(jié)能設(shè)計(jì)作用。

2、新材料的應(yīng)用

早在上個(gè)世紀(jì)三十年代，國(guó)際建筑市場(chǎng)上就已經(jīng)有人提出了光電幕墻、生態(tài)幕墻等新技術(shù)要求。這種幕墻體系的應(yīng)用有效的緩解了傳統(tǒng)玻璃幕墻和窗設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。尤其是在傳統(tǒng)的玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)中，可謂是節(jié)能與美觀不能并存的設(shè)計(jì)。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，各種節(jié)能效果好、隔熱性佳、反光系數(shù)低的材料不斷涌現(xiàn)，這為解決建筑玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)問(wèn)題提供了便利。尤其是在光電幕墻和生態(tài)幕墻廣泛應(yīng)用的新時(shí)期，其廣泛應(yīng)用已成為當(dāng)今研討最多的課題。

3、建筑玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

玻璃材料在建筑設(shè)計(jì)中具有重要的作用，除了滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如強(qiáng)度，剛度，風(fēng)壓，抗震和溫度變形等要求外，在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)功能要求，要求建筑師能根據(jù)建筑的使用功能以及我國(guó)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)，正確選用各種節(jié)能玻璃材料，創(chuàng)造出新型建筑節(jié)能技術(shù)和設(shè)計(jì)方法。窗往往是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫、隔熱和節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié).提高建筑玻璃材料的熱工性能，目的是控制窗或幕墻表面溫度冬季過(guò)低、夏季過(guò)高，節(jié)省采暖或致冷能耗.從國(guó)內(nèi)外玻璃材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)來(lái)看，通常主要采用以下幾種方法：

（1）根據(jù)建筑的性質(zhì)、使用功能以及建筑所處的氣候環(huán)境條件來(lái)設(shè)計(jì)窗、幕墻，對(duì)建筑的窗墻比應(yīng)有一定的控制，因?yàn)榇皯裘娣e率直接影響建筑的采光及采暖空調(diào)的能耗，一般窗墻比應(yīng)控制在0.3左右.尤其在嚴(yán)寒地區(qū)和炎熱地區(qū)，在設(shè)計(jì)大面積用玻璃窗和幕墻時(shí)，要選擇采光、隔聲、熱工性能良好的新型玻璃材料.根據(jù)不同地區(qū)選擇不同的熱反射玻璃、Low―E復(fù)層玻璃（中空玻璃）以及保溫玻璃等材料.

（2）根據(jù)建筑日照設(shè)計(jì)原理，合理設(shè)計(jì)窗戶挑糖或遮陽(yáng)措施，減小玻璃面的日照面積，降低夏季空調(diào)能耗.在進(jìn)行遮陽(yáng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各個(gè)地區(qū)氣候特點(diǎn)，對(duì)于冬冷夏熱地區(qū)冬季需要日照，夏季需要遮陽(yáng)，應(yīng)采用活動(dòng)式遮陽(yáng)措施.在設(shè)計(jì)遮陽(yáng)構(gòu)造時(shí)要結(jié)合玻璃窗、幕墻建筑的整體藝術(shù)效果，材料與顏色進(jìn)行考慮，而且形式要簡(jiǎn)單，美觀，便于清洗，安裝.

（3）在寒冷地區(qū)采用大面積玻璃窗和幕墻時(shí)應(yīng)采取保溫措施，防止“熱橋”產(chǎn)生，由于窗和幕墻框大多為金屬材料，金屬和玻璃材料導(dǎo)熱系數(shù)大，當(dāng)室內(nèi)外溫差大時(shí)，應(yīng)注意在窗、幕墻框架格內(nèi)加熱絕緣材料進(jìn)行保溫，以防止結(jié)露、掛霜，以減少能耗.加在幕墻豎框室內(nèi)外均用熱絕緣橡膠密封條分隔，形成“熱斷橋”后，幕墻不產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，而且視野清晰.

（4）注意視覺(jué)和冷凝現(xiàn)象.當(dāng)采用保溫材料后，如防火材料或保溫隔熱材料接觸熱反射玻璃的背面，或在熱反射玻璃背后使用顏色不均勻的襯熱材料時(shí)，在某種光照狀態(tài)下，可能會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)“穿透”現(xiàn)象，看到后面的物體.此外，如果在這些材料與玻璃間有潮氣或冷凝水積聚，也會(huì)使玻璃和保溫材料逐漸腐蝕，形成影響外觀的斑點(diǎn).采用遮擋結(jié)構(gòu)，制造一個(gè)與視覺(jué)中空玻璃類似的遮擋中空玻璃，消除視覺(jué)穿透現(xiàn)象，又保證了玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性.

（5）玻璃窗（幕墻）還應(yīng)滿足美觀，經(jīng)濟(jì)，耐久，維修，便于清洗的要求.合理選擇材料和構(gòu)造形式，充分考慮使用的靈活性和最大限度地減少能耗，因此，對(duì)立面分格大小，方向以及玻璃，框格顏色等均要滿足適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求，使建筑呈現(xiàn)出多姿多彩和富麗堂皇的藝術(shù)效果.

三、結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)中，玻璃幕墻是極為先進(jìn)的幕墻結(jié)構(gòu)。隨著建筑事業(yè)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，玻璃幕墻在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，一方面使得我國(guó)建筑施工水平大大提升，另外也為我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展起到重要作用。通過(guò)在本文中對(duì)玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，我相信大家在以后工作中對(duì)其會(huì)有一個(gè)更加深刻的認(rèn)識(shí)?？傊?，建筑玻璃幕墻和窗的節(jié)能設(shè)計(jì)關(guān)系重大、意義深刻，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中我們必須要嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，并且結(jié)合建筑施工實(shí)際來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高建筑施工水平。

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