綠色節(jié)能技術(shù)在建筑門窗幕墻設(shè)計中的應(yīng)用分析

李公平

摘 要：對未來門窗幕墻的發(fā)展方向，綠色節(jié)能是企業(yè)家們所提出的關(guān)鍵詞之一。隨著綠色、節(jié)能、環(huán)保等的發(fā)展，如何運用好綠色節(jié)能技術(shù)就得到了建筑行業(yè)的關(guān)注。文章主要闡述了建筑門窗幕墻設(shè)計當(dāng)中所遇到的困惑，同時根據(jù)其存在的問題，分析了綠色節(jié)能技術(shù)在門窗幕墻設(shè)計過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：門窗幕墻的設(shè)計；綠色節(jié)能技術(shù)；建筑；運用

1 建筑節(jié)能綠色門窗及建筑幕墻

1.1 建筑綠色環(huán)保型門窗

建筑綠色環(huán)保型門窗的含義是：指符合建筑物地區(qū)內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范疇內(nèi)的門窗產(chǎn)品，它的確定及判斷不單是借助它的加工材料類型進(jìn)行判斷，最關(guān)鍵的是通過它的節(jié)能效果及技術(shù)性能所決定。我國對于建筑門窗綠色節(jié)能使用性能的控制指標(biāo)主要包含：門窗空氣的滲透系數(shù)及門窗傳熱系數(shù)的K值兩個方面。一般情況下，這兩個層面技術(shù)指標(biāo)的要求合格了之后才能把它稱為節(jié)能型門窗。

1.2 建筑幕墻

從20世紀(jì)80年代建筑幕墻在我國出現(xiàn)之后，在發(fā)展的近三十年來得到了人們的青睞，無論是東部沿海地區(qū)的大城市，還是在西部的偏遠(yuǎn)山村小鎮(zhèn)，都具備玻璃幕墻的建筑物。尤其是那些繁華城市中的超高層建筑物，玻璃幕墻占有極大的優(yōu)勢。不管是北京國貿(mào)大廈、上海金貿(mào)大廈，還是在北京首都機(jī)場的T3航站樓及深圳的王大廈，看見的基本都是玻璃幕墻的建筑物。

2 建筑行業(yè)門窗幕墻的設(shè)計過程中存在的問題分析

國家頒發(fā)并實施綠色節(jié)能的條例后，建筑行業(yè)中的綠色節(jié)能門窗幕墻取得了迅速的發(fā)展。目前，中國門窗幕墻的生產(chǎn)加工及使用已經(jīng)位于世界前列。但隨著門窗幕墻綠色節(jié)能技術(shù)的不斷提升，進(jìn)步過程中所存在的技術(shù)性問題也愈來愈突出。

首先，雖然我國已是世界上生產(chǎn)加工及使用門窗幕墻居于前列的國家，但比較缺乏節(jié)能理念的知識，很多建筑行業(yè)對節(jié)能型的門窗幕墻認(rèn)識不到位。由于建筑部門對門窗幕墻中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用缺乏了解，以至于幕墻的設(shè)計所歸屬部門不清晰。我國的節(jié)能型門窗幕墻有的是通過建筑部門進(jìn)行設(shè)計，有的是門窗幕墻企業(yè)所設(shè)計的，因此模糊了綠色環(huán)保型的門窗幕墻的設(shè)計定義，追求標(biāo)準(zhǔn)也不同，沒有確切的權(quán)限歸屬。其次，建筑幕墻設(shè)計過多地依賴于建筑施工，阻礙了門窗設(shè)計的發(fā)展。在市場的競爭中，門窗幕墻設(shè)計通常價格低廉、美觀且大方、采光好，因此讓門窗幕墻的設(shè)計缺乏了競爭動力，對它的前景及進(jìn)步帶來了不利影響。最后，隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對其要求也在不斷提升。除了注重美觀、經(jīng)濟(jì)及適用之外的可持續(xù)發(fā)展、安全、綠色節(jié)能的新要求，也對門窗幕墻設(shè)計也有了更深層次的要求。

3 建筑門窗幕墻的綠色節(jié)能措施

3.1 優(yōu)化門窗設(shè)計

選擇適宜的窗墻比。住房中門窗的能量散失是相對比較弱的地方。因為門窗的傳熱系數(shù)一般是建筑物外墻的5倍左右，所以，建筑物的耗能隨著窗墻比的提升而提升，但這不利于建筑整體的節(jié)能。

3.2 設(shè)計優(yōu)化窗型

窗型樣式的設(shè)計會直接關(guān)系到建筑外形的美觀及門窗成本，建筑物窗型的設(shè)計過程中，大體上要遵循多玻璃、少框架，大固定、小開啟的原則。門窗在開啟時肯定會多少存在縫隙，此縫隙通常是空氣及雨水滲漏的道路，導(dǎo)致建筑的物耗能更多。目前，市場上大部分采取金屬窗，此窗導(dǎo)熱系數(shù)較高，可減少門窗的傳熱性能。西方國家在建筑過程中常見的設(shè)計風(fēng)格是“小開啟、大固定”，它不但想到了窗戶的通透及采光，也滿足了減少能耗的要求。

3.3 增強(qiáng)門窗氣密性

加強(qiáng)門窗的氣密性是減少門窗耗能的重點，按照運用密封性能較好或所設(shè)置密封條的新型門窗材料來實現(xiàn)。通常，門窗框及墻當(dāng)中的縫隙一般會采用擁有彈性、比較松軟的材料或彈性較好的密閉型材料，也可用密封膏等形式進(jìn)行密封。

3.4 增強(qiáng)門窗保溫的性能

現(xiàn)代的建筑物中，會采用大面積的玻璃門窗及幕墻，這樣可提高采光效果，也使建筑更美觀。但這樣的建筑物不適合較寒冷的地區(qū)，因為大面積的玻璃門窗和幕墻會產(chǎn)生“熱橋”現(xiàn)象，使能耗增多。目前，門窗框和幕墻大多采用金屬材料，但是玻璃和金屬材料有較強(qiáng)的導(dǎo)熱系數(shù)，若室內(nèi)外的溫度差別大，要求在門窗框架格內(nèi)和幕墻增加保溫性能較好的絕緣材料，減少耗能，以防結(jié)露及掛霜情況的發(fā)生。

3.5 先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的沿用

玻璃的傳熱系數(shù)就是玻璃三個地方的傳熱系數(shù)的加權(quán)平均值，玻璃包括中央面積、邊緣面積及邊緣密封三個部分。若經(jīng)濟(jì)條件允許，盡可能采用先進(jìn)技術(shù)，降低整個玻璃的傳熱系數(shù)，達(dá)到加強(qiáng)門窗綠色節(jié)能作用的要求。減少傳熱系數(shù)的方法有：熱反射玻璃、真空玻璃、低輻射玻璃、暖邊技術(shù)、填充惰性氣體等。

4 幕墻設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)和現(xiàn)代建筑門窗的運用

4.1 采光通風(fēng)設(shè)計和門窗幕墻保溫系統(tǒng)對自然的通風(fēng)和采光的影響

對于門窗幕墻產(chǎn)品的設(shè)計，近幾十年的迅速改善，斷熱技術(shù)的不斷改進(jìn)，許多金屬性的門窗幕墻性能已接近木窗，甚至一些墻體材料與門窗幕墻的導(dǎo)熱系數(shù)相似，采暖及保溫的困擾已基本得以解決。如今，采光通風(fēng)及幕墻保溫有關(guān)的產(chǎn)品隨之增多，利弊相存，這就要求設(shè)計師們更科學(xué)、精準(zhǔn)的計算和分析。無論是保溫性或采光通透性，一樣會比單層幕墻系統(tǒng)提高很多。通過兩層幕墻構(gòu)成形成雙層玻璃幕墻，外層的幕墻一般采用隱框、點式玻璃幕墻及明框，內(nèi)層的幕墻一般用明框幕墻和具有鋁合金的門窗。兩層幕墻當(dāng)中形成了相對封閉的通風(fēng)間層，空氣從外層幕墻下端的進(jìn)風(fēng)口處進(jìn)入，由上端的排風(fēng)口處排出，形成一個熱量的緩沖層，從而對室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。雙層的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 雙層的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)

4.2 遮陽系統(tǒng)的設(shè)計在門窗幕墻中的運用

常見的遮陽方法有格柵式遮陽（綜合式）、垂直式遮陽、百葉式遮陽、擋板式的遮陽、水平式遮陽等。遮陽方法不少，特定建筑項目的差異，有特定的用途、朝向及地理位置也不同，沒有哪種遮陽技術(shù)是可以廣泛適用的。因此，要了解每種遮陽方式，能有助于我們在設(shè)計過程中進(jìn)行合理遮陽方法的選擇。對于豎向的結(jié)構(gòu)玻璃幕墻，無論從一整天太陽的輻射量看，還是通過房間里的日照面積來分析，遮陽要求最大為東西向，接著是西南與東南，其次是西北及東北，最后為南向，最小為北面。由于下午室外溫度比上午高，所以西向的遮陽要比東向的更為關(guān)鍵。

5 結(jié)束語

在各國政府的不斷倡導(dǎo)下，綠色節(jié)能環(huán)保的口號愈來愈普遍。對建筑門窗幕墻的行業(yè)而言，不但減少能耗，也可滿足舒適美觀的需求，這就要求門窗幕墻的設(shè)計要不斷努力滿足日益增長的門窗幕墻需求。盡管我國生產(chǎn)門窗幕墻在世界上居于前列，但也需要借鑒他國建筑門窗幕墻設(shè)計的優(yōu)點，從而使我國的綠色節(jié)能型門窗幕墻的設(shè)計不斷改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]李炯.建筑門窗幕墻框節(jié)能研究[J].廣東土木與建筑，2012.

[2]侯喜斌.關(guān)于對門窗幕墻材料發(fā)展的思考[J].大觀周刊，2012（21）：263-264.