節(jié)能玻璃在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用分析

汪海濱

(淮安市現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院有限公司,江蘇 淮安 223200)

據(jù)權(quán)威機構(gòu)調(diào)查顯示,全球50%的能源消耗、15%～45%的環(huán)境總負擔源于建筑活動,由此可見建筑節(jié)能設(shè)計在人類生存與發(fā)展中所發(fā)揮的重要作用,而作為現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最廣泛的建筑材料之一,玻璃的節(jié)能也開始受到業(yè)界重視,節(jié)能玻璃的出現(xiàn)與廣泛應(yīng)用便得益于這種重視,而為了保證節(jié)能玻璃能夠更好服務(wù)于建筑節(jié)能設(shè)計,正是本文就節(jié)能玻璃在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用展開具體研究的原因所在。

1 常見的節(jié)能玻璃

普通平板玻璃對可見光和長波輻射的反射有限,這就使得其往往會導(dǎo)致夏季室內(nèi)過熱、冬季室內(nèi)溫度降低,而節(jié)能玻璃所具備的優(yōu)秀保溫隔熱性能則能夠解決普通平板玻璃存在的不足,熱反射鍍膜玻璃、吸熱玻璃、中空玻璃、低輻射玻璃均屬于較為常見且典型的節(jié)能玻璃。

1.1 熱反射鍍膜玻璃

通過金屬或化合物薄膜,熱反射鍍膜玻璃能夠?qū)崿F(xiàn)太陽輻射和紫外線入射量的明顯限制,其夏季室內(nèi)隔熱性能十分優(yōu)秀,不過熱反射鍍膜玻璃在應(yīng)用中往往會出現(xiàn)對可見光的阻擋過大、冬季無法較好利用太陽能問題,這點需要得到設(shè)計人員的重視。

1.2 吸熱玻璃

通過摻入金屬離子,吸熱玻璃能夠?qū)崿F(xiàn)有選擇的吸收太陽能,其同樣具備較為優(yōu)秀的夏季室內(nèi)隔熱性能,不過較低的透光率也使得吸熱玻璃在太陽能利用領(lǐng)域存在不足。

1.3 中空玻璃

中空玻璃由兩片或兩片以上平板玻璃組合而成,通過玻璃之間的惰性氣體層或干燥空氣層,中空玻璃就能夠?qū)崿F(xiàn)對流及傳導(dǎo)熱損失的有效減少,其利用太陽能取暖的性能也較為優(yōu)秀。不過值得注意的是,傳統(tǒng)的中空玻璃往往會導(dǎo)致夏季室內(nèi)溫度持續(xù)上升,但中空玻璃中的真空玻璃能夠較好避免這一問題[1]。

1.4 低輻射Low-E玻璃

通過真空磁控濺射法在優(yōu)質(zhì)浮法玻璃表面鍍膜,即可實現(xiàn)夏季室內(nèi)熱輻射、冬季熱流量流失的有效控制,而通過不同品種的低輻射Low-E玻璃選擇,便能夠滿足不能地區(qū)的建筑需要,高可見光透過率、高紅外線反射率是這一節(jié)能玻璃的特點所在,這也是低輻射Low-E玻璃擁有最優(yōu)秀綜合節(jié)能性能且在我國當下實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用的原因所在[2]。

2 節(jié)能玻璃在公共建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用原理

隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的快速發(fā)展,玻璃幕墻在公共建筑中的應(yīng)用日漸常態(tài)化,基于節(jié)能玻璃的玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)也在國內(nèi)外實現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用,該技術(shù)可以細分為靜態(tài)節(jié)能、動態(tài)節(jié)能、智能控制和能源轉(zhuǎn)化四類,結(jié)合研究重點本文主要對其中的靜態(tài)節(jié)能進行分析。對于玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)中的靜態(tài)節(jié)能來說,降低幕墻的傳熱系數(shù)、提高幕墻氣密性能、增強輻射控制三方面屬于其核心思想,而這類思想轉(zhuǎn)化為實際便需要得到節(jié)能玻璃的支持,節(jié)能玻璃將在其中發(fā)揮夏季遮陽、冬季充分利用太陽輻射等多種效用。

2.2 應(yīng)用實踐

(1)項目概況。為了更為直觀介紹基于節(jié)能玻璃的玻璃幕墻節(jié)能技術(shù),本文選擇了南京市總建筑面積93182m2、高度51.8m的南方時代購物廣場作為研究對象,該廣場的節(jié)能設(shè)計按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》(GB50189-2005)的要求,達到了節(jié)能的目的。

(2)節(jié)能計算?？紤]到南方時代購物廣場所在地屬于夏熱冬冷地區(qū),設(shè)計過程前的計算需要結(jié)合窗墻比、體形系數(shù)以及節(jié)能設(shè)計方法,最終設(shè)計人員通過計算得出了各層的窗面積、墻面積、窗墻比,并得出了該建筑的體形系數(shù)為0.35,小于限制0.4。

(3)玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計。在南方時代購物廣場玻璃幕墻的應(yīng)用中,本文圍繞設(shè)計方法、節(jié)能設(shè)計兩部分對其開展了深入分析,具體分析如下：①設(shè)計方法。結(jié)合“建筑熱工性能判斷表”開展具體設(shè)計,這一設(shè)計需要應(yīng)用圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)；②節(jié)能設(shè)計。外墻為涂料的東向、北向、西向外窗選擇了12mm空氣層的塑鋼中空玻璃窗,外墻為金屬鋁板的南向、西向外窗選擇了9mm空氣層的低輻射Low-E玻璃,并配上了PA斷橋鋁合金單框,設(shè)計人員在設(shè)計中充分考慮了外觀造型美觀、色彩關(guān)系和諧、結(jié)構(gòu)搭配合理,由此該工程的節(jié)能性、經(jīng)濟性均得到了較好保障[3]。

3 節(jié)能玻璃在住宅建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用原理

住宅建筑往往在門窗洞口保溫隔熱性能方面存在著不足,因此節(jié)能玻璃的也應(yīng)圍繞這種不足展開,這是由于玻璃窗允許太陽輻射進入室內(nèi)往往會帶來正面與負面兩種影響,而陽光間+“雙層皮”+智能玻璃立面便屬于這一領(lǐng)域節(jié)能玻璃的常見應(yīng)用。早在上世紀40年代,熱反射鍍膜玻璃便開始應(yīng)用于住宅建筑領(lǐng)域,中空玻璃的應(yīng)用則可以追溯到上世紀80年代,不過低輻射Low-E玻璃屬于當下最受國內(nèi)外建筑業(yè)青睞的節(jié)能玻璃。

陽光間+“雙層皮”+智能玻璃立面屬于較為典型節(jié)能玻璃在住宅建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用方式,由著名建筑設(shè)計師羅吉德設(shè)計的比爾市生態(tài)公寓便屬于其中代表,羅吉德通過設(shè)計賦予了該公寓朝南的大陽臺和貫通上下兩層的溫室,由此在節(jié)能玻璃支持下該公寓便具備著較為優(yōu)秀的節(jié)能性能,春、秋、冬三季實現(xiàn)的溫暖空氣存儲實現(xiàn)了20%～30%的房間所需熱能提供,夏季則通過打開通風(fēng)扇和玻璃隔斷實現(xiàn)了室內(nèi)溫度的進一步降低。

3.2 應(yīng)用實踐

(1)項目概況。位于南京市的金奧大廈寫字樓公寓大廈高60m,屬于典型的塔樓式建筑,通過兩棟建筑垂直相聯(lián)接實現(xiàn)了公共空間的創(chuàng)建,該公共空間提供了會議室、游戲場、多功能廳以及陽光室。

(2)具體應(yīng)用。在金奧大廈寫字樓節(jié)能玻璃的具體應(yīng)用中,這一應(yīng)用可以細分為以下幾個方面：①智能化玻璃立面。通過智能計算機控制,通風(fēng)管與屋頂?shù)慕Y(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)任何季節(jié)的舒適度保證,同時具備的有聲音緩沖帶作用、減少能源消耗。便使得金奧大廈寫字樓具備著較為優(yōu)秀的性能；②LOFT設(shè)計概念。在LOFT設(shè)計概念的影響,整個大廈采用了無承重墻的、開放式的簡約設(shè)計,這一設(shè)計與節(jié)能玻璃之間實現(xiàn)了更高質(zhì)量的契合；③節(jié)能玻璃使用。整棟大廈設(shè)計應(yīng)用了中空玻璃與低輻射Low-E玻璃兩種較為典型的節(jié)能玻璃,由此實現(xiàn)了玻璃里面更好利用太陽能,空氣流通循環(huán)所需要的能量也因此。

值得注意的是,除了金奧大廈寫字樓外,近年來國內(nèi)住宅建筑領(lǐng)域在節(jié)能玻璃的使用領(lǐng)域的發(fā)展速度日漸提升,結(jié)合中空玻璃和低輻射Low-E玻璃的雙層智能玻璃便屬于其中典型,由此便實現(xiàn)了進一步降低室內(nèi)熱量損失并靈活調(diào)節(jié)太陽能利用程度,雙層智能玻璃能夠支持下的30%太陽能房間熱量提供,便直觀證明了這一節(jié)能玻璃應(yīng)用所具備的較強現(xiàn)實意義。

4 結(jié)論

綜上所述,節(jié)能玻璃能夠較好服務(wù)于建筑設(shè)計。而在此基礎(chǔ)上,本文涉及的南方時代購物廣場、金奧大廈寫字樓等實例,則通過“建筑熱工性能判斷表”、智能化玻璃立面、LOFT設(shè)計概念等具體內(nèi)容直觀證明了本文研究的實踐價值。因此,在相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實踐探索中,本文內(nèi)容便能夠發(fā)揮一定參考作用。

[1]尚永濤.建筑節(jié)能與玻璃幕墻建筑遮陽技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑知識,2016(14)：41-43．

[2]陳謙.節(jié)能玻璃在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用[J].節(jié)能,2014(06)：48-51．

[3]郭亮.關(guān)于住宅建筑節(jié)能設(shè)計的探討[J].江西建材,2015(11)：43-43．