建筑玻璃幕墻綠色設(shè)計實(shí)踐分析

李瑾

（山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院工程設(shè)計中心，山西太原030001）

0 前言

玻璃幕墻施工技術(shù)是現(xiàn)代化施工技術(shù)體系中的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)技術(shù)，對施工質(zhì)量有很大影響。特別是在當(dāng)前時代快速革新的趨勢下，建筑設(shè)計領(lǐng)域的競爭也愈演愈烈，為了在競爭中取得優(yōu)勢，企業(yè)必須積極理清技術(shù)要點(diǎn)，重視對玻璃幕墻綠色設(shè)計的運(yùn)用，這樣才能保證玻璃幕墻施工的順利完成，使其更加符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，從而切實(shí)提高企業(yè)的競爭能力。

1 建筑玻璃幕墻的必要性

控制建筑物的能量損失就是過去建筑節(jié)能的目的。但在科學(xué)技術(shù)的快速革新下，建筑節(jié)能目的愈來愈重視對建筑物資源利用的強(qiáng)化。從兩者來看雖然設(shè)計理論有一定差異，但總體目標(biāo)卻是一致的。利用可再生資源或采取相應(yīng)的節(jié)能化施工技術(shù)，能在建筑工程施工中實(shí)現(xiàn)對不可再生資源的替代，進(jìn)而降低水資源的浪費(fèi)、電力資源的消耗以及建筑中的熱量損失，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。眾所周知，我國屬于人口大國，在經(jīng)濟(jì)日新月異發(fā)展下，人們對建筑的需求也在不斷提高，若采取有效的節(jié)能技術(shù)，能夠促進(jìn)我國建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，將會節(jié)省大量的能源，進(jìn)而為建筑業(yè)創(chuàng)造巨大的發(fā)展空間，推動我國經(jīng)濟(jì)與建筑業(yè)的共同進(jìn)步。所以，有效實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的方法就是在建筑工程中應(yīng)用節(jié)能幕墻，特別是在建筑幕墻節(jié)能設(shè)計中，對其予以合理的分析及應(yīng)用是極為關(guān)鍵的。

2 玻璃幕墻的綠色節(jié)能設(shè)計要點(diǎn)

2.1 隔熱保溫設(shè)計

玻璃幕墻在建筑中的應(yīng)用，最大的特點(diǎn)是采光面積大、采光能力強(qiáng)。但采光能力較強(qiáng)的室內(nèi)也會出現(xiàn)夏季室內(nèi)溫度過高，以致室內(nèi)需要用電進(jìn)行降溫，最終出現(xiàn)電力損耗增大的情況。因此建筑者在建造玻璃幕墻時要考慮到這個問題，在建造時要進(jìn)行保溫隔熱設(shè)計，防止出現(xiàn)夏季陽光過多而產(chǎn)生的高溫，但也要保證冬季室內(nèi)的熱量不會通過玻璃幕墻散發(fā)出去，設(shè)計要保證冬暖夏涼。在進(jìn)行隔熱設(shè)計時，設(shè)計者必須保證幕墻玻璃的傳熱系數(shù)是合理的，還必須具有合理的反射功能，以減少輻射傳熱。建設(shè)者需要根據(jù)因地制宜的原則，根據(jù)不同地區(qū)太陽直射高度角的不同，選擇合適的玻璃材料，建設(shè)者不能盲目地只考慮材料的經(jīng)濟(jì)消耗，還要考慮使用后玻璃幕墻的能耗，然后在施工前制定最合理的材料使用方案，最終完成玻璃幕墻綠色節(jié)能設(shè)計。

2.2 幕墻遮陽設(shè)計

首先最常用的遮陽方式是選用遮陽效果較好的玻璃材料，其中高性能遮陽材料和彩釉玻璃結(jié)構(gòu)材料可以降低玻璃幕墻的系數(shù)，起到節(jié)能的作用。其次，在設(shè)計過程中要把遮陽板放在哪里，或者是用裝飾條、懸挑板和其他條板來遮陽，其最終目的就是減少陽光直射帶來的能量損失。再者，如果是前些年做過幕墻設(shè)計，沒有采用遮陽效果較好的玻璃材料，或者因?yàn)椴幌朐黾咏?jīng)濟(jì)壓力而選擇了普通玻璃后，也可以在后期設(shè)置遮陽，特別是對南向建筑來說，更需要有效的遮陽，例如采用遮陽效果較好的窗簾和遮陽玻璃貼片，這樣可以降低陽光照射的熱量傳遞。

2.3 自然通風(fēng)

也許這是人們在日常生活中經(jīng)常遇到的問題，在室外還能感受到?jīng)鏊臏囟?，但一旦進(jìn)入玻璃幕墻內(nèi)，就會感到異常悶熱，甚至在人多的地方都無法呼吸。所以設(shè)計者在設(shè)計公共建筑的玻璃幕墻時，也要考慮建筑的通風(fēng)問題，對于高層建筑，原本通風(fēng)口較少，而人流量較大的地方，也要采用自然通風(fēng)幕墻。這種玻璃幕墻的設(shè)計，不僅能保持新鮮空氣的流通，而且能降低能耗。對玻璃幕墻進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計者應(yīng)考慮到每面墻有多少窗戶是合理的，窗戶的面積多大才能達(dá)到最佳的通風(fēng)效果，這樣才能避免因面積太小而影響自然通風(fēng)的效果，以及由于面積太大而導(dǎo)致室內(nèi)溫度損失。在進(jìn)行自然通風(fēng)時，玻璃幕墻還需要考慮玻璃之間的間隙，以保證玻璃具有較好的密封性能，由于位置較大，玻璃幕墻只要設(shè)計成一整面墻，如果玻璃間隙之間沒有很好的間隙，就會出現(xiàn)透風(fēng)現(xiàn)象，這樣在冬天來臨時，容易散熱，造成能耗增加，不能達(dá)到節(jié)能的目的，所以在設(shè)計時也要考慮細(xì)節(jié)。

2.4 融合施工要點(diǎn)

融合建筑的過程應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行建設(shè)：節(jié)能建筑與民用建筑的一體化；在先進(jìn)的建筑民用建筑中，應(yīng)將玻璃幕墻的節(jié)能施工結(jié)合起來；充分的互動需要節(jié)能；將節(jié)能理念融入民用建筑，提高建筑的基本性質(zhì)水平。滿足建筑節(jié)能要求。本項(xiàng)目既注重玻璃幕墻的節(jié)能施工，又注重在整體施工中發(fā)展節(jié)能建筑；安裝施工一體化、玻璃幕墻安裝一體化包括建筑施工。要優(yōu)化玻璃幕墻的安裝施工，將建筑體系的安裝與完善緊密結(jié)合起來，幕墻施工需要與玻璃幕墻施工和土建結(jié)構(gòu)施工相結(jié)合。在建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)與之相結(jié)合，盡可能提高玻璃幕墻和結(jié)構(gòu)的施工水平。

3 玻璃幕墻在建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用

3.1 使用具有節(jié)能性質(zhì)的幕墻

首先，眾所周知隔熱型鋁合金框架屬于一種填充導(dǎo)熱性較低的隔離物，熱量的傳遞可以通過這種物理方式進(jìn)行降低。現(xiàn)階段，聚烯胺66+25玻璃纖維屬于較為成熟的一項(xiàng)技術(shù)，主要通過澆筑制作隔熱框架，并將聚氨基甲酸乙酯填充于內(nèi)部。其次，重視對新型節(jié)能玻璃的應(yīng)用。近年來運(yùn)用較多的就是中空玻璃，其作為一種節(jié)能幕墻玻璃，主要是運(yùn)用高強(qiáng)度粘合劑，對玻璃和框架予以連接，并通過在兩層或以上玻璃中間注入氣體，達(dá)到節(jié)能、隔音、隔熱的目的。在完成玻璃制作后，將其他化合物或金屬膜鍍在其表面，這時鍍膜不僅能夠滿足人對光的高透需求，還可以實(shí)現(xiàn)對中遠(yuǎn)紅外線等有害輻射的反射。這種Low-E玻璃經(jīng)過多重實(shí)踐證明，對調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度是非常有利的，能大大降低空調(diào)的使用時間。

3.2 實(shí)用雙層玻璃幕墻

雙層、單層玻璃幕墻是完全不同的兩種，二者之間的結(jié)構(gòu)差異較大。前者一般由內(nèi)、外墻組成；后者則是由框架幕墻、活動窗組建而成，外墻的組成也可能有兩部分：玻璃幕墻或框架幕墻。雙層玻璃幕墻的內(nèi)墻結(jié)構(gòu)也不同于外墻結(jié)構(gòu)。比如，鋁合金和明框玻璃幕墻在大多數(shù)情況下會在內(nèi)部結(jié)構(gòu)里選用。明框和暗框在外幕墻中的利用更多。兩層玻璃中間應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)留出適當(dāng)?shù)木嚯x，減少室內(nèi)外的熱交換，增加建筑物的保溫隔熱性能。

3.3 建筑方位的選擇很關(guān)鍵

在很多的建筑工程施工過程中，合理地選擇建筑的朝向?qū)ΣＡ粔Φ墓?jié)能效果具有不可忽視的關(guān)鍵性。所以，在選取施工材料的時候，要盡可能多地考慮當(dāng)?shù)氐娜照諘r數(shù)、采光特點(diǎn)、通風(fēng)情況等各個方面可能影響玻璃幕墻性能的各方面因素。我國的很多建筑的朝向都認(rèn)為坐北朝南是很好的位置。然而因?yàn)槊總€地方地理位置的不同，建筑物的方向也相應(yīng)發(fā)生了一定的變化。建筑物的朝向主要取決于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特征和隨后的特征。

3.4 智能型幕墻的使用

①雙層呼吸幕墻，主要由兩層玻璃組成，將熱通道設(shè)置在兩層玻璃中間，使空氣能夠利用專業(yè)幕墻通風(fēng)開關(guān)達(dá)到于玻璃間隨意流通的目的，帶走陽光照射時產(chǎn)生的熱量，就如同人類呼吸一樣。在幕墻頂部設(shè)置了排風(fēng)裝置，底部還設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，幕墻在這兩個裝置作用下，能夠及時抽取室內(nèi)存在的廢氣，為室內(nèi)空氣的新鮮程度提供了保障；②光伏幕墻，主要是將太陽能轉(zhuǎn)換裝置設(shè)置在雙層玻璃中間，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而供建筑物使用。在設(shè)計光伏幕墻時，應(yīng)對幕墻中的空腔進(jìn)行充分利用，隱藏處理太陽能裝置需要的線路，防止其外觀受到影響。通過應(yīng)用光伏幕墻，不僅可以控制成本，還可以節(jié)省傳統(tǒng)施工材料的使用量。其是通過對太陽光的充分利用，并不是對太陽光過濾或反射來提供源源不斷的能源，進(jìn)而降低墻面和屋頂?shù)臏囟?，切?shí)提高供電系統(tǒng)中太陽能這種清潔能源的比例。

3.5 優(yōu)化玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)

從當(dāng)前發(fā)展情況來看，玻璃幕墻使用較為廣泛，所以人們愈來愈重視對玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化。在時代的快速革新下，一種新的玻璃幕墻技術(shù)就此誕生，也可以稱為智能玻璃幕墻，在實(shí)際使用過程中，其主要是基于信息技術(shù)及智能感應(yīng)模塊，實(shí)現(xiàn)幕墻對室外溫度的感應(yīng)，通過感應(yīng)到的數(shù)據(jù)合理調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，使室內(nèi)環(huán)境更加舒適。同時，通過與其他設(shè)備的智能連接，還可以提高室溫調(diào)節(jié)的智能化程度，這對于能耗的降低是非常有利的。另外，其他類型的幕墻也可以與該技術(shù)結(jié)合使用，前景十分廣闊。

4 結(jié)語

綜上所述，在經(jīng)濟(jì)日新月異發(fā)展下，人們生活質(zhì)量愈來愈高，建筑業(yè)也取得前所未有的發(fā)展，各行各業(yè)越來越重視節(jié)能環(huán)保問題。而玻璃幕墻的使用受到建筑企業(yè)的熱烈追捧，其不僅具有綠色節(jié)能優(yōu)勢，還可以對人們提出的居住需求予以滿足，是降低建筑能源消耗的有效手段，對整個社會的可持續(xù)發(fā)展具有十分關(guān)鍵的意義和作用。