建筑幕墻保溫隔熱技術(shù)要點

孟祥彬，趙 濤，馮君勇，王 雪，鮑慶帥

（1.山東大學齊魯醫(yī)院，山東 濟南 250012；2.中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟南 250012）

建筑作為人類社會進步的產(chǎn)物，是人們居住及休閑娛樂的主要場所，它有組織地為人們的生產(chǎn)和生活提供服務(wù)。幕墻不僅是建筑保溫的主要結(jié)構(gòu)，同時也可以起到美化建筑的作用。正是因為有了幕墻的存在，才能為建筑內(nèi)提供合適的溫度，增強人們的舒適感，提高建筑的質(zhì)量。但是由于城市發(fā)展的步伐越來越快，各種各樣類型的建筑物比比皆是，用于建筑上的耗材，幾乎占據(jù)到總能量消耗的一半，而這也就預(yù)示著能源的大量耗損。想要節(jié)約能源，必須從源頭著手，通過積極更新建筑技術(shù)，革新建筑方法，引入新型的保溫隔熱技術(shù)，在節(jié)約能耗的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑幕墻概述

建筑幕墻主要包含兩個部分，分別是面板與支承結(jié)構(gòu)體系，它們共同組成了建筑幕墻，而且是作為建筑物主體存在的，這也就要求建筑幕墻要具有良好的變形力，兼具位移和支撐能力。幕墻種類諸多，市場上多見的有石材幕墻、金屬幕墻、玻璃幕墻等。和現(xiàn)代化的建筑外墻相比，幕墻中并不涉及大量混凝土、鋼筋、磚瓦的使用，因此更符合我國目前各項能源緊缺的現(xiàn)狀，應(yīng)用起來更具優(yōu)勢。在建筑行業(yè)中積極應(yīng)用幕墻，相比較于其他建筑材料的高耗能而言，有著顯著的節(jié)約資源、能源作用，同時也兼具環(huán)保功用。但除了上述優(yōu)點之外，幕墻也存在著一定的應(yīng)用缺點，那就是若將其作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)使用，其在保溫性能、隔熱性能上，并不如傳統(tǒng)的墻體好，相比較于傳統(tǒng)墻體而言，幕墻的熱損要高5 ～6倍左右，在整體建筑能耗上，僅幕墻便占去40%[1]。

2 幕墻的傳熱方法

2.1 熱傳導(dǎo)

從系統(tǒng)的一個部分（系統(tǒng)）把熱量傳遞到另一個部分（系統(tǒng)），這一現(xiàn)象便稱之為“熱傳導(dǎo)”，這是在固體中進行熱傳遞的一種主要方法。當基礎(chǔ)條件是氣體或者是液體時，熱傳導(dǎo)的過程通常是和對流一起發(fā)生的。

2.2 對流

對流指的是在液體或者是氣體環(huán)境中，對于較熱、較冷兩個部分而言，經(jīng)由循環(huán)流動的產(chǎn)生，促使兩個部分的溫度逐漸變得均勻起來，這一過程便叫對流。對流是獨屬于液體、氣體熱傳遞的一種方式。相較于液體而言，在氣體中存在更明顯的對流現(xiàn)象。對流又有自然對流、強迫對流之分。自然對流的發(fā)生因素是自然條件，多是因溫度不均造成；而強迫對流是在受到外界因素影響、流體由于受到攪拌而發(fā)生。隨著液體、氣體流動速度加快，相應(yīng)的對流傳熱速度也就會變快。

2.3 熱輻射

無論是何種物體，都擁有以自身原有溫度為基礎(chǔ)、朝外散發(fā)能量的能力，而這種方式也是熱傳遞的一種，被稱為熱輻射。雖然其本質(zhì)上是一種熱傳遞方法，但其卻和對流、熱傳導(dǎo)不同。它在傳輸熱量時，并不依靠于任何媒介，也不是從一個系統(tǒng)傳輸?shù)搅硪粋€系統(tǒng)中。具體而言，熱輻射是借由電磁輻射的方式來發(fā)出能量，隨著溫度的升高，相應(yīng)的輻射也會變強。另外，伴隨溫度的變化，輻射波長的分布也會有所變化。當溫度降低時，輻射主要是以肉眼不可見的紅外光方式進行；而當溫度升高時，超過500℃甚至更高，則發(fā)射出的是可見光和紫外輻射。熱輻射主要是用于遠距離傳熱，太陽熱量散發(fā)的方式便是借助熱輻射通過宇宙空間傳輸?shù)降厍蛏系腫2]。

3 常用于建筑幕墻中的保溫隔熱技術(shù)

3.1 玻璃幕墻保溫技術(shù)

（1）保溫效果受不同材料的影響。幕墻的保溫性能，具體指的是用于某所建筑物的幕墻，于室內(nèi)、外有一定溫度差的條件下，相應(yīng)會有阻抗的產(chǎn)生，進行熱傳導(dǎo)，結(jié)合以熱傳導(dǎo)特性，通常溫度是會從高溫部分朝著低溫部分傳導(dǎo)。若是考慮玻璃幕墻的實用性能，從整體上看，與我國環(huán)境氣候、人們生活需求并不相符，這是因為玻璃具有很強的封閉性，而且沒有很好的通風性能，單從這兩點而言，就會給能源消耗、設(shè)備配置造成很多阻礙。因此，作為建筑工程師，應(yīng)盡量站在整體高度上，綜合考量玻璃幕墻在保溫性能上的適用性，對其適用的成本消耗作合理限制。若是想要獲得最佳的保溫性能，勢必就要在材料的選取上用功。選用玻璃、鋁型材料的話，其保溫技術(shù)的密封方式，同幕墻體系之間是有著密切關(guān)聯(lián)的。例如，傳統(tǒng)的明框幕墻做法，其中涉及鋁型材的使用，但是并未將隔熱材料使用其中，而隔熱斷橋鋁型材便是以此為基礎(chǔ)，在中間加入了能夠隔熱的材料來予以升級，這樣相比較于未使用隔熱材料的鋁型材料，自然是經(jīng)過改良升級的隔熱斷橋鋁型材的保溫效果更好。從保溫密封技術(shù)的內(nèi)容來看，如果要保確保其保溫性能，必須使用耐候密封膠，或者退而求其次采用密封膠條。不管是采用何種方法，都會在盡量減少室內(nèi)空氣流動的前提條件下，確保幕墻良好的通透性，進一步輔助幕墻保溫隔熱效果的發(fā)揮?，F(xiàn)階段在西方的一些國家，一種雙層幕墻的幕墻設(shè)計方法很是流行，它的應(yīng)用優(yōu)勢在于，除了具有內(nèi)外雙層玻璃的保溫性能之外，其因為有雙層玻璃的組成，也相當于構(gòu)成了一個保溫室，當受到太陽光的照射時，雙層玻璃所構(gòu)成的保溫室中氣體溫度會變高，而由此產(chǎn)生的熱量便會傳輸?shù)絻?nèi)層幕墻的內(nèi)部，有利于保證良好的室內(nèi)溫度，減少溫度流失[3]。

（2）對保溫技術(shù)的分析。想要保證留有更多熱量、大幅減少熱量的流失，保證幕墻保溫效果，應(yīng)該從原材料也就是玻璃上作文章。例如提出這樣的設(shè)計：將中空玻璃選用來作為幕墻的用材，這是因為它要比普通的玻璃更具傳熱系數(shù)，而且熱傳導(dǎo)速度更快，能通過接收太陽光的照射而聚集大量的熱量，但是也存在著缺點，即同時會喪失大量的熱量，這是因為其本身是不具備限制熱量損耗功能的。另外，對氣候環(huán)境差異的因素也要進行考量，選擇用料各不同的玻璃來作為幕墻材料，結(jié)合當?shù)丨h(huán)境實際，從玻璃著手、做一定處理，使之經(jīng)過處理之后便可以成為與建筑物要求相符的用材，而且是具有高效保溫、隔熱效果的用材?？梢栽囍涯承┰丶尤氩Ａе校岣咂湮鼰嵝?，隨著吸熱能力的提高，其隔熱性也就會有所提高，屆時，便可以把吸收來的大量熱量傳輸?shù)绞覂?nèi)，發(fā)揮保溫效用。將這種玻璃推廣用于北方是可行的，因為北方冬天氣溫很低。當然也可以充分采用玻璃面鍍膜的方法，使普通玻璃變身為熱輻射玻璃，可以反射紅外線，但同時它也會降低和反射可見光，無形中就使采光率有所下降，所以不適用于北方地區(qū)。

3.2 鋁板幕墻、石材幕墻保溫技術(shù)及其保溫性能

常見的保溫材料是鋁塑復(fù)合板、鋁蜂窩板和鋁單板這三種，其中鋁蜂窩板由于采用蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，因此保溫性能更好。如果選用石材作為幕墻主要用材，多是將花崗巖作為主要的使用材料，花崗巖又包括有鋁蜂窩花崗巖以及天然花崗巖兩種，單從保溫方面來考量，前者保溫性能要更好于后者。除此之外，隨著社會的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了許多新型的幕墻材料，如巖棉材料以及纖維板等。材料類型不同，其組成成分也都各不相同，這也就決定了不同類型材料其保溫效果都是不盡相同的，相應(yīng)的所適用于使用的環(huán)境也都不一樣。因此，要求我們在實際使用的過程當中，應(yīng)靈活按需去進行選擇。

3.3 節(jié)能幕墻裝飾板的保溫性能

節(jié)能幕墻裝飾板有諸多優(yōu)勢，其集結(jié)了各種材料所突出具有的優(yōu)點，將這些優(yōu)點組成一個集合體之后，不管是在連接方法上，還是在構(gòu)造設(shè)計上，都凸顯其明確的應(yīng)用優(yōu)勢，而且其在很大程度上摒除了傳統(tǒng)幕墻存在的缺點，尤其是在保溫性上有了很大改善。當然，其外觀也是與現(xiàn)代人審美是相符的，更重要的是，它更符合幕墻保溫技術(shù)提出的要求，除了有性價比高的優(yōu)點外，應(yīng)用安全性也非常強，能使用很長的時間，而且各種檔次幕墻都可以適用。

4 結(jié)束語

建筑行業(yè)節(jié)能的實現(xiàn)，是國家實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的根本。就從本質(zhì)上來看，建筑能耗水平的高低，與國家能源安全、環(huán)境健康、社會可持續(xù)發(fā)展等多方面都有密切聯(lián)系。對于建筑幕墻而言，在致力于提高幕墻保溫隔熱性能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)節(jié)能減排，達到最優(yōu)性價比，是目前建筑幕墻發(fā)展研究的關(guān)鍵。