建筑幕墻保溫節(jié)能設(shè)計(jì)淺談

劉建威

豐日源建設(shè)集團(tuán)有限公司 江蘇 無錫 214000

隨著時(shí)代的發(fā)展影響下，人們對現(xiàn)代建筑的要求不斷提升，不僅要求建筑物具有遮陽、采光好、保溫等效果，還特別注重建筑幕墻這一建筑外部裝飾結(jié)構(gòu)和美觀性，人們對建筑物的需求也為建筑設(shè)計(jì)師們提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，我國很多建筑施工當(dāng)中對建筑幕墻進(jìn)行廣泛運(yùn)用。建筑幕墻的誕生讓現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理念發(fā)生了巨大的變化，更改革了現(xiàn)代建筑方法、方式、工藝等，促進(jìn)了我國現(xiàn)代建筑技術(shù)的迅速發(fā)展。但是在實(shí)際施工建筑當(dāng)中，建筑幕墻充分體現(xiàn)了采光性能，讓建筑物更加美觀，卻導(dǎo)致建筑物的保溫效果并不理想，這與建筑工程設(shè)計(jì)的要求背道而馳，特別是北方地區(qū)進(jìn)入寒冷冬季時(shí)，如果建筑物保溫性較差，會(huì)降低人們對生活環(huán)境的舒適感，所以，建筑幕墻設(shè)計(jì)師必須高度重視該問題。

1 建筑幕墻概述

目前建筑幕墻主要分為不同兩個(gè)方面，一方面是面板，一方面是支撐結(jié)構(gòu)體系，兩組缺一不可，只有兩組結(jié)合才能形成建筑幕墻，建筑幕墻也是建筑物主體，所以，建筑施工建設(shè)中的建筑幕墻必須具備較強(qiáng)的變形力，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行位移，更具有支撐能力。建筑幕墻類型比較多，目前市面上的類型主要有金屬建筑幕墻、玻璃建筑幕墻等。建筑幕墻和現(xiàn)代建筑外墻有著極大的不同，建筑幕墻建設(shè)不需要使用很多鋼筋、磚瓦以及混凝土，所以，這與我國能源匱乏問題完全相符合，所以，建筑幕墻在建筑項(xiàng)目建筑中有著較大的優(yōu)勢。建筑施工中對于建筑幕墻的運(yùn)用，不僅能夠很大程度的節(jié)省資源、能源的使用，也能起到節(jié)能環(huán)保的效果。然而任何一種產(chǎn)品的存在都是有利有弊，建筑幕墻也不例外，如果將建筑幕墻作用于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，和傳統(tǒng)墻體比較而言，其的隔熱功能和保溫性能較不理想，尤其熱損是傳統(tǒng)墻體的5倍之多，從建筑能耗的整體方面來看，建筑幕墻占比達(dá)到百分之四十[1]。

2 我國幕墻保溫施工技術(shù)的優(yōu)勢

我國建筑行業(yè)近些年發(fā)展迅速，建筑企業(yè)為了讓建筑工程項(xiàng)目符合人們的生活需求，所以，針對施工地質(zhì)、環(huán)境、氣溫等進(jìn)行充分的考察，對當(dāng)?shù)氐臍夂蛱匦缘冗M(jìn)行深入探究和分析，根據(jù)分析結(jié)果確定建筑墻體導(dǎo)熱系數(shù)，另外，也會(huì)對陽光照射程度等因素進(jìn)行充分思量，通過對建筑工程施工制定相關(guān)施工規(guī)范要求，讓工程結(jié)構(gòu)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在建筑項(xiàng)目施工當(dāng)中，運(yùn)用幕墻外墻保溫節(jié)能對建筑物有著積極影響，如運(yùn)用外墻保溫技術(shù)可以避免外墻冷熱不均發(fā)生開裂等情況，還能預(yù)防施工過程中出現(xiàn)熱橋狀況，外墻保溫技術(shù)的運(yùn)用更能延長建筑物的使用時(shí)間。下面就建筑施工項(xiàng)目中運(yùn)用幕墻保溫施工技術(shù)的優(yōu)勢做一介紹。首先，運(yùn)用幕墻保溫施工技術(shù)能夠防止火災(zāi)情況的發(fā)生，現(xiàn)代建筑中較少使用木材建筑材料，施工項(xiàng)目中使用的主要材料為化學(xué)合成材料，有些合成材料更被當(dāng)作建筑物施工建設(shè)的主要材料，這類材料具有易燃性特性，所以，較易造成建筑物發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，火災(zāi)一旦發(fā)生發(fā)展迅速較快，不僅會(huì)危及人們的生命安全，更會(huì)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，但是如果使用鋼筋砼墻體能夠完全解決上述問題。其次，我國城市化建設(shè)當(dāng)中高層建筑居多，建筑物高處由于被風(fēng)面承受的風(fēng)力較大，再加上負(fù)壓所致較易導(dǎo)致保溫板發(fā)生脫落現(xiàn)象，鋼筋砼墻體卻不同，它的抗壓能力較強(qiáng)，更適用于高層建筑。最后，我國南方地區(qū)由于空氣較為濕潤，特別是室內(nèi)環(huán)境濕度較大，水汽形成會(huì)導(dǎo)致墻體及保溫板之間產(chǎn)生結(jié)露，給保溫板的使用帶來嚴(yán)重影響。所以，對于這類問題運(yùn)用鋼筋墻體結(jié)構(gòu)就能完全規(guī)避。

3 建筑幕墻材料的選用在幕墻保溫節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃

低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃都被叫做保溫鍍膜玻璃，兩種玻璃材料具有可見光、高通透性的特點(diǎn)，而且面對紅外線輻射會(huì)產(chǎn)生高反射反應(yīng)，尤其面對遠(yuǎn)紅外線輻射產(chǎn)生的反射率非常高，能夠讓大部分的可見光照射室內(nèi)環(huán)境中，照射到室內(nèi)物體的光產(chǎn)生的輻射長波依然在室內(nèi)保持，有著較高的透明性。在建筑項(xiàng)目施工中運(yùn)用低輻射玻璃及多功能鍍膜玻璃，不管是哪種玻璃材料都能提升能量的使用率，有些地區(qū)天氣較為寒冷，在建筑施工建設(shè)時(shí)會(huì)使用地傳輸太陽能量，通過將大量的熱輻射向建筑物內(nèi)反射，從采暖建筑方面而言，保暖及節(jié)能作用非常顯著。低輻射玻璃及多功能鍍膜玻璃通常是作用于中空玻璃的制作，不會(huì)在項(xiàng)目建設(shè)中使用單片玻璃。如果使用其他玻璃材料制作中空玻璃，無法保證傳熱系數(shù)，低輻射玻璃及多功能鍍膜玻璃卻不同，這兩種材料制作的中空玻璃因?yàn)闊醾鬏斂刂剖且粯拥?，后者在降低熱量方面性能更佳?/p>

3.2 熱反射鍍膜玻璃

這里所說的熱反射鍍膜玻璃，也被叫做陽光控制鍍膜玻璃，屬于具備反射太陽能作用的一種鍍膜玻璃。這類玻璃可以借助鍍膜透過可見光，將具有加熱功能的遠(yuǎn)紅外光反射隔絕到建筑物外，玻璃材料所吸收的太陽熱能也會(huì)通過鍍膜將其隔離，讓熱散發(fā)到建筑物外，讓太陽熱的作用被削弱。數(shù)據(jù)顯示這類材料對太陽光發(fā)射率達(dá)到百分之二十以上，遮光性能較為突出。熱反射鍍膜玻璃可以有效控制建筑物內(nèi)的熱環(huán)境，可以保證室內(nèi)光線不會(huì)給人帶來較大刺激，提升人們的居住舒適度。

3.3 保溫巖棉

巖棉就是礦物棉，是一種無機(jī)材料，巖棉是大自然形成的礦物產(chǎn)品，沒有毒性，不會(huì)給人的身體造成損壞。如果在建筑項(xiàng)目中使用巖棉，能夠起到保溫、防火等作用，而且可以讓建筑結(jié)構(gòu)使用壽命延長，價(jià)格低廉符合價(jià)值成本需求，讓建筑物具有保溫和隔熱性能，隔音效果也非常理想。西方國家在建筑項(xiàng)目建設(shè)中運(yùn)用巖棉外墻外保溫隔熱比較普遍，由于巖棉外墻保溫隔熱具有防火的功效，所以，在防火等級要求較高的建筑項(xiàng)目中比較適用。

4 建筑幕墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化在幕墻保溫節(jié)能設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)

幕墻保溫節(jié)能設(shè)計(jì)中對于建筑幕墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，主要探究雙層玻璃幕墻的幕墻結(jié)構(gòu)形式，雙層幕墻是內(nèi)層玻璃幕墻和外層玻璃幕墻形成，外層幕墻使用的為明框或隱框玻璃幕墻，內(nèi)層幕墻主要為鋁合金門窗等。內(nèi)層玻璃幕墻和外層玻璃幕墻會(huì)產(chǎn)生通風(fēng)間層，空間較為密閉，外層幕墻下方是空氣進(jìn)入的進(jìn)風(fēng)口，上方是空氣排出的排風(fēng)口，會(huì)產(chǎn)生熱量緩沖層，對室內(nèi)溫度起到調(diào)節(jié)的作用。對于比較寒冷的地方，對內(nèi)層玻璃幕墻和外層玻璃幕墻進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，就能充分發(fā)揮其的作用和性能，尤其是冷、熱負(fù)荷相當(dāng)?shù)墓步ㄖ斜容^適用，和一樣的建筑比較，設(shè)計(jì)合理的雙層玻璃幕墻能耗節(jié)能占比達(dá)到百分之五十。

5 雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用

(1)封閉式內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻。這類幕墻比較適用于冬季比較寒冷的地方，外層玻璃幕墻屬于基本密閉的，通常是斷熱型材及中空鋼化玻璃結(jié)合，內(nèi)層主要是單片鋼化玻璃型材玻璃幕墻，能夠打開窗戶。雙層幕墻中間的通風(fēng)間層有120-200mm的厚度，在施工中會(huì)將通風(fēng)間層和吊頂部位暖通系統(tǒng)排風(fēng)管銜接，這樣就會(huì)產(chǎn)生從下而上的空氣循環(huán)，這種方式屬于強(qiáng)制性循環(huán)。

(2)封閉式內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻。這類幕墻也被叫做呼吸式雙層玻璃幕墻，外層玻璃幕墻是單層玻璃和非斷熱型材構(gòu)成，內(nèi)層是單元幕墻，或者為隔熱幕墻。當(dāng)寒冷的季節(jié)來臨時(shí)，需要將通風(fēng)層進(jìn)排風(fēng)口關(guān)閉，陽光照射在換氣層內(nèi)的空氣中，會(huì)讓其溫度逐漸上升，最終轉(zhuǎn)化為溫室效應(yīng)，能夠保證內(nèi)層玻璃溫度，減少了建筑物采暖能源的使用。炎熱季節(jié)到來時(shí)，將換氣層風(fēng)口打開，通風(fēng)間層內(nèi)的熱量會(huì)被煙囪效應(yīng)帶走，讓內(nèi)層玻璃表面溫度減少，這樣人們更少依賴空調(diào)電器。再者，在控制進(jìn)排風(fēng)口方面，以及設(shè)計(jì)內(nèi)層幕墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)通風(fēng)層給室內(nèi)輸送新鮮空氣效果，對建筑通風(fēng)質(zhì)量也有著極大的影響。所以，這類的玻璃幕墻是將不同類型玻璃幕墻的優(yōu)勢進(jìn)行互相促進(jìn)，互相補(bǔ)充，不僅保證了室內(nèi)舒適度，更保證了室內(nèi)自然通風(fēng)。

(3)呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用。這類玻璃幕墻通風(fēng)間層從水平方向上和多個(gè)房間銜接，從豎直方向而言對多個(gè)樓層進(jìn)行了覆蓋，但是部分幕墻間通風(fēng)間層沒有水平分隔，豎向也無分隔，只是利用外層幕墻，在屋頂位置進(jìn)底層位置透風(fēng)口具有通風(fēng)性能。天氣寒冷后關(guān)閉外層幕墻通風(fēng)口，利用通風(fēng)間層產(chǎn)生的溫室效應(yīng)讓室內(nèi)溫度適宜，很大程度的降低了建筑物的能耗。炎熱天氣時(shí)將通風(fēng)口打開，借助煙囪效應(yīng)產(chǎn)生通風(fēng)作用。這種系統(tǒng)在外層玻璃幕墻中運(yùn)用，設(shè)置的開口較少，建筑物外部噪音較大，就特別適合使用這類系統(tǒng)。然而建筑內(nèi)每個(gè)房間產(chǎn)生的聲音會(huì)利用通風(fēng)間層傳遞，產(chǎn)生內(nèi)部噪音。也可以完全開啟外層幕墻，但是進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)口不是很明確，不能借助煙囪效應(yīng)產(chǎn)生自然通風(fēng)。炎熱季節(jié)時(shí)打開外層幕墻，能夠?qū)⑵洚?dāng)做遮陽裝置，讓內(nèi)層幕墻承受的太陽輻射削弱；寒冷季節(jié)關(guān)閉外層幕墻，產(chǎn)生空氣緩沖層，提升了建筑的保溫性能。如果將外層玻璃幕墻開啟會(huì)讓內(nèi)層玻璃幕墻風(fēng)壓下降，能夠避免雨水進(jìn)入內(nèi)層玻璃幕墻，所以，可以將內(nèi)層玻璃幕墻的窗戶一直打開，促進(jìn)自然通風(fēng)[2-3]。

6 雙層玻璃幕墻系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)

如果當(dāng)?shù)貧夂蚣敖ㄖ愋瓦m合運(yùn)用雙層玻璃幕墻，工作人員必須對內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)體系對內(nèi)層玻璃、外層玻璃的各種性能要求有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)和了解。外循環(huán)玻璃幕墻而言，內(nèi)層幕墻使用的玻璃幕墻具有較好的保溫作用，這樣寒冷季節(jié)可以保溫，炎熱季節(jié)可以隔熱。外層幕墻主要為單層玻璃幕墻，具有防護(hù)的效能，讓夾層內(nèi)的遮陽裝置不會(huì)因?yàn)橛晁竟?jié)造成不同程度的損壞。另外，外層立面設(shè)置的開口能夠?qū)A層中的通風(fēng)有效調(diào)節(jié)，內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)是內(nèi)層幕墻，主要為傳統(tǒng)的單層玻璃幕墻，外層的幕墻相比較而言性能較好。還應(yīng)該對空區(qū)間層寬度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。間層如果寬度不符合要求范圍，會(huì)導(dǎo)致多個(gè)樓層出現(xiàn)串聯(lián)通風(fēng)現(xiàn)象，尤其煙囪效應(yīng)非常顯著，導(dǎo)致不能通風(fēng)。如果建筑室內(nèi)發(fā)熱量比較大，不能有效通風(fēng)，寒冷季節(jié)無法保溫，炎熱季節(jié)不能散熱，更會(huì)增加空調(diào)使用率。另外，還應(yīng)該對遮陽百葉進(jìn)行合理設(shè)計(jì)?？諝忾g層如果未設(shè)計(jì)遮陽百葉，遮陽系數(shù)將非常低，而且占用了多余的建筑空間。從外循環(huán)系統(tǒng)方面來講，想要讓建筑形成良好的自然通風(fēng)，夾層寬度應(yīng)在400mm以上，如果想要縮小幕墻結(jié)構(gòu)對建筑面積的占通，會(huì)將雙層幕墻間距變小，這樣需利用機(jī)械對夾層實(shí)現(xiàn)通風(fēng)作用，一般夾層距離通常在100mm以上。從內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)來講，想要在各種類型的建筑項(xiàng)目中對空腔機(jī)械通風(fēng)量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證通風(fēng)啟動(dòng)溫度，必須對控制測量進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，這對能耗節(jié)約方面十分的關(guān)鍵。實(shí)踐證明，在間層中間偏外百分之十以上的寬度位置設(shè)置遮陽百葉，可能會(huì)發(fā)揮更好的通風(fēng)及隔熱作用。

7 玻璃幕墻保溫技術(shù)分析

7.1 材料對保溫效果的影響

幕墻的保溫性能就是建筑物的幕墻在建筑物外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境中溫度存在差異，會(huì)形成阻抗進(jìn)行熱傳導(dǎo)，熱傳導(dǎo)的特性是高溫位置將熱能傳導(dǎo)到低溫位置。如果以玻璃幕墻使用性能方面而言，保溫和隔熱性能其實(shí)與我國氣候及人的生活需求不相適應(yīng)，因?yàn)椴Ａ荛]性過強(qiáng)，自然通風(fēng)效果不理想，直接影響到能源消耗和設(shè)備的配備，因此，建筑師應(yīng)該從整體的角度考量玻璃幕墻的保溫性能，還應(yīng)該有效控制費(fèi)用投入。如果想要提升保溫性能需要使用符合要求的優(yōu)質(zhì)材料。運(yùn)用鋁型、玻璃等材料時(shí)，與幕墻體系、保溫技術(shù)密封手段有著密切的聯(lián)系性。一般運(yùn)用的鋁型材料未裝入隔熱材料，隔熱斷橋鋁型材會(huì)在中間增加能夠隔熱的材料，具有較好的保溫效果。就保溫密閉技術(shù)方面分析，為了提升其的保溫性能，通常使用耐侯密封膠、密封膠條，這種材料的使用能夠讓室內(nèi)空氣流動(dòng)減少，提升幕墻透氣性，保證了幕墻的保溫隔熱作用。西方的很多國家在設(shè)計(jì)幕墻時(shí)選擇雙層幕墻，內(nèi)層玻璃和外層玻璃都具有保溫效果，內(nèi)層和外層玻璃之間的空間就好比保溫室，陽光照射到夾層內(nèi)的空氣溫度也會(huì)上升，熱量會(huì)直接傳導(dǎo)到內(nèi)層幕墻內(nèi)部，讓室內(nèi)溫度適宜，保溫作用非常理想[4-5]。

7.2 保溫技術(shù)的分析

為了能夠保留熱量，應(yīng)該提升幕墻的保溫作用，這就需要對原材料進(jìn)行深入研究，如，在選擇制作幕墻的材料時(shí)，可以使用中空玻璃，這是由于普通玻璃傳導(dǎo)系數(shù)比較高，熱傳導(dǎo)性能較好，大部分的太陽輻射都可接受，也能夠吸收很多熱量，但是也會(huì)散失大量的熱量，無法對熱量產(chǎn)生限制作用。由于不同的地區(qū)氣候和環(huán)境不同，可以運(yùn)用多樣化的玻璃材料制作幕墻，通過對玻璃材料進(jìn)行處理，讓其滿足人們保溫隔熱的需求，可以將一些元素加入到玻璃材料中，讓其可以轉(zhuǎn)化成吸熱玻璃，具備吸熱和隔熱能力，這樣能夠?qū)⑽盏拇蟛糠譄崮軅鲗?dǎo)到建筑物內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)保溫的效果，尤其在北方冬季較為適用。還可以充分運(yùn)用玻璃面鍍膜方式，將普通玻璃轉(zhuǎn)化成熱輻射玻璃，對紅外線起到反射作用，但是也減少了可見光的透射性，潛移默化的讓其采光降低，因此，在北方地區(qū)不宜使用。

8 結(jié)束語

現(xiàn)代建筑物項(xiàng)目建設(shè)中，建筑幕墻運(yùn)用比較廣泛，屬于一種較好的外裝飾結(jié)構(gòu)，不僅能夠提升建筑物的外部美觀度，也能保證建筑物的保溫隔熱效果，更符合節(jié)能環(huán)保要求，是當(dāng)前建筑工程中不可缺少的重要部分。