玻璃幕墙的节能技术研究

陈晓枫

【摘要】随着21世纪新时代的到来，建筑业发生了翻天覆地的变化。但是能源危机的不断加深，警示着人们在建筑业发展的同时要加强资源节约。人们在追求建筑物的艺术性、通透性的同时，越来越重视对节能技术的运用。玻璃幕墙的产生和发展正好给建筑业带来了机遇和挑战。本文就玻璃幕墙的节能技术进行全面细致的探讨，并介绍单层玻璃幕墙和双层玻璃幕墙的节能原理，为玻璃节能技术在建筑工程领域中的应用提供有效的参考意见。

【关键词】玻璃幕墙；节能技术；单层玻璃幕墙；双层玻璃幕墙

中图分类号：TE08 文献标识码： A

引言

玻璃幕墙目前在各大城市建筑中已经非常常见，为城市建设增光添彩。外观简洁、通透性佳、富有现代感、节能性好是玻璃幕墙的四大优点，一度成为企业实力和形象的象征。玻璃幕墙频频运用在高层写字楼、商务建筑中，它的风采有增无减。玻璃幕墙之所以成为现在风靡的建筑材料，不仅是因为它的外观美，还有一个重要的原因是满足现代人们对节能和环保的追求。

玻璃幕墙概述

1.1玻璃幕墙的发展历程

玻璃幕墙作为现代化建筑的一种主要的外围结构，它的主要优点包括外观简洁、通透性佳、富有现代感、节能性好。在对玻璃幕墙进行设计建造过程不仅要满足建筑美学和建筑功能的高度要求，尤其要考虑到热工设计，做到国际建筑业公认的三大原则：“开放与交流，舒适与自然，环保与节能。”

二十世纪五十年代，玻璃幕墙在西方国家逐渐兴起，由于它的形式多样、丰富多彩的外装饰效果，迅速在全球发展起来。我国的幕墙建筑始于1983年，发展高潮是在九十年代中期。随着玻璃幕墙技术的不断更新和发展，它所呈现的艺术性、通透性被很多人所喜爱，中国各大城市的标志性建筑物纷纷效仿，采用这种建筑技术可以提升自己的形象。虽然玻璃幕墙技术还处于初始阶段，因其技术不成熟等一系列的原因，导致最早一批的玻璃幕墙存在些许安全隐患，但是随着玻璃幕墙技术得不断更新和完善，当时出现的问题都已经基本得到解决[1]。

目前，大部分玻璃幕墙的节能保温性能都是采用镀膜玻璃、热反射玻璃、中空玻璃和隔热断桥铝型材来达到降低结构传热系数的。这些材料的采用不仅可以消除结构体系“热桥”、降低空气渗透热损失，还可以减少开启窗扇面积、提高建筑物的密封性。总的来说，玻璃幕墙的设计仍然停留在消极设防的设计思想阶段，还没有形成革命性的突破。

1.2玻璃幕墙设计发展趋势分析

玻璃幕墙的设计思想要从消极设防变为主动利用能源，在设计功能上要追求主动性和积极性。全球变暖趋势逼近，生态环境破坏和环境污染严重，导致能源危机不断加深。目前世界上冬季的供暖热消耗和夏季的空调制冷电损耗是能源消耗的大户，为了要减少冬季供热采暖的热损耗和能源耗损和夏季的空调制冷的热袭人和能源损耗，这种积极主动的玻璃幕墙设计思路是迫切需要引进的。今后玻璃幕墙设计的发展趋势主要是形成以采暖供热为主以达到温室效应的玻璃幕墙设计技术，此外以空调制冷为主达到冷房效果的玻璃幕墙设计技术，两种玻璃幕墙设计技术均可以利用太阳能技术来实现。

单层玻璃幕墙的节能技术

单层玻璃幕墙要同时满足供给的采暖供热和夏季的空调制冷的需要，以前人们对节能的研究只停留在传热过程、建筑模式结合和传热过程以及生命周期分析的基础之上，这虽是一个漫长的研究实验过程，但是目前已经有了初步的实现方案。现阶段经过研究得出有四种种实施方案可以解决这些问题，分别是减少玻璃幕墙的使用面积、采用不同形式的遮阳方式、减少开启窗扇的面积选择合理的玻璃幕墙材料。

2.1减少玻璃幕墙的使用面积

减少玻璃幕墙的使用面积，可以减少夏天热透射量，降低室内温度，减少空调的电损耗；冬季则可以降低热交换量，从而减少由玻璃保温性质差造导致的热损失。但是很多建筑工程为了外观和形象的美观，减少玻璃幕墙的使用面积并不现实。因此，建议寒冷的北方地区可以适当减少冬季主风向立面玻璃幕墙使用面积，而南方城市相对炎热，可以适当南立面等朝阳方向的玻璃幕墙使用面积[2]。

2.2选择合理的玻璃幕墙材料

玻璃表面具有换热性强、热透射率高的特点，它所产生的室内温度往往比平常不设玻璃幕墙的室内高。因此，除了减少玻璃幕墙的使用面积之外，选择合理的玻璃幕墙材料也是至关重要的。太阳辐射的特点极其复杂，主要呈现两个方面：可见光波长短的热量小，范围在380nm~780nm之间；红外线波长长，热量大，范围在780nm以上。因此，玻璃幕墙的材料应该遵循太阳辐射的特点来选择，尽量让短波可见光投射进来，把长波辐射热反射出去，这样才能达到在不降低采光效果的同时又可以减少夏季空调的能耗。目前采用镀膜玻璃、热反射玻璃、中空玻璃和隔热断桥铝型材可以降低结构传热系数，这些材料的采用不仅可以消除结构体系“热桥”、降低空气渗透热损失，还可以减少开启窗扇面积、提高建筑物的密封性。

2.3采用不同的遮阳方式

遮阳方式一般有装设遮阳板、遮阳百叶，这几种方式影响太阳光远比玻璃材质的效果大得多。要达到最大限度减少阳光的直接照射，可以在玻璃幕墙上设置这样系统，从而减少室内温度，这种遮阳措施主要采用在炎热地区建筑防热。遮阳在防热的同时，减少太阳辐射，避免产生眩光，以此可以改善室内环境气候。目前室内遮阳材料使用最普遍的就是窗帘，因此，对窗帘不了的选择非常关键。新型纳米材质的窗帘不仅可以反射大部分紫外线辐射，还具有特殊的吸附功能，将紫外线转换成热能释放出去。

双层玻璃幕墙的节能技术

双层玻璃的构造主要由内、外两层玻璃幕墙组成，两层玻璃形成一个通道，然后在外层玻璃上设置进风口和出风口。为了达到立面通透、视野开阔的效果，内层玻璃幕墙主要采用悬窗结构模式。这种模式不仅操作方便，通风换气更自然、柔和、舒适。如图1所示。

图1 双层玻璃幕墙构造图

3.1双层玻璃幕墙的节能原理

双层玻璃幕墙的优点在于，夏季利用“烟囱效应”，凭借自然通风换气，减少室内温度；冬季利用“温室效应”，提高保温效果，降低采暖供热的能耗。夏季阳光照射强烈，双层幕墙的通风道中的空气很容易受热，使得空气自下而上地流动，以此把通风道中的热空气卷走，从而降低室内温度。如果配合半透明卷帘可以反射大部分太阳辐射，减少降温负荷，提高资源节约率。冬季可以关闭双层幕墙的外层的通风口，提高室内阳光照射所产生的温度，降低室内、室外的温差，减弱室内温度向外传递的力度，可以起到很好的室内保温效果，从而减少取暖费用[3]。

3.2通过强化通风降温降低能源损耗

幕墙周围的温度与气象观测温度相比，幕墙周边的温度会显然高级毒，尤其是对每层隔断的双层玻璃幕墙来说，风速和风向决定了双层幕墙中的换气量，并非“烟囱效应”决定。因此，在设计双层幕墙的时候，要充分考虑到空间与通风口的隔断位置和距离，防止夏季热风倒灌。

结束语

人们玻璃幕墙建筑技术的研究发展至今已经积累了非常丰富的经验，不同的地理位置、气候条件所使用的玻璃幕墙技术也不同，节能效果也会不同。我国的玻璃幕墙建筑技术发展至今已经有二十多年的发展历史，现在的玻璃幕墙技术科学性更强，安全性能更高。此外许多行业标准的相应出台推动玻璃幕墙建筑技术走向成熟、规范。目前玻璃幕墙技术在满足城市发展发面做出了巨大贡献，由此说明，开放透明的玻璃幕墙是为城市而生的。

【参考文献】

[1]翁启奋.建筑玻璃幕墙节能技术探讨[J].福建建材,2012(9):037.

[2]施长青.对玻璃幕墙节能技术发展的探讨[J].建材技术与应用,2011(10):005.

[3]司永军,常建梅.浅谈建筑玻璃幕墙节能技术[J].现代企业教育,2012(6):111-112 .