于冬 張弘

摘要：在現(xiàn)代城市建筑中，玻璃幕墻技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。玻璃幕墻具有新穎美觀的外形，極具裝飾效果，而且在建筑節(jié)能方面性能優(yōu)良，因此，玻璃幕墻技術(shù)越來越受到人們的青睞。本文中探討了玻璃幕墻設(shè)計的基本要求，然后對現(xiàn)代建筑中幾種玻璃幕墻的應(yīng)用進行分析，希望能夠促進我國建筑玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑；玻璃幕墻；節(jié)能；設(shè)計

中圖分類號：TE08 文獻標(biāo)識碼： A

引言：

隨著人們對物質(zhì)與精神生活要求的逐步提高，現(xiàn)代化的建筑走進了我們的生活。一方面人們對建筑形式多元化和個性化的追求，使建筑師對建筑造型個性化設(shè)計，導(dǎo)致建筑物體型系數(shù)增加。另一方面人們對建筑的自然采光、通透感、現(xiàn)代感的追求，導(dǎo)致建筑的窗墻比越來越大，也會使建筑單位能耗明顯增加。為此，我們呼吁設(shè)計師在滿足人們對建筑形式追求的前提下，也要充分考慮資源的利用與能源的流失，研制和設(shè)計出更節(jié)能、環(huán)保的建筑幕墻。在眾多形式的建筑幕墻類型中，玻璃幕墻為能耗最大的一種，因此如何做好玻璃幕墻的節(jié)能減排工作成為幕墻設(shè)計師的首要攻堅內(nèi)容，本文就緊緊圍繞這一點進行深入的探討。

2、玻璃幕墻設(shè)計的基本要求

玻璃幕墻的設(shè)計應(yīng)主要從以下幾項著手考慮。

首先應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強度及安全性的要求，這也是幕墻設(shè)計的最基本的要求。幕墻設(shè)計師在設(shè)計過程中，需要通過計算選用強度、剛度足夠的材料，防止幕墻受到外界風(fēng)荷載、雪荷載、自重荷載、地震等作用，出現(xiàn)變形以致產(chǎn)生裂縫，以使其滿足結(jié)構(gòu)和安全性的要求。其次要滿足使用者對其建筑美學(xué)、實用性和經(jīng)濟性的要求，這往往是客戶對其最直觀、最直接的要求。另外就是從其功能、性能考慮，要滿足控制熱量傳遞、控制空氣交換、控制日光照射、控制雨水滲透、控制噪聲、防火、防雷等多方面的要求。在玻璃幕墻設(shè)計時不但要注重滿足業(yè)主和建筑設(shè)計師對幕墻外觀和強度方面的要求，也要顧及實際施工方便快捷，保證施工質(zhì)量，達到節(jié)能要求。

3、幕墻設(shè)計的節(jié)能理念分析

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也進一步推動了玻璃幕墻的應(yīng)用，尤其是在其形式的要求上更加體現(xiàn)了時尚、通透、靚麗、現(xiàn)代的元素。而玻璃幕墻的能耗問題也越來越明顯的影響著人們的生活，因此幕墻的設(shè)計不僅僅要求在外觀上和安全性上有所保障，還應(yīng)該在節(jié)能上有所突破。玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計主要從兩個方面著手：（1）單層玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計；（2）雙層玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計。

3.1單層玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計

單層玻璃幕墻的透光性比較強，任何波長的光源都可以通過這種單層的玻璃幕墻進入室內(nèi)，從而提高室內(nèi)溫度，并且溫度不好控制，需要空調(diào)來調(diào)節(jié)，從而消耗了能源。而我們需要做的就是對單層玻璃幕墻進行必要的設(shè)計，使其能夠獲得最佳的室內(nèi)溫度，盡最大的可能降低空調(diào)的使用，節(jié)約能源。一般說來，主要的操作方法有以下幾點：

（1）減少玻璃幕墻的面積，也就相當(dāng)于減少了可以透過玻璃幕墻的光源量，降低了室內(nèi)溫度升高的可能性，進而也就不需要利用室內(nèi)空調(diào)來進行溫度的調(diào)節(jié)了；

（2）減少光照的另一個主要方法就是調(diào)整玻璃幕墻的朝向。在很大程度上，玻璃幕墻的朝向是由整體建筑的設(shè)計朝向所決定的，因此，也就需要我們對整個建筑進行事先規(guī)劃，如果當(dāng)?shù)毓庹蛰^強，導(dǎo)致室溫較高的話，應(yīng)該采取南北走向的建筑布局，以避免單層玻璃幕墻長期處于照射下；

（3）遮陽裝置的使用，這也是當(dāng)前使用最為廣泛，效果也最好的一種玻璃幕墻設(shè)計方式。遮陽裝置的采用，可以零活的調(diào)控光源穿透玻璃幕墻的量，進而有效的控制室內(nèi)的溫度變化。當(dāng)光照不強時我們可以不采取遮陽措施，進而使陽光盡可能的進入室內(nèi)而增加室內(nèi)的溫度；而當(dāng)光照較強且直射時，我們就可以采取遮擋或者半遮擋的方式來對陽光進行遮擋，進而阻止室內(nèi)的溫度過度升高，從而保證室內(nèi)一直保持人們感覺比較舒適的溫度，減少空調(diào)的使用。當(dāng)前遮陽裝置的設(shè)計主要有兩種方式，一種是在玻璃幕墻外面設(shè)置遮陽裝置，另一種是在室內(nèi)進行遮擋，后一種方式是目前較為常用的，其中最為常見的就是窗簾的使用；

（4）玻璃的選擇也會起到不同的節(jié)能效果，我們可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w光照程度，選取最合適的玻璃。如低輻射鍍膜玻璃（又稱Low-E玻璃），是在玻璃表面鍍上多層金屬或者其他化合物組成的膜系產(chǎn)品。這種玻璃對可見光有較高的透射率，對紅外線（尤其是中遠紅外）有很高的反射率，具有良好的隔熱性能。根據(jù)不同地區(qū)節(jié)能的實際需要，又有不同型號的Low-E玻璃：高透型Low-E玻璃，遮陽型Low-E玻璃和雙銀Low-E玻璃。在寒冷的北方地區(qū)，主要考慮保暖，應(yīng)用高透型中空Low-E玻璃（膜面在第3面），冬季太陽熱輻射透過玻璃進入室內(nèi)增加室內(nèi)的熱能，而室內(nèi)的暖氣、家電、人體發(fā)出的遠紅外被阻隔反射回室內(nèi)，有效地降低暖氣能耗；在炎熱的南方地區(qū)，主要考慮遮陽阻熱，應(yīng)用遮陽型中空Low-E玻璃（膜面在第2面），夏季能限制更多的太陽能進入室內(nèi)，可有效的降低夏季空調(diào)的能耗；而雙銀Low-E玻璃，因其膜層中有雙層銀層而得名，突出了玻璃對太陽熱輻射的遮蔽效果，將玻璃的高透性與太陽輻射的低透過性巧妙的結(jié)合在一起。雙銀Low-E玻璃的使用不受地區(qū)限制，適合于不同氣候特點的廣大地區(qū)。

（5）斷熱型材的應(yīng)用。由于玻璃幕墻的骨架系統(tǒng)均為金屬結(jié)構(gòu)，而金屬為熱的良導(dǎo)體，成為了室內(nèi)外冷熱傳遞的橋梁，無形中造成了室內(nèi)冷熱能量的損失，為此我們應(yīng)盡量選用斷橋隔熱型材作為玻璃幕墻的支撐結(jié)構(gòu)。

3.2雙層玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計

雙層中空玻璃就是在兩層玻璃之間留出適當(dāng)?shù)拈g隔來，中間部分獨立的成為一個空間，在這樣一個空間內(nèi)充入惰性氣體，就能夠較好的減少玻璃內(nèi)外的熱交換，以這樣一種方式來實現(xiàn)玻璃的隔熱保溫作用，實現(xiàn)節(jié)能的目的。在條件及預(yù)算許可的情況下，可建議使用雙層幕墻。幕墻外層圍護結(jié)構(gòu)可防風(fēng)雨，內(nèi)層防人員墜落，兩層幕墻分開施工外，基本構(gòu)造與一般構(gòu)件式幕墻沒什么區(qū)別，只是幕墻外層離墻體的空間較大，而且上下設(shè)置百葉，室內(nèi)熱空氣進入幕墻中腔，上升后經(jīng)幕墻頂部百葉排到室外，而室外較冷的空氣從幕墻底部的百葉進入幕墻中腔，再進入室內(nèi)，通過熱空氣對流不斷循環(huán)，使室內(nèi)空氣保持清新，有自然風(fēng)冷的效果，從而節(jié)約空調(diào)用電，達到節(jié)能減排的目標(biāo)。所以雙層幕墻又被稱為呼吸幕墻。

4、新型玻璃幕墻的建筑節(jié)能應(yīng)用分析

隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，一些節(jié)能的新型材料逐漸在玻璃幕墻上得到應(yīng)用，并且在外觀上也有了重大的突破。目前較為流行的光電幕墻便很好地體現(xiàn)了這一點。光電幕墻的基本單元為光電板，光電板是由若干個光電電池進行串、并聯(lián)組合而成的電池陣列，將電池陣列放入兩層玻璃中（上層為透明玻璃，下層顏色任意）用鑄膜樹脂熱固而成，在光電板背面接線盒和導(dǎo)線，這樣就可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為人們所使用。這種結(jié)構(gòu)形式不僅能夠充分的利用太陽能資源來為我們服務(wù)，還能夠利用各種不同形式的造型，增強玻璃幕墻的美觀性，最大可能的為我們的生活帶來便利。此外，還會有更多新型的玻璃幕墻材料為我們的生活提供更多的服務(wù)。

5、結(jié)語

綜上所述，我們在利用玻璃幕墻來美化我們的建筑物的同時還應(yīng)該充分考慮它的節(jié)能特性，通過合理的使用新型材料和改進結(jié)構(gòu)形式等方式，達到理想的節(jié)能效果。雖然幕墻的節(jié)能設(shè)計可能會花費更多的時間和金錢，但是用發(fā)展的眼光從長遠看，建筑節(jié)能更是一項利在當(dāng)代，功在千秋的事業(yè)。

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