孫開燕

【摘 要】建筑幕墻是現(xiàn)代建筑技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是融建筑技術(shù)、建筑藝術(shù)為一體的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，使建筑物更具時(shí)代感和藝術(shù)感，已成為城市建筑步入現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。本文對建筑常用的各種幕墻的保溫性能進(jìn)行比較分析，供同行借鑒參考。

【關(guān)鍵詞】幕墻；節(jié)能設(shè)計(jì)；保溫性能；新型幕墻

On the wall design and application of energy-saving insulation

Sun Kai-yan

（Construction Group Co.， Ltd. Nantong four Nantong Jiangsu 226300）

【Abstract】 the construction curtain wall is the product of development of modern construction technology， combining building technology， architecture， as one of the peripheral protect structure， make more fashionable and artistic building， has become a city building into one of the important signs of modernization. in this paper， the architecture of the commonly used various curtain wall thermal insulation performance of the comparison and analysis， for reference for the same.

【Key words】Curtain wall；Energy saving design；Insulation performance；New curtain wall

建筑幕墻（curtain wall for building）是由面板與支承結(jié)構(gòu)體系組成的，可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或自身有一定變形能力，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻，幕墻分為玻璃幕墻、石材幕墻、金屬幕墻等。幕墻可以減少傳統(tǒng)混凝土外墻大量的鋼筋和混凝土的使用量，對于減少高耗能建材使用所達(dá)到的節(jié)約能源、節(jié)約資源有很大的幫助。但幕墻作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其保溫、隔熱性能均遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)墻體，是傳統(tǒng)墻體熱損失的5～6倍，幕墻的能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右。以下對幕墻保溫隔熱性能及做法進(jìn)行探討。

1. 各種幕墻保溫隔熱性能的比較

幕墻作為建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)不但要滿足人們采光、日照、通風(fēng)、視野等基本要求，還要具有優(yōu)良的保溫、隔熱、隔聲性能，才能為人們提供舒適、寧靜的室內(nèi)環(huán)境，才能滿足人們節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、改善熱舒適條件、提高生活水平和實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。

1.1 不同做法玻璃幕墻保溫隔熱性能的比較。玻璃幕墻保溫隔熱性能比較差，通風(fēng)效果不太好，直接影響到建筑物的設(shè)備配置及能源消耗，有悖于我國的國情。建筑師和采暖空調(diào)專業(yè)技術(shù)人員，要考慮玻璃幕墻使用的適應(yīng)性和最大限度地減少能耗，幕墻的保溫性能系指建筑幕墻室內(nèi)外兩側(cè)存在空氣溫差的條件下，幕墻阻抗從高溫——側(cè)向低溫——側(cè)傳熱的能力（不包括從縫隙中滲透空氣的傳熱），幕墻的保溫性能用傳熱系數(shù)k來表示。傳熱系數(shù)k的物理意義為：在穩(wěn)定傳熱條件下，幕墻室內(nèi)外兩側(cè)的空氣溫度差為1k，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的傳熱量，以w/m2.k計(jì)（建筑幕墻保溫性能分級值見表1）。

表1 建筑幕墻保溫性能分級值

分級指示 一 二 三 四

傳熱系數(shù)k k≤0.7 0.7

1.1.1 玻璃的選用對玻璃幕墻的保溫隔熱性能影響最大。對于玻璃幕墻而言，由于玻璃的面積占外立面的85%以上，參加熱交換的面積很大，能耗相對也多，其玻璃材料是節(jié)省能源的關(guān)鍵（不同玻璃的傳熱特性及參數(shù)見表2）。

1.1.2 鋁型材的選用對玻璃幕墻的保溫隔熱性能的影響不可忽視。傳統(tǒng)明框幕墻做法： 玻璃板塊分格的縫隙對玻璃幕墻的保溫隔熱性能有很大影響，特別是明框幕墻。傳統(tǒng)明框幕墻室內(nèi)外鋁型材之間沒有其它隔熱材料間隔，而隔熱斷橋鋁型材在室內(nèi)外鋁型材之間有一道隔熱保溫性能非常好的隔熱體。隱框幕墻對鋁型材沒有嚴(yán)格的保溫隔熱要求。

表2 不同玻璃的傳熱特性及參數(shù)

玻璃名稱 玻璃種類、結(jié)構(gòu) 透光率 遮陽系數(shù)sc 傳熱系數(shù)u夏 傳熱系數(shù)u冬

單片白玻 6c 89% 0.99 5.74 6.17

白玻中空 6c+12a+6c 81% 0.8 3.09 2.75

單片熱反射鍍膜 6cts140 40% 0.55 5.72 5.66

熱反射鍍膜中空 6cts140+12a+6c 37% 0.44 3.04 2.58

low-e中空玻璃 6ceb12+12a+6c 39% 0.31 1.70 1.66

說明：白玻璃指普通透明玻璃，6c表示6mm透明玻璃，cts140是熱反射鍍膜玻璃型號，ceb12是low-e玻璃型號。u是ashera標(biāo)準(zhǔn)條件下的傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)單位是w/m3℃。

1.1.3 密封方式對玻璃幕墻的保溫隔熱性能有很大影響。幕墻板塊分格縫隙有兩種方法密封：一種是采用耐侯密封膠，另一種是采用膠條。由于用耐侯密封膠現(xiàn)場濕密封可以有效的保證幕墻的氣密性，減少了室內(nèi)外空氣的流動(dòng)量，因此就可以有效的保證幕墻的保溫隔熱性能。

1.1.4 先進(jìn)的幕墻體系對玻璃幕墻的保溫隔熱性能有質(zhì)的改變。雙層幕墻是當(dāng)今歐美十分流行的一種概念幕墻，它的工作原理如下：冬天，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，內(nèi)外兩層幕墻中間的空氣由于陽光的照射而溫度升高，像一個(gè)溫室，提高了內(nèi)層幕墻的外表面溫度，減少了室內(nèi)熱量的散失，從而降低建筑物采暖的運(yùn)行費(fèi)用。夏天，打開上下進(jìn)排風(fēng)口，由于煙囪效應(yīng)，產(chǎn)生氣流，在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的氣流帶走了通道內(nèi)的熱量，降低了內(nèi)層幕墻的表面溫度，減少了空調(diào)負(fù)荷。 從技術(shù)資料來看，雙層幕墻與傳統(tǒng)幕墻比較：采暖時(shí)可以節(jié)省能源約40%～50%，制冷時(shí)可以節(jié)約能源約40%～60%。

1.2 不同做法的鋁板幕墻、石材幕墻保溫性能比較。

1.2.1 石材的選用對石材幕墻的保溫隔熱性能影響較大。用于石材幕墻外墻材料通常有兩種：天然花崗巖石板、鋁蜂窩花崗巖石板。這兩種材料的保溫隔熱性能依次為：鋁蜂窩花崗巖石板>天然花崗巖石板。

1.2.2 鋁板的選用對鋁板幕墻的保溫隔熱性能影響較大。用于鋁板幕墻外墻材料通常有三種：鋁單板、鋁蜂窩鋁板和鋁塑復(fù)合板。這三種材料的保溫隔熱性能依次為：鋁蜂窩鋁板>鋁塑復(fù)合板>鋁單板。

1.2.3 保溫材料的不同對鋁板、石材幕墻的保溫隔熱性能影響最大。目前，幕墻行業(yè)常用的保溫隔熱材料有以下幾種：保溫巖棉、聚氨酯、纖維板、擠塑泡沫保溫隔熱材料等，其中擠塑泡沫保溫隔熱材料性能最佳，它的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.0289w/m2.k。

1.2.4 密封方式對鋁板、石材幕墻的保溫隔熱性能有很大影響。

（1）幕墻板塊分格縫隙有兩種方法密封：一是采用耐侯密封膠，另外是采用膠條。由于用耐侯密封膠現(xiàn)場濕密封可以有效的保證幕墻的氣密性，減少了室內(nèi)外空氣的流動(dòng)量，這樣就可以有效的保證幕墻的保溫隔熱性能。

（2）幕墻的保溫性能應(yīng)通過控制總熱阻值和選取相應(yīng)的材料來解決。為了減少熱損失，可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行改善：第一是改善采光窗玻璃的保溫隔熱性能，盡量選用中空玻璃，并減少開啟扇。

（3）如果采用普通透明玻璃，它的熱傳系數(shù)高，且對太陽輻射和遠(yuǎn)紅外熱輻射沒有能力限制，因此其面積越大夏季進(jìn)入室內(nèi)的熱量越多，冬季室內(nèi)散失的熱量也越多。不同的玻璃其性能差別也不同，一個(gè)玻璃品種不能適用于所有氣候環(huán)境和使用朝向。為阻隔太陽輻射熱， 對玻璃也要進(jìn)行處理。如在玻璃原片中添加一些元素可以成為吸熱玻璃，在玻璃的一個(gè)面鍍膜可成為熱輻射玻璃，low-e玻璃及solar-e玻璃等。例如吸熱玻璃吸收的熱量越多，阻隔熱的效果就越好。但吸熱和透光是矛盾的，所以，吸熱玻璃的隔熱也受到一定的影響，況且吸熱玻璃吸收的一部分熱量仍會(huì) 有相當(dāng)多的傳人室內(nèi)。熱反射玻璃在反射紅外線的同時(shí)，對可見光的透射也有一些減弱和反射，使采光率降低，反射光會(huì)造成眩光污染。由于熱反射玻璃反射太陽能，因而不適應(yīng)于北方寒冷地區(qū)。低輻射鍍膜玻璃是上世紀(jì)90年代開發(fā)應(yīng)用的玻璃新品種， 其輻射率一般為0.1左右，最低可以降至0.05，是普 通玻璃輻射率的1/10左右，提高了節(jié)能效果。而遮陽型low-e玻璃采用獨(dú)特的熱噴射鍍膜技術(shù)制成，除本身具有低輻射性能外，還具有控制陽光的能力。

（4）在一般情況下，單片吸熱玻璃或熱輻射玻璃，low-e玻璃和solar-e玻璃能取得一定的節(jié)能作用，但其效果很有限，在玻璃面積太大時(shí)仍不能滿足需要，采用這些玻璃組成的中空玻璃是較好的選擇。對于中空玻璃的外片玻璃，一般采用吸熱玻璃，熱反射玻璃，吸熱low-e玻璃。內(nèi)片采用透明玻璃或 low-e玻璃。通過這樣處理，外片玻璃吸收大部分太陽輻射熱，空氣層將外片玻璃的熱輻射阻擋在外不對室內(nèi)二次傳熱。中空玻璃的使用不僅能降低太陽輻射，也可有效阻止溫差傳熱。；第二是對非采光部分采用隔熱效果好的材料作后襯墻，如浮石、 輕質(zhì)砼或設(shè)置保溫芯材；第三是密閉處理和減少透風(fēng)部位。

2. 一種新型幕墻：整體節(jié)能幕墻裝飾板

（1）xry節(jié)能幕墻裝飾板，是先進(jìn)的復(fù)合技術(shù)將不同材料的優(yōu)點(diǎn)集成的結(jié)果。獨(dú)特的構(gòu)造設(shè)計(jì)、粘接方法及與墻體的連接方式，使其有很高的抗沖擊強(qiáng)度、抗剪協(xié)性能，具有保溫與裝飾雙重性能，節(jié)材節(jié)能；同時(shí)，與墻體連接牢固且施工更簡捷，提高了安全系數(shù)和使用年限。采用本技術(shù)完全能滿足規(guī)范對外墻保溫節(jié)能的要求，具有制作及安裝綜合成本低、使用安全性好、壽命長、外觀效果好等優(yōu)點(diǎn)，適用于高層或多層高、中高檔建筑的外墻外裝飾及外保溫。xry幕墻節(jié)能裝飾板是由絕熱用擠塑聚苯乙稀泡沫塑料（xps）為芯材，面材有各種石材（板厚5～l0mm）、纖陶板（板厚4mm）、鋁板（板厚1.2mm，漆膜厚25 m）、鋁塑板（板厚4mm，面鋁0.21mm，底鋁0.21mm，漆膜厚25 m）以及表面噴氟碳金屬漆的其它面材；背面材料有各類金屬板、硅鈣板或用特制的玻璃纖維水泥砂漿抹面等復(fù)合而成。該成果主要應(yīng)用于外墻外保溫裝飾，是集保溫與裝飾為一體的新型幕墻產(chǎn)品。它采用工廠化生產(chǎn)、工地現(xiàn)場安裝，徹底改變了目前外墻外保溫的傳統(tǒng)做法，同時(shí)能很好克服目前傳統(tǒng)外墻外保溫做法時(shí)容易出現(xiàn)的外墻開裂、脫落和滲水等現(xiàn)象。它施工工期短，綜合成本低，裝飾保溫效果好，且自重輕。

（2）“xry鋁板、鋁塑節(jié)能裝飾板”利用了傳統(tǒng)幕墻材料及安裝構(gòu)造體系的成熟技術(shù)，創(chuàng)造性的將先進(jìn)的斷橋隔熱和保溫技術(shù)及材料，科學(xué)地應(yīng)用于板材的構(gòu)造之中，徹底解決了傳統(tǒng)幕墻“美觀不保溫”的現(xiàn)象和傳統(tǒng)保溫的“保溫層與面層的應(yīng)力差”問題。板材從外到里依次為： 0.3mm鋁層+3.4mm塑料層+0.3mm鋁層+50mmxps擠塑板層+4mm高硅鈣板底層，與四周斷橋隔熱框料復(fù)合而成。根據(jù)建筑的節(jié)能要求，芯材可采用不同厚度的xps板，完全能保證墻體的保溫要求。

（3）“xry節(jié)能鋁板裝飾板”由于三層復(fù)合，不但具備優(yōu)良的保溫功能（kc≤ 0.42）還使板材剛度大大提高，塊面能大能小，成熟的氟碳漆保證板材有優(yōu)良的耐久性和美觀的效果，而且自重又輕于傳統(tǒng)幕墻。

3. 結(jié)束語

幕墻的保溫節(jié)能是幕墻設(shè)計(jì)及應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，筆者認(rèn)為：玻璃、金屬、石材等傳統(tǒng)幕墻的發(fā)展已開始過渡到整體節(jié)能幕墻板，整體節(jié)能幕墻板不久將取代傳統(tǒng)的保溫隔熱組合，更好的為工程質(zhì)量服務(wù)。