玻璃幕墙与建筑节能（精选11篇）
玻璃幕墙与建筑节能 篇1
1、应用背景
目前, 在国家节能减排政策的大力推动下, 我国对新建建筑的节能材料应用和既有建筑节能改造的力度进一步加大。其中, 玻璃门窗作为建筑中的薄壁围护结构, 起到采光和通风的动能。但是, 正因为玻璃这种材料的特殊性, 使之成为建筑使用上最大的能源薄弱环节。经多家权威机构论证, 通过玻璃门窗损失的能量在建筑使用能耗中达到40%的比例。因此, 对玻璃采取节能措施正成为迫在眉捷的任务, 研发和应用玻璃节能新技术具有重大意义。
2、玻璃耗能的成因及计算
2.1 玻璃耗能的成因
众所周知, 普通玻璃对太阳光的辐射是没有任何阻隔作用的。太阳光中的紫外线、可见光、红外线波段均可毫无阻隔地透过玻璃。由于可见光的高比例透过, 使玻璃具有了采光功能。同时由于大量红外热量的直接透过, 给室内夏季空调制冷带来了额外的负荷, 而造成新的制冷能耗 (太阳光中能量在每个波段的分布是, 紫外线占3%, 可见光占44%, 红外线占53%) 。
玻璃作为一种薄壁的轻质围护结构材料, 它的导热率相对要远远高于其他围护结构材料, 如混凝土、砖块等。这使得冬季在室内采暖时会有更多的热量通过玻璃传至室外, 造成采暖能量过多的损耗。
2.2 玻璃在夏季及冬季耗能的计算
玻璃在夏季因太阳辐射而进入室内的每平米每小时的热量Q=△t×k+630Sc (△t为室内外的温差, K为玻璃的传热系数, S c为玻璃的遮阳系数, 630为夏季的太阳常数) 。那么以南方地区既有建筑的6mm单玻 (K=5.8w/m2·h Sc=0.93) 为例, 室温空调制冷控制在26℃, 室外气温在36℃的情况下, 透过玻璃进入室内的热量:
Q单玻=643.9w/m2·h
透过 (6+12A+6) 的中空玻璃 (K=3.0w/m2·h Sc=0.83) 的热量
Q中空=10×3+630×0.83=552.9w/m2·h
玻璃在冬季采暖所损失的热量Q=△t×K, 同样以6mm单玻为例, 采暖室温控制在20℃。
夏热冬冷地区的温差△t设定在20℃.
Q单玻=20×5.8=116w/m2·h
寒冷地区的温差△t设定在30℃。
Q单玻=30×5.8=174w/m2·h
严寒地区的温差△t设定在40℃
Q单玻=40×5.8=232w/m2·h
6+12A+6的中空玻璃采暖所损失的热量。
夏热冬冷地区:Q=20×3.0=60w/m2·h
寒冷地区:Q=30×3.0=90 w/m2·h
严寒地区:Q=40×3.0=120 w/m2·h
3、玻璃节能的方法
从上面的计算公式可以看出, 影响玻璃耗能, 抛开外界环境因素造成的温差不谈, 主要因素是玻璃的遮阳系数和传热系数。尤其是夏季, 降低传热系数对室内空调制冷的负荷影响很小, 主要取决于玻璃的遮阳系数。而冬季, 降低传热系数是控制室内热量流失的有效措施。因此, 降低Sc和K值就可以达到玻璃节能的效果了。
我们先从降低玻璃的Sc值说起。目前传统的方法能降低可见光进入而阻隔部分可见光所带有的热量 (如茶色玻璃等) , 虽然这种玻璃是在一定程度上降低了Sc, 但由于未能有效的阻隔太阳光中含有的热能比例最高的红外线, 进入室内的热量必然很多, 而且由于阻隔了大部分的可见光, 使玻璃的采光性能降低而使室内产生新的采光电能;另外一种减少玻璃Sc值的传统方法是在玻璃上镀一层阳光控制金属膜, 可以有效地阻隔各波段的太阳光, 高端的产品也可以达到较高的可见光透过率, 这是目前最常用的方法。
那么, 有没有一种新的技术来使玻璃既能保持很好的采光性能, 又能最大限度地阻隔太阳光中的红外、紫外波段, 同时又能兼顾经济适用性呢?答案是肯定的, 北京化工大学和池州英派科技有限公司联合承担的“863”计划项目——建筑节能玻璃膜, 就是一种新型的建筑门窗玻璃及玻璃幕墙节能的有效材料。该技术采用纳米金属氧化物为材料和用材料的纳米效应, 让太阳光中的可见光波段达81.5%的透过率, 同时对紫外线有99%以上的阻隔率。对红外线有90%的阻隔率, 这样在室内采光不受影响的前提下, 最大程度地阻隔了影响空调致冷负荷的红外线的热量进入室内, 从而大大提高了空调效率。由于该材料对中、远红外均有极高的阻隔作用, 也可以起到冬季采暖时的中、远红外热量的向室外流失, 实现保温功能。根据“国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心”及具有国家认证的检测机构检测, 该产品的光学及节能性如下: (见表1)
从检测数据可以看出, 该技术对玻璃的节能有很大的贡献, 由于是自主研发的新技术、新工艺, 产品的成本仅为市场高档进口同类膜的1/4~1/8。
4、建筑节能玻璃膜在新建建筑及既有建筑节能设计中的应用
4.1 新建建筑中的应用
根据上述检测报告中的S c值及K值, 在夏热冬冷地区及寒冷地区, 这二个指标完全符合建筑节能设计标准, 可以直接应用。
4.2 既有建筑节能改造中的应用
先从夏热冬暖和夏热冬冷地区说起, 因这两种地区中, 既有建筑中有大量的单玻存在。那么先对比一下, 6mm普通玻璃和6mm贴膜玻璃的情况。前面的计算已经得出, 夏天6mm普通玻璃进入室内的热量为643.9 w/m2·h, 6mmm贴膜玻璃的Q=△t·k+630Sc=10×4.9+630×0.52 (按可见光70%的透过率计算) =376.6 w/m2·h, 那么可以计算出贴膜玻璃可以减少267.3w/w/m2·h的热量进入室内, 节能比例为41.5%, 冬天6mm单玻流失的热量Q=116w/w/m2·h, 6mm贴膜玻璃流失的热量Q=△t·k=20×4.9=98 w/m2·h, 可以减少18w/m2·h的热量损失, 节能比例为15.5%。夏热冬冷地区夏季制冷期为4个月冬季采暖期为4个月计算, 6mm普通玻璃全年的能耗为:643.9×24×120+116×24×120=2188512w/m2·h, 而6mm贴膜玻璃全年的能耗为:
全年可减少能耗821664w/m×·h, 节能率为37.5%, 按玻璃能耗占建筑使用能耗的40%计算, 6mm普通玻璃经贴膜改造后可以有15%的节能率。
同样计算, 6+12A+6普通中空玻璃贴膜改造的节能率
Q中空=552.9 w/m2·h
冬天:Q贴膜=20×2.4=48 w/m2·h
Q中空=20×3=60 w/m2·h
计算出, 6+12A+6普通中空玻璃经贴膜改造后的节能率为14.3%。
从以上论述中, 可以看出既有建筑中无论是单玻或普通中空, 仅贴膜这一项改造, 就可以为既有建筑带来近15%的节能率, 而且贴膜省时, 安装方便, 无须拆装窗框, 更换玻璃, 在改造过程中无须搬迁安置居民。随着国家及社会对建筑节能的重视, 门窗玻璃及幕墙玻璃的节能设计、选材正成为工程验收的一种强制性标准。从节能、安全等方面综合考虑, 建筑门窗及幕墙玻璃贴膜是一种最好的选择, 特别是现有建筑的节能改造, 玻璃贴膜无疑有其独到的优势。根据发达国家的经验来看, 建筑玻璃贴膜是建筑玻璃节能的发展趋势。
玻璃幕墙与建筑节能 篇2
一、幕墙保温材料
（一）玻璃幕墙
隐框玻璃幕墙面板玻璃采用6 LOW-E +12（A）+6、8 LOW-E +12（A）+6、8彩釉+12（A）+8中空钢化玻璃，其导热系数较普通玻璃低的多，具有很好的保温隔热效果。
（二）石材幕墙、铝板幕墙
石材幕墙、铝板幕墙均采用保温岩棉作为保温材料，石材幕墙保温层厚度为100㎜，铝板装饰线条、铝板包梁、柱保温层厚度均为25㎜。
二、节能工程施工方案
（一）铝板幕墙保温层施工方案
1、层间铝板幕墙
先将保温岩棉与3㎜厚钢板粘牢，再将钢板用自攻钉固定在立挺上，保温层与墙体间留50㎜隔汽层，隔汽层应上下应通畅。
2、铝板装饰线条、铝板包梁、柱
直接将100㎜厚保温岩棉固定于铝板背面，再进行铝板安装。
（二）幕墙转角处保温层施工方案
本工程铝板与铝板、铝板与玻璃转角对接处缝隙的保温措施均采用3㎜厚氟碳铝板作为内侧封板，封板用自攻钉固定在两侧铝立柱上，再用保温岩棉填嵌缝隙，外侧耐侯密封胶密封。
（三）石材幕墙保温层
先将保温材料固定在墙面，螺钉横向间距不大于400㎜，竖向间距不大于600㎜，进行墙面粉刷找平，在进行干挂石材的安装。
三、幕墙节能工程的安装要求
1、幕墙保温材料的安装应符合设计要求，应安装牢固，不得松脱；
2、遮阳设施的安装位置应满足设计要求，安装应牢固；
3、隔汽层应完整、严密、位置正确，穿透隔汽层处的节点构造应采取密封措施；
4、冷凝水的收集和排放应通畅，并不得渗漏；
5、幕墙与周边墙体间的接缝采用弹性闭孔材料填充饱满，后用耐侯密封胶密封。
6、玻璃幕墙的密封条应镶嵌牢固、位置正确、对接严密。
四、保温工程的质量验收
（一）保温工程材料的进场检验
1、玻璃
① 玻璃进场后，应核查其质量证明文件和复验报告，并报监理现场验收
② 幕墙玻璃的传热系数、遮阳系数、可见光透射比、中空玻璃的露点应符合设计要求。
2、保温岩棉
① 核查保温岩棉的质量证明文件
② 对保温岩棉进行复验
3、本工程节能材料进场后需对其进行复验的见下表
（二）幕墙的性能检测
玻璃幕墙本身的物理性能也会影响其保温效果，所以应现场抽取材料和配件，在检测试验室安装制作试件进行气密性能检测，检测结果应符合设计规定的等级要求。
（三）质量验收
建筑玻璃幕墙和窗的节能设计 篇3
关键词：玻璃幕墙;节能;设计;建筑;窗
在新世纪，能源问题已成为本世纪研究的热门话题，建筑作为社会能耗的大户越来越引起人们的重视。窗作为建筑结构中最关键的保温、隔热部位，提高建筑材料的隔热性能的目的控制在于保持室内温度，节省能源消耗。根据有关资料统计得出，建筑能耗中因为窗热损失而造成的能耗占总能耗的三分之一。由此可见，在建筑施工建设中，做好节能相当关键。尤其在近年来，随着建筑透明度要求的提高，建筑物玻璃幕墙和窗户面积不断增大，节能问题也就表现的越来越突出，这就需要我们从多个不同方面入手解决该能耗问题。
一、玻璃幕墙及窗耗能问题分析
在今天的玻璃幕墙和窗户设计中，其材料选择上主要以金属和玻璃为主，这些材料本身具备较高的导热系数，幕墙及外窗是建筑能耗散失最多的部位，其所造成的能耗占建筑总能耗的三分之一以上。在这种能耗损失中，具体的能耗问题主要表现在对流、辐射、导热三个方面，因此也可以说玻璃幕墙和窗的能耗主要是这三种方式综合作用的结果。
二、建筑玻璃幕墙及窗的节能要点
经过一段时间的工作实践得出，建筑玻璃幕墙和窗的节能设计是一个系统、综合的工程，其涉及到为有限原设计、光热性计算等。由于在建筑物中窗大多都是外围结构中保温、隔热的薄弱环节，也是节能设计的关键内容，因此在设计中必须要深刻分析建筑建设中所选择玻璃、金属材料的导热性。这种做法的目的在于保证室内温度，避免因为材料导热性引起的建筑能耗。因此来说，在建筑玻璃幕墙及窗的节能设计包含以下几个方面。
1、设计原则
建筑幕墻和窗的节能设计是在周边建筑自然环境基础上，以温度、光线、气候状况为核心进行分析，针对建筑物本身的朝向、高度及室内功能特点上进行分析，通过系统、有效的方法来对室内环境、温度进行调整。这个过程可谓是一个综合、系统的过程，需要处理隔热、导热等复杂关系。在这个过程中，不仅要依靠单一的指示标准，因此在玻璃幕墙和窗的节能设计中，我们需要遵循以下设计原则。
1.1、科学性：在建筑玻璃幕墙和窗的节能设计中，我们需要综合、全面考虑各种相关因素，在建筑结构功能、性能等方面合理选择，要求玻璃幕墙和窗的结构在满足建筑外观要求的基础上，符合当地所处气候条件、材料传热导数的新要求。
1.2、实用性：在具体的建筑玻璃幕墙和窗的设计工作中，设计标准要严格按照当地环境与项目具体情况来定，参考标准和规定认真落实国家相关政策，同时处理好建筑低能耗与高舒适度之间的关系。
1.3、经济性：建筑玻璃幕墙与窗作为建筑外围结构的重要组成部分，节能设计仅仅是其中一个方面，因此需要在设计中全面考虑、综合分析。只有设计工作达到节能、环保、经济一致的情况，才能更好的体现出建筑玻璃幕墙和窗节能设计作用。
2、新材料的应用
早在上个世纪三十年代，国际建筑市场上就已经有人提出了光电幕墙、生态幕墙等新技术要求。这种幕墙体系的应用有效的缓解了传统玻璃幕墙和窗设计中存在的问题。尤其是在传统的玻璃幕墙和窗的节能设计中，可谓是节能与美观不能并存的设计。但随着科学技术的进一步发展，各种节能效果好、隔热性佳、反光系数低的材料不断涌现，这为解决建筑玻璃幕墙和窗的节能设计问题提供了便利。尤其是在光电幕墙和生态幕墙广泛应用的新时期，其广泛应用已成为当今研讨最多的课题。
3、建筑玻璃幕墙和窗的节能设计要点
玻璃材料在建筑设计中具有重要的作用，除了满足建筑结构设计如强度，刚度，风压，抗震和温度变形等要求外，在节能设计时应满足节能围护结构功能要求，要求建筑师能根据建筑的使用功能以及我国不同地区的气候特点，正确选用各种节能玻璃材料，创造出新型建筑节能技术和设计方法。窗往往是建筑围护结构中保温、隔热和节能的薄弱环节.提高建筑玻璃材料的热工性能，目的是控制窗或幕墙表面温度冬季过低、夏季过高，节省采暖或致冷能耗.从国内外玻璃材料围护结构的节能设计来看，通常主要采用以下几种方法：
（1）根据建筑的性质、使用功能以及建筑所处的气候环境条件来设计窗、幕墙，对建筑的窗墙比应有一定的控制，因为窗户面积率直接影响建筑的采光及采暖空调的能耗，一般窗墙比应控制在0.3左右.尤其在严寒地区和炎热地区，在设计大面积用玻璃窗和幕墙时，要选择采光、隔声、热工性能良好的新型玻璃材料.根据不同地区选择不同的热反射玻璃、Low―E复层玻璃（中空玻璃）以及保温玻璃等材料.
（2）根据建筑日照设计原理，合理设计窗户挑糖或遮阳措施，减小玻璃面的日照面积，降低夏季空调能耗.在进行遮阳设计时要考虑各个地区气候特点，对于冬冷夏热地区冬季需要日照，夏季需要遮阳，应采用活动式遮阳措施.在设计遮阳构造时要结合玻璃窗、幕墙建筑的整体艺术效果，材料与颜色进行考虑，而且形式要简单，美观，便于清洗，安装.
（3）在寒冷地区采用大面积玻璃窗和幕墙时应采取保温措施，防止“热桥”产生，由于窗和幕墙框大多为金属材料，金属和玻璃材料导热系数大，当室内外温差大时，应注意在窗、幕墙框架格内加热绝缘材料进行保温，以防止结露、挂霜，以减少能耗.加在幕墙竖框室内外均用热绝缘橡胶密封条分隔，形成“热断桥”后，幕墙不产生结露现象，而且视野清晰.
（4）注意视觉和冷凝现象.当采用保温材料后，如防火材料或保温隔热材料接触热反射玻璃的背面，或在热反射玻璃背后使用颜色不均匀的衬热材料时，在某种光照状态下，可能会产生视觉“穿透”现象，看到后面的物体.此外，如果在这些材料与玻璃间有潮气或冷凝水积聚，也会使玻璃和保温材料逐渐腐蚀，形成影响外观的斑点.采用遮挡结构，制造一个与视觉中空玻璃类似的遮挡中空玻璃，消除视觉穿透现象，又保证了玻璃围护结构的热工特性.
（5）玻璃窗（幕墙）还应满足美观，经济，耐久，维修，便于清洗的要求.合理选择材料和构造形式，充分考虑使用的灵活性和最大限度地减少能耗，因此，对立面分格大小，方向以及玻璃，框格颜色等均要满足适用、经济、美观的要求，使建筑呈现出多姿多彩和富丽堂皇的艺术效果.
三、结束语
在现代化建筑设计中，玻璃幕墙是极为先进的幕墙结构。随着建筑事业、科学技术的飞速发展，玻璃幕墙在建筑领域的应用日趋广泛，一方面使得我国建筑施工水平大大提升，另外也为我国建筑事业的发展起到重要作用。通过在本文中对玻璃幕墙和窗的节能设计进行深入研究，我相信大家在以后工作中对其会有一个更加深刻的认识。总之，建筑玻璃幕墙和窗的节能设计关系重大、意义深刻，因此在实际设计工作中我们必须要严格按照国家相关规定进行，并且结合建筑施工实际来进行设计，以保证设计质量，提高建筑施工水平。
参考文献：
[1] 董安民，蔡大兴. 《徐州地区建筑节能设计技术要点》获市政府科技进步奖[J]. 墙材革新与建筑节能. 2002（05）
[2] 季翔，张宝军，王国安，原雪峰. 徐州地区采暖住宅节能设计研究[J]. 徐州建筑职业技术学院学报. 2002（03）
玻璃幕墙与建筑节能 篇4
目前, 在国家节能减排政策的大力推动下, 我国对新建建筑的节能材料应用和既有建筑节能改造的力度进一步加大, 其中, 玻璃门窗作为建筑中的薄壁围护结构, 起到采光和通风的功能。但是, 正因为玻璃这种材料的特殊性, 使之成为建筑使用上最大的能源薄弱环节。经多家权威机构论证, 通过玻璃门窗损失的能量在建筑使用能耗中达到40%的比例。因此, 对玻璃采取节能措施正成为迫在眉捷的任务, 研发和应用玻璃节能新技术具有重大意义。
二、玻璃耗能的成因及计算
(一) 玻璃耗能的成因
众所周知, 普通玻璃对太阳光的辐射是没有任何阻隔作用的。太阳光中的紫外线、可见光、红外线波段均可毫无阻隔地透过玻璃。由于可见光的高比例透过, 使玻璃具有了采光功能。同时由于大量红外热量的直接透过, 给室内夏季空调制冷带来了额外的负荷, 而造成新的制冷能耗 (太阳光中能量在每个波段的分布是, 紫外线占3%, 可见光占44%, 红外线占53%) 。
玻璃作为一种薄壁的轻质围护结构材料, 它的导热率相对要远远高于其他围护结构材料, 如混凝土、砖块等。这使得冬季在室内采暖时会有更多的热量通过玻璃传至室外而造成采暖能量过多的损耗。
(二) 玻璃在夏季及冬季耗能的计算
玻璃在夏季因太阳辐射而进入室内的每平方米每小时的热量为室内外的温差, K为玻璃的传热系数, Sc为玻璃的遮阳系数, 630为夏季的太阳常数) 。那么以南方地区既有建筑的6mm单玻 (K=5.8w∕㎡•h Sc=0.93) 为例, 室温空调制冷控制在26℃, 室外气温在36℃的情况下, 透过玻璃进入室内的热量:
透过 (6+12A+6) 的中空玻璃 (K=3.0w∕㎡•h Sc=0.83) 的热量
玻璃在冬季采暖所损失的热量, 同样以6mm单玻为例, 采暖室温控制在20℃。
夏热冬冷地区的温差设定在20℃。
寒冷地区的温差设定在30℃。
严寒地区的温差设定在40℃。
6+12A+6的中空玻璃采暖所损失的热量。
夏热冬冷地区:Q=20*3.0=60w∕㎡•h
寒冷地区:Q=30*3.0=90 w∕㎡•h
严寒地区:Q=40*3.0=120 w∕㎡•h
三、玻璃节能的方法
从上面的计算公式可以看出, 影响玻璃耗能, 抛开外界环境因素造成的温差不谈, 主要因素是玻璃的遮阳系数和传热系数。尤其是夏季, 降低传热系数对室内空调制冷的负荷影响很小, 主要取决于玻璃的遮阳系数。而冬季, 降低传热系数是有效控制室内热量流失的有效措施。因此, 降低Sc和K值就可以达到玻璃节能的效果了。
我们先从降低玻璃的Sc值说起。目前传统的方法有降低可见光进入而阻隔部分可见光所带有的热量 (如茶色玻璃等) , 虽然这种玻璃是在一定程度上降低了Sc, 但由于未能有效的阻隔太阳光中含有的热能比例最高的红外线, 进入室内的热量必然很多, 而且由于阻隔了大部分的可见光, 使玻璃的采光性能降低而使室内产生新的采光电能;另外一种减少玻璃Sc值的传统方法是在玻璃上镀上一层阳光控制金属膜, 可以有效地阻隔各波段的太阳光, 高端的产品也可以达到较高的可见光透过率, 这是目前最常用的方法。
那么有没有一种新的技术来使玻璃既能保持很好的采光性能, 又能最大限度地阻隔太阳光中的红外、紫外波段, 同时又要兼顾经济适用性呢?答案是肯定的, 北京化工大学和池州英派科技有限公司联合承担的“863”计划项目——建筑节能玻璃膜是一种新型的建筑门窗玻璃及玻璃幕墙节能的有效材料。该技术采用纳米金属氧化物为材料和用材料的纳米效应, 让太阳光中的可见光波段达81.5%的透过率, 同时对紫外线有99%以上的阻隔率, 对红外线有90%的阻隔率, 这样在室内采光不受影响的前提下, 最大程度地阻隔了影响空调致冷负荷的红外线的热量进入室内, 从而大大提高了空调效率。由于该材料对中、远红外均有极高的阻隔作用, 也可以起到冬季采暖时的中、远红外热量的向室外流失, 实现保温功能。根据“国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心”及具有国家认证的检测机构检测, 该产品的光学及节能性如表1。
从检测数据看出, 该技术对玻璃的节能有很大的贡献, 由于是自主研发的新技术、新工艺, 产品的成本仅为市场高档进口同类膜的1/4~1/8。
四、建筑节能玻璃膜在新建建筑及既有建筑节能设计中的应用
(一) 新建建筑中的应用
根据上述检测报告中的Sc值及K值, 在夏热冬冷地区及寒冷地区, 这两个指标完全符合建筑节能设计标准, 可以直接应用。
(二) 既有建筑节能改造中的应用
先从夏热冬暖和夏热冬冷地区说起, 因这两种地区中, 既有建筑中有大量的单玻存在, 那么先对比一下, 6mm普通玻璃和6mm贴膜玻璃的情况。从前面已经得出, 夏天6mm普通玻璃进入室内的热量为643.9 w∕㎡•h, 6mmm贴膜玻璃的Q=△t•k+630Sc=10*4.9+630*0.52 (按可见光70%的透过率计算) =376.6 w∕㎡•h, 那么可以计算出贴膜玻璃可以减少267.3w/w∕㎡•h的热量进入室内, 节能比例为41.5%, 冬天6mm单玻流失的热量Q=116w/w∕㎡•h, 6mm贴膜玻璃流失的热量Q=△t•k=20*4.9=98 w/m2•h, 可以减少18w/m2•h的热量损失, 节能比例为15.5%。夏热冬冷地区夏季制冷期为4个月、冬季采暖期为4个月计算, 6mm普通玻璃全年的能耗为643.9*24*120+116*24*120=2188512w/m2•h, 而6mm贴膜玻璃全年的能耗为376.6*24*120+98*24*120=1366848 w/m2•h, 全年可减少能耗821664 w/m2•h, 节能率为37.5%, 按玻璃能耗占建筑使用能耗的40%计算, 6mm普通玻璃经贴膜改造后可以有15%的节能率。
同样计算, 6+12A+6普通中空玻璃贴膜改造的节能率
夏天:
冬天:
计算出, 6+12A+6普通中空玻璃经贴膜改造后的节能率为14.3%。
从以上论述中, 可以看出既有建筑中无论是单玻或普通中空仅贴膜这一项改造, 可以为既有建筑带来近15%的节能率, 而且贴膜省时, 安装方便, 无须拆装窗框更换玻璃, 在改造过程中无须让居民搬迁安置。随着国家及社会对建筑节能的重视, 门窗玻璃及幕墙玻璃的节能设计、选材正成为工程验收的一种强制性标准。从节能、安全等方面综合考虑, 建筑门窗及幕墙玻璃贴膜是一种最好的选择, 特别是现有建筑的节能改造, 玻璃贴膜无疑有它独到的优势。根据发达国家的经验来看, 建筑玻璃贴膜是建筑玻璃节能的发展趋势。
摘要：随着建筑外墙节能产品及方式的不断应用, 门窗玻璃及玻璃幕墙的节能显得更加突出, 国家标准《建筑节能工程施工质量验收规范》 (GB 50411-2007) 也把玻璃的节能作为门窗、幕墙节能工程验收的重要指标之一。本文根据我国建筑玻璃的节能现状, 对建筑玻璃节能膜的节能效果进行分析, 以期给新建建筑及既有建筑的节能改造设计提供参考。
玻璃幕墙与建筑节能 篇5
城市化步调不断加快，城市建筑不断修盖，玻璃幕墙的设计理念逐渐受到建筑业认可，更多的被应用于大型公共建筑中。在不断的被应用中，玻璃幕墙设计也在不断发展，其绿色节能技术也被赋予越来越多的关注。为了玻璃幕墙发挥出更大的节能效果，技术专家们深入研究、分析，加深了我们对玻璃幕墙节能技术的了解。行内人士的努力定能发挥出玻璃幕墙刚好的节能效果。
大型公共建筑玻璃幕墙设计中应用绿色节能技术的重要性及现实意义
我国现代化、工业化发展不断加深，能源消耗量和需求量也逐渐增多，社会面临的资源和环境压力加重，为了减轻能源发展负担，我们需要大力发展可再生能源。规模面积较大的大型公共建筑建设数量增多，其耗能问题也越来越严重，但是又不能单纯限制其发展，所以我们必须将绿色环保理念灌注到建筑设计中，体现了绿色节能在大型公共建筑玻璃幕墙设计中应用的必要性。
依照建筑耗能的特点，我国公共建筑分为大型公共建筑与普通公共建筑。前者是指规模面积大于两万平方米，并且使用中央空调系统的各种大型高级写字楼、广播及电视台、体育场馆、政府办公大楼等。大型公共建筑通过优质建筑部件和耗能设施为使用人或居住人提供便捷、舒适、健康的工作、生活环境。其功能说明了其单位面积耗能的巨大，耗电量为一般建筑的五倍左右。城市化的发展，使大型公共建筑建设量加大，耗能问题突出，但我国大型公共建筑的节能潜力很大。玻璃幕墙在大型公共建筑中的使用率和应用面积较高，但大多玻璃幕墙设计只考虑了美观，部分关注到通风、遮阳等节能层面，没有有效运用室外环境的低温度，使室内温度较高，中央空调连着多月工作，引起巨大资源浪费。
我国玻璃幕墙设计和应用绿色节能技术的现状
1.我国大型公共建筑玻璃幕墙设计的发展史
我国建筑业在大型公共建筑玻璃幕墙方面开始较晚，起步比较晚，经过多年发展，我国的建筑玻璃幕墙行业已经在世界上占领先地位，成为世界第一的玻璃幕墙使用及生产大国，逐步发展为玻璃幕墙强国。在建设城市标志性建筑、外资工程、城市形象工程等中展现了良好的面貌，树立了良好的市场印象。我国最早的玻璃幕墙是80 年代的有框玻璃幕墙，随后出现了90 年代的隐框玻璃幕墙，我国的建筑玻璃幕墙产业由小产业逐步扩大为大产业，并逐渐有了规范标准，但这阶段，我国大型公共建筑的玻璃幕墙耗能很大，光普通单层玻璃幕墙的能耗就近乎占整个建筑能耗的 40%，我国玻璃幕墙的保温、绿色节能措施还是处于被动设计阶段，主要利用热反射玻璃、消除结构体系热桥、减少开启窗扇面积、镀膜玻璃、中空玻璃、LOW-E 玻璃、提高其密封性等。
近几年，我国大力提倡绿色理念、环保节能理念，市场上逐渐出现了双层玻璃幕墙、光电玻璃幕墙和智能玻璃幕墙等新型、具有显著绿色节能效果的产品，拓宽了玻璃幕墙发展思路。
2.当前大型公共建筑玻璃幕墙常用的绿色节能方案
（1）双层玻璃幕墙的应用：双层玻璃幕墙是指由内外两层材质不相同的玻璃组成的一种具有良好节能效果的玻璃幕墙。在这种玻璃幕墙的建设及设计中，在考虑各种因素下，正确选择通风口是关键。双层玻璃幕墙也有不同种类，像井箱式双层玻璃幕墙、箱式双层玻璃幕墙、走廊式双层玻璃幕墙都是较常见的。
（2）玻璃幕墙中新的节能技术-智能玻璃幕墙：智能玻璃幕墙是一种可以根据对外温度的感应进行自动调节温度，保证室内舒适良好的环境的智能化幕墙。其可以以网络为媒介，自动调节、控制建筑内温度、光照等环境。使用智能玻璃幕墙后，建筑耗能明显降低，其在绿色节能中起到极大作用，在未来，智能玻璃幕墙也会是主要普及项目。
（3）光电技术在玻璃幕墙中的应用-光电玻璃幕墙：该玻璃幕墙主要借助自然界中量最多、最常见、最易得、利用率高的太阳光，通过能源转化，再利用。这种玻璃幕墙的应用能大大降低耗能。太阳能在建筑行业的应用越来越普遍。
（4）选用节能的新型玻璃材料：玻璃幕墙从字面看，肯定其主要材料是玻璃，故在玻璃幕墙设计过程中，选择玻璃很重要。为了保证所选玻璃种类的合理性，必须要从多方面考虑，才可以在玻璃材料方面发挥绿色节能、环保作用。在建筑墙体玻璃的选择方面，根据地域的变化和季节的更替，一般要考虑玻璃的热学及光学性能。冬夏温差不大的地方，一般用热反射的玻璃材料；冬夏温差较大的地方选择热吸收的玻璃材料。对玻璃规格要求高的建筑可以选择辐射较低、综合性能好、不反光刺眼的中空型玻璃，且还避免造成光污染。
我国玻璃幕墙设计的主要问题及发展方向
1.我国玻璃幕墙设计的主要问题
（1）玻璃幕墙设计和建设没有专门组织，依赖于建筑项目施工单位，两者的一体化不利于玻璃幕墙技术及建设的发展。在建筑行业，设计服务于施工、有争议或利益冲突时以施工为先几乎成为“定律”，其且玻璃幕墙建设过程缺少专业的监督管理，其建设质量令人担忧。且玻璃幕墙的招标机制，技术含量高、绿色节能效果但是高价的玻璃幕墙产品往往在激烈市场竞争和低价占优势的市场中失利，不利于玻璃幕墙创新技术，开发新产品。
（2）玻璃幕墙设计理念具有局限性，这不利于它进一步的发展。飞速发展的社会中，科技运用的不断深化，对玻璃幕墙设计提出了更高的要求，要求设计时既要美观、引人注目，还要兼顾到节能环保，表现出绿色发展理念，提倡节能减排。所以，其设计理念要跳出外观造型，加重对环保等社会问题要求上。但，仍有较多设计方案忽视社会需求，达不到更高的绿色节能水平。
2.我国玻璃幕墙设计的发展方向
随着时代的进步，社会的发展，我国大型公共建筑玻璃幕墙的设计理念也应随社会需求的变化而改进，应更加追求积极性、创造性，主动思考如何更好地利用能源，减少能源浪费。 近几年，我国公共建筑双层玻璃幕墙的使用就最好地展现出我国建筑走向绿色节能、智能创新阶段。地球环境的恶化，能源不足现象的出现使我们必须降低耗能，耗能厉害的玻璃幕墙建筑为降低能耗，同时维持使用舒适度必须运用绿色节能减排技术。对照国外各国大型公共建筑玻璃幕墙的发展经历，我国的玻璃幕墙设计也一定是向着绿色节能、智能创新方向发展。建筑材料和工艺的发展也促进我国的玻璃幕墙设计想着艺术性、绿色性方面发展。随着我国经济实力的提升、生产水平的提高，我国大型公共建筑玻璃幕墙设计将展现重绿色节能、追求社会价值的新特性，为人们生活、工作添色彩之外，还会为降低耗能做出贡献。
结语
玻璃幕墙引领了当代大型公共建筑外观设计新潮流，玻璃幕墙美观建筑的同时，也占据了建筑总能耗额的多半，要降低能耗，主要是要使用节能高效的玻璃幕墙。设计建筑时，也要注意科学设计玻璃幕墙，采用合理的构造，合适的材料，以达到绿色节能效果。在上述众多方案中，笔者认为双重玻璃幕墙的成本较低、绿色环保、节能效果明显，适合普遍应用。
玻璃幕墙建筑的节能措施 篇6
1 玻璃幕墙对建筑节能的影响
窗、透明幕墙对建筑能耗高低的影响主要有两个方面:一是窗和透明幕墙的热工性能影响到冬季采暖、夏季空调室内外温差传热;另外就是窗和幕墙的透明材料受太阳辐射而造成的建筑室内的得热。对于夏热冬暖地区来说, 夏季, 通过窗口玻璃幕墙进入室内的太阳辐射成为空调降温的负荷, 因此, 减少进入室内的太阳辐射以及减小窗或透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。
公共建筑的窗墙比越大, 太阳辐射对建筑能耗的影响较大, 为了节约能源, 应对窗口和透明幕墙采取外遮阳措施, 尤其在南方城市更为重视遮阳。大量的调查和测试表明, 太阳辐射通过窗进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。日本、美国、欧洲以及香港等国家和地区都把提高窗的热工性能和阳光控制作为夏季防热以及建筑节能的重点, 窗外普遍安装有遮阳措施。夏季屋顶水平面太阳辐射强度最大, 屋顶的透明面积越大, 相应建筑的能耗也越大, 因此对屋顶透明部分的面积和热工性能应予以严格的控制。
2 玻璃幕墙的节能措施
2.1 玻璃幕墙材料的选择
当大面积使用玻璃幕墙时, 要根据建筑所处的气候区和窗墙比选择玻璃, 使幕墙的传热系数和玻璃的遮阳系数符合有关标准的规定。虽然玻璃本身的热工性能很差, 但近年来这些行业的技术发展很快, 镀膜玻璃 (包括Low-E玻璃) 、中空玻璃等产品丰富多彩, 用这些高性能玻璃组成幕墙的技术已经很成熟, 如采用Low-E中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术和“断热桥”型材龙骨或双层皮通风式幕墙完全可以把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.0W/ (m2·K) 以上降到1.5W/ (m2·K) [1]。
2.2 开窗加强自然通风
近来有些建筑为了追求外窗的视觉效果和建筑立面的设计风格, 外窗的开启率有逐渐下降的趋势, 有的甚至使外窗完全封闭, 导致房间自然通风不足, 不利于室内空气流通和散热, 不利于节能。例如在我国南方地区通过实测调查与计算机模拟:当室外干球温度不高于28℃, 相对湿度80%以下, 室外风速在轻、低部分。
总结
综上分析, 钢筋混凝土结构裂缝应针对成因, 贯彻预防为主的原则, 加强设计施工及使用1.5m/s左右时, 如果外窗的可开启面积不小于所在房间地面面积的8%, 室内大部分区域基本能达到热舒适水平;而当室内通风不畅或关闭外窗, 室内干球温度26℃, 相对湿度80%左右时, 室内人员仍然感到有些闷热。人们曾对夏热冬暖地区典型城市的气象数据进行分析, 从5月到10月, 室外平均温度不高于28℃的天数占每月总天数, 有的地区高达60%~70%, 最热月也能达到10%左右, 对应时间段的室外风速大多能达到1.5m/s左右。所以做好自然通风气流组织设计, 保证一定的外窗可开启面积, 可以减少房间空调设备的运行时间, 节约能源, 提高舒适性[1]。
2.3 安装遮阳系统
遮阳是一种有效的隔热措施, 也是目前采用最广泛的一种节能措施。一栋设计不良的全为玻璃幕墙的建筑全年空调耗电量, 可能是一般混凝土外墙大楼的四倍。所以玻璃幕墙的节能比其它建筑节能更为重要, 而遮阳技术在玻璃幕墙节能措施中又占有重要位置。
2.3.1 遮阳对室内温度的影响
遮阳能够延缓室内温度峰值的时间, 房间温度波幅值较小, 这样有助于室内温度场均匀。
2.3.2 遮阳对建筑外观的影响
由于人们近年来希望建筑更附加通透明亮, 建筑立面更加美观, 建筑形态更为丰富, 所以大量的使用玻璃幕墙或增大窗墙比面积。人们通常认为加上遮阳系统会影响建筑立面的美观及室内的光线, 实际上, 遮阳系统可以在玻璃墙体上形成光影效果, 体现出现代建筑艺术美学效果。目前, 在欧洲建筑中, 以把遮阳系统作为一种活跃的立面因素, 形成双立面形式。
2.3.3 遮阳形式对建筑节能的影响
由于夏季不同朝向墙面辐射日变化很复杂, 不同朝向墙面日辐射强度和峰值出现的时间不同, 因此, 不同的遮阳方式直接影响到建筑能耗的大小。遮阳系统从位置上来分可分为“外部遮阳”和“内部遮阳”。从遮阳形式上来分, 一般为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。水平式遮阳主要适用于南向的幕墙建筑物, 垂直式遮阳主要适用于东北, 北和西北向附近的玻璃幕墙建筑。综合式遮阳主要适用于东南或西南向的玻璃幕墙建筑。挡板式遮阳主要适用于东西向的玻璃幕墙建筑。
3 以某高校图书馆为例
该图书馆地下一层地上五层, 整体采用玻璃幕墙结构。据实测调查, 该图书馆在炎热等方面的管理, 确保结构安全和避免不必要的损失。
参考文献
[1]凌新明.混凝土结构裂缝及控制分析[J].企夏季存在以下几个问题:
从实际情况来看, 中庭内的热环境不理想且能耗很大, 这也是大量带有室内中庭的公共建筑物所存在的问题。该馆还存在的一个弊端是, 由于顶层也是玻璃幕墙结构, 在中午太阳可以直射馆内, 对于高辐射南方的城市来说, 将导致严重的室内过热, 考虑到以上原因, 在顶层的玻璃幕墙下设置一封闭夹层, 采取这种措施后, 并没有很好的改善顶层的热环境。原因是夹层是封闭的, 白天吸收大量的辐射热后不能及时向外界散出去, 而是向馆内辐射, 犹如在房顶设置一个辐射源, 并没有改善馆内热环境。据调查, 该馆在炎热天气每天的空调耗电费用高达10000元, 虽然耗电费用高, 但并没有改善馆内热环境, 造成在底层温度较低, 而顶层温度较高, 让人无法忍受, 加之本地相对湿度较高, 馆内热环境更加恶劣。
针对以上特点, 可以采取以下措施改善馆内热环境:首先, 由于该馆周围建筑较稀疏, 相互之间没有遮阳, 另外, 没有树荫。基于这种情况可以采取外遮阳设施, 之所以不采取内遮阳是因为内遮阳隔热效果不如外遮阳, 内遮阳会把吸收的辐射热向馆内辐射, 而外遮阳会把大量的辐射热向外界辐射。其次, 在顶层夹层处, 设置通风口, 可以采用自然通风或机械通风。这样做的目的是让夹层内温度降低, 减少向馆内的辐射量, 改善顶层的热环境。再次, 建筑中庭空间高大, 在炎热的夏季, 中庭内的温度很高。应考虑在中庭上部的侧面开设一些窗户和其他形式的通风口, 充分利用自然通风, 达到降低中庭温度的目的。必要时, 应考虑在中庭上部的侧面设置排风机加强通风, 改善中庭热环境。
4 结论
在夏热冬暖地区, 鉴于本地的高辐射特点, 应慎重选择玻璃幕墙作为外围护结构。当采用玻璃幕墙为外围护结构时, 对建筑玻璃幕墙材料的选择应全面考虑, 除考虑幕墙的一次性造价外, 还应考虑其寿命周期成本。采取适当的措施尽可能的降低能耗。幕墙的寿命一般为50年, 如采用节能措施, 初投资虽有所增加, 但由于他们较好的隔热性, 仅需要在短时间内, 节约下来的电费就可以收回节能材料方面的造价。
参考文献
[1]GB 50189-2005公共建筑节能标准[S]4.1~4.2条
[2]高莆生, 玻璃幕墙建筑夏季室内热环境研究, 哈尔滨工业大学学报[N]2004 36 (2) 250~
业科技与发展, 2009-06-20.
参考文献
[1]GB50189-2005公共建筑节能标准[S]4.1～4.2条
玻璃幕墙建筑节能工程探析 篇7
1 玻璃慕墙节能技术
1.1 在选材上提高破璃幕墙的热工性能
为提高玻璃幕墙的保温性能, 可以采用断桥铝型材。在玻璃幕墙中, 玻璃所占的面积比铝合金框要大得多, 所以更重要的是玻璃材料的选用。日前, 采用的节能玻璃材料主要有镀膜玻璃、中空玻璃和带薄膜型热反射材料玻璃, 其中镀膜玻璃主要有太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。
1.2 在构造上提高玻璃幕墙的热工性能
(1) 提高玻璃幕墙的气密性能。 (2) 玻璃幕墙应采取遮阳措施。玻璃幕墙遮阳可采用花格、挡板、百叶、卷帘等。挡板、百叶、卷帘可采用智能化的控制装置进行调节, 以达到夏季遮阳、冬季采光的协调。 (3) 采用双层玻璃幕墙。双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成, 双层幕墙中间要形成一个通道, 同时外层幕墙设置进风口和出风口, 外层幕墙一般采用框式 (隐框、明框) 和点支承玻璃幕墙, 内层幕墙一般采用明框幕墙或铝合金门面。双层幕墙的节能是指幕墙在夏季利用“烟囱效应”通过自然通风换气降低室内温度。在冬季能产生温室效应, 提高保温效果, 降低取暖能耗。双层幕墙在夏季的阳光照射下, 通道中的空气被加热, 使空气自下而上地流动, 从而带走通道中的热空气, 达到降低房间温度的作用。另一方面, 由于双层幕墙的特殊结构本身就具有一定的遮阳功能可减少阳光对空气的辐射, 降低房间温度减少降温, 起到节约能源的目的。在冬季双层幕墙可关闭外层幕墙的通风口, 这样幕墙内部的空气在阳光照射下温度升高, 减少室内和室外的温差, 也减少了室内的温度向外界传递, 起到房间内的保温功效, 降低房间取暖费用。依据通道内气体的循环方式, 将双层通道幕墙分为内循环通道幕墙、外循环通道幕墙和开放式通道幕墙。
2 构件式玻璃幕墙
构件式幕墙是在工厂制作完成元件 (立柱、横梁) 和玻璃 (组件) , 再运往工地将立柱用连接件安装在主体结构上, 再在立柱上安装横梁, 形成幕墙框格后安装固定玻璃 (组件) 。
2.1 系统构造
(1) 明框玻璃幕墙。明框幕墙中框架的构件显露于玻璃面板外, 玻璃面板采用镶嵌或压扣等机械方式固定在框架内。明框玻璃幕墙的应用最为广泛, 由于玻璃面板镶嵌在铝框中, 由铝框承受作用在面板上的风估载、地震作用和自重, 并将这些荷载通过横梁和大柱传递到主体结构上, 所以工作性能与隐框以及点支式幕墙相比, 较为可靠, 使用寿命较长, 也较易施工。在施工中值得注意的是:玻璃和铝柜之间必须有空隙, 以满足温度变化和主体结构位移所需要的变形空间;必要时用硅酮结构密封胶予以密封;为防止渗水, 明框玻璃幕墙应在横梁上设置等压腔, 使腔内压力均与外风压相等, 以阻止雨水沿密封胶缝隙渗入。
(2) 全隐框玻璃幕墙。全隐框幕墙是采用结构胶将玻璃面板安装在框架外侧的幕墙, 玻璃用硅酮结构密封胶固定在框架上, 所以玻璃外表面设有框料明露。同时, 隐框幕墙一般采用镀膜玻璃, 由于镀膜玻璃的单向透像特性, 所以从外侧看不到框料, 达到隐框的效果, 形成大面积的全玻璃镜面。
在全隐框幕墙中, 结构密封胶将玻璃重力、风荷载以及地震作用传递给铝框, 同时还要承受温度变化的影响。因此, 结构胶性能及打胶质量是隐框玻璃幕墙的关键环节之一。
为满足要求, 胶的性能必须具备两个重要条件:相容性和安全性。相容性是指能有效混结与之接触的所有材料 (玻璃、钢材、耐候胶和垫条等) , 它必须通过材料的相容性试验来保证;安全性是指能够接受玻璃面板的自重、风荷载、地震作用以及温度变化的影响, 必须根据规范, 通过计算胶的宽度及厚度来予以保证。
(3) 半隐框玻璃幕墙。相对于明框玻璃幕墙来说, 幕墙元件的玻璃板其中两对边镶嵌在铝框内外两对边采用结构胶直接黏接在铝框上, 构成半隐框玻璃幕墙。立柱隐蔽, 横粱外露的玻璃幕墙称之为坚隐横框玻璃幕墙;横梁隐蔽, 立柱外露的玻璃幕墙称之为横隐立框玻璃幕墙。
2.2 施工准备
(1) 安装施工之前, 幕墙安装厂商应合同土建承包商检查现场清理情况、脚手架和起重运输设备, 确认是否具备幕墙施工条件。
(2) 构件储存时应依照安装顺序排列, 储存效应有足够的承载能力和刚度。在室外储存时应采取保护措施。
(3) 玻璃幕墙与主体结构连接的预埋件, 应在主体结构施工时按设计要求埋设。预埋件位置偏差不应大于20mm。
(4) 颈埋件位置偏差过大或末设预埋件时, 应制定补救措施或可靠连接方案, 经与业主、土建设计单位商量同意后, 方可实施。
(5) 由于主体结构施工偏差而妨碍幕墙施工安装时, 应会同业主和土建承包商采取相应措施, 并在当地安装前实施。
(6) 采用新材料、新结构的幕墙, 现场制作样板, 经业主、监理、土建设计单位共同许可后方可进行安装施工。
(7) 构件安装前均应进行检验与校正, 不合格的构件不得安装使用。
2.3 施工要点
(1) 玻璃幕墙立柱的安装应符合下列要求:
(1) 立柱安装轴线偏差不应大于2mm; (2) 相邻两根立柱安装标高偏差不应大于3mm, 同层立柱的最大标高偏差不应大于1mm;相邻两根立柱固定点的距离偏差个应大于2mm; (3) 立柱安装就位、调整后应及时紧固。 (2) 玻璃幕墙横梁安装应符合下列要求: (1) 横梁应安装牢固, 设计中横粱和立柱间留有空隙时, 空隙宽度应符合设计要求; (2) 同一根横梁两端或相邻两根横梁的水平标高偏差不应大于1mm。 (3) 当安装完成一层高度时, 应及时进行检查、校正和固定。 (3) 玻璃幕墙其他主要附件安装应符合下列要求: (1) 防火、保温材料应铺设平整且可靠固定, 拼接处不应留缝隙。 (2) 冷凝水排出管及其附件应与水平构件预留孔连接严密; (3) 封口应按设计要求进行封闭; (4) 玻璃幕墙安装用的临时螺钉等, 应在构件紧固后及时拆除; (5) 采用现场焊接或高强螺栓紧固的构件, 应在紧固后及时进行防锈处理。
参考文献
[1]吴智勇.幕墙专用憎水玻璃棉在节能工程中的应用与施工[J].科技风, 2012 (4) .
玻璃幕墙与建筑节能 篇8
玻璃幕墙作为现代建筑的象征在我国国内得到了越来越广泛的应用。但是, 玻璃幕墙也给我们带来了负面影响, 如光污染和温室效应等。引入生态技术是使用玻璃幕墙的关键。“绿色科技”的理念在于运用现代科技将玻璃幕墙与建筑竖直绿化或水平立体绿化直接挂钩, 借助嵌入式的绿化设计解决遮阳和通风问题, 可以取得一举多得的效果。
建筑绿化相对玻璃幕墙来说, 既能解决光污染的问题, 又能解决温室效应。具体来讲, 它强化了幕墙外表面与周围空气和外界环境间的对流换热、幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热、幕墙和金属框格的传热、通过玻璃镀膜层减少的辐射换热等。实际测量数据表明, 墙面设置了爬墙植物, 夏季其外表面昼夜平均温度由35.1℃降到30.7℃, 相差4.4℃;墙的内表面温度相应由30.0℃降到29.1℃, 相差0.9℃。由于建筑附近的叶面蒸发作用而带来的降温效应, 还会使墙面温度略低于气温 (约1.6℃) 。显然, 绿化对墙体和室内温度的影响是极其重要的, 也增添了建筑物的艺术美。
(摘自中国玻璃网)
关于建筑玻璃幕墙的节能设计思考 篇9
关键词：建筑,玻璃幕墙,节能设计
能源问题已经成为人们面临的主要问题, 直接影响了人类的生存和发展。从我国当前的发展状况来看, 依然存在很多的能源耗费问题, 尤其是建筑行业。玻璃幕墙是建筑行业新兴的一种结构, 可以满足建筑功能和建筑美学等要求。但是阶段使用的玻璃幕墙存在严重的能源消耗, 必须及时对其进行分析。
1 玻璃幕墙节能设计原则概述
玻璃幕墙表示该项技术的性能, 主要从气密性和保温隔热两项性能分析, 达到建筑节能设计标准的建筑幕墙。我国人口较多, 幅员辽阔, 各个地区差气候差异较明显, 不同环境对建筑玻璃幕墙的要求也不相同, 具有明显差异。建筑玻璃幕墙是对建筑周边环境、温度、管线、气候等众多因素研究后, 对玻璃幕墙位置、高度和功能等优化的措施, 是一种利用系统技术和产品对室内环境进行调节的过程。此过程的进行需要考虑多种因素, 还要正确处理各种关系, 保证隔热、采光、这样、通风、传热、噪音等符合施工要求。经分析发现, 建筑玻璃幕墙节能设计必须遵循以下原则: 第一, 科学性。经过综合考虑并衡量多种因素后, 对玻璃幕墙的功能、性能、位置等方面进行优化, 选择合适的玻璃幕墙, 保证与窗户和墙壁成比例, 正确选择施工结构和材料。确定幕墙传热系数的时候, 必须根据当地气候、玻璃传热系数以及型材传热系数等进行确定; 第二, 适用性。根据周边环境和地理环境特点, 参考施工设计, 落实国家对建筑玻璃幕墙的要求, 正确处理好建筑低能耗和舒适度之间的关系。第三, 经济性。建筑玻璃幕墙不仅是建筑围护结构中的一部分, 也是建筑节能的部分, 需要全方面考虑建筑节能要求, 充分发挥建筑幕墙的功能, 体现建筑幕墙的使用价值。从原则上来看, 建筑幕墙节能需要与建筑设计师、暖通工程师和室内设计等人员进行协商, 在满足设计功能的基础上, 实现建筑幕墙节能。
2 建筑工程玻璃幕墙节能技术研究
2. 1 玻璃幕墙节能设计问题
第一, 玻璃幕墙的隔热性能。可以从辐射、对流和传导等三方面对隔热性能进行分析。人们认为辐射是玻璃幕墙中的主要部分, 设计反射玻璃幕墙时只重视辐射性能, 在长期使用中, 如果反射玻璃散热较慢, 就会累积成热源, 影响反射能力, 而且还会随着暴晒时间的增加, 增强传导性能, 高于普通玻璃热量。除此之外, 还会出现结露问题, 降低了隔热性能。第二, 很多人选择将反射玻璃幕墙作为装饰建筑, 在构造数量上占据较大比重。但是反射玻璃幕墙依然存在价格等多方面问题; 第三, 玻璃幕墙会在长期使用中出现伸缩变形和扭曲问题, 能源消耗问题较严重。扭曲严重还会影响整体幕墙结构, 产生不安全隐患。
2. 2 玻璃幕墙遮阳体系分析
实施建筑节能符合我国经济社会可持续发展要求。现在人们主要利用以下几种方式提高玻璃幕墙隔热保温性能: 第一, 利用中空玻璃、热反射玻璃和Low - E等处理技术减少了太阳的直接辐射。第二, 选用断热铝性、型材高热阻材料。但是建筑符合以下要求就要采取遮阳措施: 首先, 室内气温高于29 摄氏度、其次, 太阳辐射强度超过240 千卡/米时; 再次, 阳光照射到室内0. 5 米; 阳光持续照射超过一小时。遮阳措施不但是玻璃幕墙建筑节能的主要手段, 也是建筑设计的必要选择。
经分析发现, 遮阳具有以下几种作用: 第一, 遮阳减少了太阳直接辐射。遮阳系数是影响外围结构隔热性能的主要因素, 主要由材料本身决定。遮阳系数越小, 透过外围结构产生的太阳辐射量较少, 效果越好。第二, 遮阳可以抑制室内温度上升。在遮阳的作用下, 房间内部波幅值越小, 室内温度就越均匀, 遮阳已经成为节约电能的主要措施。第三, 遮阳可以避免直接采光, 保证室内光照均匀, 但是在阴雨天弊害较多, 必须合理设计遮阳系统。第四, 国外众多人士认为遮阳具有一定的动态趣味, 可以展现现代建筑美学效果。第五, 遮阳不利于房间通风, 必须引起注意。
按照地区特点和房间要求, 可以将遮阳分为临时性和永久性。按照形式划分, 主要以下几种类型: 水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳、档板式遮阳几种类型。遮阳效果与遮阳形式具有很大联系, 设计时必须注意遮阳板组合和构造、遮阳板安装位置和材料颜色。现在人们已经开始进行遮阳自动化设计, 主要从气候电机控制系统和时间电机控制系统进行操作。
3 提高建筑玻璃幕墙节能保证施工质量的方法
3. 1 考虑综合传热系数
玻璃传热系数表示玻璃自身隔热性能, 但并不能表示整体幕墙隔热效果。幕墙整体隔热性能会随着铝型材料的额热量传导不断减低, 而且开启扇周边区域不能密封会造成热量损失。所以玻璃传热系数决定整体隔热效果, 综合考虑型材传热和空气渗透后产生的综合隔热才是节能主要参考设计参数。
3. 2 优化隔热体系
为了保证具有良好的隔热性能, 建筑幕墙为隐矿玻璃幕墙体系。中空玻璃可以隔开室内外温差, 减少了铝型材传导产生的热桥。但如果使用明框体系, 必须选择可以进行隔热处理的铝合金型材, 一般选择断桥隔热铝型材, 或者在中空玻璃扣盖和玻璃内侧加三元乙丙隔热胶垫来阻断隔热传导。
3. 3 提高玻璃周边密闭性
玻璃幕墙气密性对玻璃幕墙节能效果具有很大影响。为了增强玻璃幕墙气密性, 可以在幕墙玻璃和玻璃与型材之间增加密封材料。通常开启扇周边位置是密闭性最差的位置, 可以在设计中充分考虑开启扇密封效果。开启扇的窗扇和窗框必须增加密封胶条, 而且可以在窗框和衡量立柱添加密封性较好的封条, 提高密封效果。
3. 4 处理好热传导隔断
玻璃幕墙的人传导隔断经常在立柱、横梁等连接位置。热桥会在冬天产生结露, 冬天室外气温较低或者玻璃局部温度低于室内露点温度, 就会在窗框周围产生严重的结露现象。处理不得当就会影响幕墙实际传热系数, 增加幕墙热损耗。进行隔热措施判断的时候, 可以从金属型材截面、金属连接件、中空玻璃边缘等位置进行分析, 幕墙连接件、螺钉等固件的热桥还要利用加隔热垫或转换连接等方式隔断传热。
3. 5 其他处理方法
完成以上操作外, 还应该强化幕墙施工和安装质量。首先, 保证断热阶段连接牢固, 保证隔热型材隔热条尺寸、安装位置满足设计要求;其次, 玻璃幕墙隔热薄弱位置在玻璃板块交接位置, 必须保证密封胶的施工质量; 再次, 不能让冷凝水收集和排放发生渗漏。最后, 合理控制镀膜玻璃位置和方向。
4 结束语
随着可持续发展战略的实施, 节能减排、保护环境已经成为时代发展的必然选择。玻璃幕墙是建筑中主要的结构, 进行设计时, 必须从气、人文、经济和环保等多方面进行考虑, 保证玻璃幕墙遮阳符合建筑要求, 创造出具有特色的玻璃幕墙。
参考文献
[1]寇玉德.建筑幕墙热工性能与评价方法的研究[D].上海交通大学, 2010.
[2]顾佳.山东省既有公共建筑玻璃幕墙节能改造技术研究[D].山东建筑大学, 2012.
[3]初亚奇.办公建筑双层玻璃表皮的可调节性设计研究[D].沈阳建筑大学, 2012.
[4]徐海滨.明框式玻璃幕墙热工性能分析[D].西安建筑科技大学, 2010.
玻璃幕墙与建筑节能 篇10
【摘 要】随着社会经济的飞速发展，科学技术也随着进步。越来越多的高新科技广泛融入社会的方方面面，建筑业当然也不例外。如今智能玻璃的诞生，正是科技带给人们的福音。本文的观点建立在《智能玻璃立面》以及《玻璃建筑》这两本专业性极强的参考书的基础上，从节能玻璃立面本身出发，来探讨建筑设计中智能玻璃立面的节能作用，以供同行们参考。
【关键词】智能玻璃；立面；节能；建筑设计
一般来说，智能玻璃立面并不是字面上的玻璃这么单一的意思，它是一个系统，是由玻璃以及辅助的构建共同组成的立面系统。智能玻璃中的“智能”，指的是能够更加灵活的运用热工方面的性能。比如在冬天的时候，能够充分利用太阳能进行室内保暖，在夏天的时候能够自动调节自身性能遮挡阳光，降低室内温度，并且能尽可能避免对室内造成光污染。智能玻璃同时能够保持良好的清洁性，不易染上灰尘，并且能够与暖通系统很好结合起来。只能玻璃之所以能够有这么多普通玻璃望尘莫及的有点，原因主要有三：首先是智能玻璃内部的成分已经发生了改变；其次是装置了辅助性的工具进行协助；最后是在智能玻璃内部融入感温和感光的材料，这样就能根绝实际情况进行自动调节，达到智能化。
1.节能玻璃立面
玻璃的热共性大致可以分为两种。一种是通过太阳辐射来观察其透射性能，另外一种是通过比较室内外的温差来观察玻璃的绝热性能。
“吸热玻璃”就如同给玻璃本身穿上一层“植物外衣”，将室外太阳的辐射吸收从而有效降低室内温度。而这层“植物外衣”则是在玻璃中添加金属氧化物，这样则能够改变玻璃的颜色，从而达到有效吸收太阳辐射的目的。因此通过添加相应的成分改变玻璃的颜色，则能够提高其对太阳辐射的吸收系数。有研究显示，八毫米的茶色玻璃对辐射的总透率不足一半。再比如如今在市面上出现的“低辐射玻璃”的镀膜，则能够对不同波长的辐射进行选择性的透射。这种玻璃能够对光波较长的辐射进行透射，但是对其它一些波度的辐射具有很强的反射能力。这种具有选择性的玻璃，不会完全阻挡人体需要的辐射，同时能够将对人体伤害较大的辐射阻挡在外，是实实在在的“智能玻璃”。
单层玻璃的传热系数极大会导致室内外热交换量较大。由两层玻璃组成的中空玻璃有极好的隔热效果，相对于单层玻璃至少可以减少失热。其绝热能力相当于100MM 厚混凝土墙。 如何选择不同品种的玻璃组合成中空玻璃的内外层，直接影响到节能的最终效果。吸热玻璃在夏季吸热后会因自身温度升高而成为一个热辐射源，所以不宜用作内层玻璃。将热反射玻璃用在中空玻璃的内层，不但会影响反射太阳辐射热，而且会减弱玻璃立面的镜面效果。除彩釉镀膜外的其他镀膜一般强度较低，不宜直接露在外面。目前被我国工程界誉为“绝热玻璃”的，是用低辐射玻璃与其他节能玻璃组合而成的中空玻璃 。例如，外层为6MM绿色吸热玻璃、内层为6MM低辐射玻璃、空腔厚度12MM的组合，其太阳辐射热的透射率只有35% ，可见光透射率仍可达到70% 以上。而且由于内层镀膜的反射作用，冬季室内向室外的辐射散热量也大量减少， 绝热性能相当于240MM厚空心粘土砖墙。若采用三层低辐射玻璃， 其绝热性能甚至可达到500MM厚空心粘土砖墙的程度。
建筑师赫尔穆特？里希特在维也纳设计的一所学校建筑，其外围护结构大量使用玻璃， 不但一反以往学校建筑的外观特色， 使建筑呈现开敞透明的效果， 而且最大限度地利用了自然光， 降低了照明能耗。该建筑所采用的一种中空玻璃， 外层是8MM厚的绿色低辐射安全玻璃， 空腔厚度12MM ，内层是表面为密度30%白色斑点（起遮阳作用）的16MM厚安全玻璃，太阳辐射热的透射率为21% ，绝热能力相当于370MM实心砖墙。尤其值得一提的是，一般中空玻璃的窗框或金属连接杆件的绝热能力较差，极易形成热桥，而为这一建筑特别开发并取得专利的“双层玻璃结构绝热系统”，所采用的金属连接杆件只与内侧玻璃连在一起，外侧玻璃通过绝热能力较强的垫块与内侧玻璃粘连，大大地降低了热桥影响，在中空玻璃的空腔内采用透明绝热材料或遮阳填充物，虽然也可改善玻璃立面的热工性能，但成本过于昂贵，技术还不够成熟。遮阳与中空玻璃组合的例子更多的是室内、外遮阳装置。室内遮阳装置易于清洁、维修、安装和调节，其材料的强度要求不高，宜选用热吸收系数低、反射系数高的材料，由于附着在遮阳材料上的太阳辐射热仍然会散失在室内，所以室内遮阳的隔热效果较差。室外遮阳装置可把附着在遮阳装置上的热量留在室外，但由于风霜雨雪的影响， 室外遮阳装置不但需要非常坚固，而且需要加大清洁和维修投入。
2.多重表皮立面
多重表皮立面是在室外可调节百叶或幕帘的外侧，再加一层起保护作用的玻璃，可使遮阳免受风霜雨雪的影响。如果把玻璃、遮阳与建筑的空调、通风和智能控制等技术系统结合在一起，就构成了从狭义角度讲的智能玻璃立面。它在满足室内舒适的基础上，根据室外气候变化和室内的需要， 控制外围护结构的自然采光、 太阳辐射得热、绝热、通风换气和散热等，充分利用太阳能和风能等自然资源，把建筑的空调和照明能耗降到最低。
多重表皮立面的雏形是机械通风表皮立面。其工作原理是，室内废气被空腔内的低气压从室内底部的开口吸入，因受到遮阳装置散失的热量而温度升高，之后被位于空腔上方或下方的机械通风装置抽除。这种玻璃立面可以大大地降低冬季在窗附近的冷辐射影响，还可以在夏季通过在顶棚灯具附近开口抽除灯具附近的热空气，有的甚至可以在冬季通过热交换装置回收热废气中的热量。罗杰斯设计的劳埃德保险公司总部就应用了这一技术！
近几年在部分发达国家建成的许多办公建筑应用了多重表皮立面技术，已发展到可以有组织地透过外侧保护玻璃从室外吸入新鲜空气进入空调系统，实现室内的新风供应 （有的在冬季可以先在空腔内经太阳辐射预热后再形成空调新风），如克里斯托夫·英根霍芬在总部大楼设计中采用的“鱼嘴”式玻璃立面通风结构。位于德国的盖兹总部建筑采用中庭玻璃顶和大面积的玻璃立面，通过大量利用自然采光有效地节约人工照明能耗。
3.结束语
玻璃幕墙在建筑节能中的应用 篇11
1 发展玻璃幕墙应用的必要性
房地产行业是中国碳排放量最大的行业, 约占40%, 这一比例远远高于运输和工业领域。我国单位建筑面积能耗可能达到发达国家的2倍, 新建筑中80%以上为高耗能建筑, 存量建筑中95%以上是高能耗建筑 (郭树清, 2010) 。在发展低碳经济的道路上, 建筑的“节能”和“低碳”是必须要解决的问题。用玻璃幕墙作为建筑围护结构, 减少了建筑物建造时期所耗费的碳排量。同时, 由于玻璃幕墙安装及拆除比钢筋混凝土砌体容易, 所以在拆除环节, 使用玻璃幕墙的建筑物所消耗的碳排量比一般建筑物要少。最重要的是, 在使用环节上, 通过使用节能玻璃幕墙以及对玻璃幕墙结构进行节能改造, 也能很好地控制室内温度, 降低空调系统的能耗, 这对于节能环保具有重要的现实意义。专家研究表明, 大型高层建筑单位建筑面积能耗大约是普通居住建筑的10~15倍, 高层建筑节能潜力巨大。透过玻璃的能量损失约占门窗能耗的75%, 占窗户面积80%左右的玻璃能耗占第一位。如果说建筑节能的重点在于高层建筑, 那么门窗及玻璃幕墙节能是建筑节能的重中之重。
2 应用案例及分析
近些年, 河南省会城市郑州的发展非常迅速, 房地产业也进入了一个快速发展的阶段。通过对郑州市个别大型写字楼进行走访调查, 可以发现郑州市大型写字楼外立面大都采用节能型环保玻璃幕墙。虽有一些采用干挂石材、合金板材的, 但多数开发商在考虑建筑外形美观的同时, 更加青睐低碳环保的建筑材料。
2.1 郑州国贸中心招银大厦
招银大厦是坐落在花园路和农业路交叉口的高级写字楼, 外立面采用不同于传统幕墙的“呼吸幕墙 (动态幕墙) ”。该幕墙由内、外两层幕墙组成, 内外幕墙之间形成一个相对的空间, 空气可以从下部进风口进入, 又从上部排风口排除, 从而具有节能、保温、隔热、隔音、安全等特点。
该幕墙在炎热的夏季和寒冷的冬季具有良好的节能效果。在夏天高温环境下, 内外两层幕墙中空部分温度较高, 可以开启中空部分上下两端的排气装置, 热空气上行, 产生气流运动, 带走通道内热气, 可以降低内侧幕墙的外表面温度, 减少室内中央空调的运转负荷, 低碳运行, 降低能耗。在下部进气口, 可以通过进气装置向室内送入新风。而且, 到了寒冷的冬季, 可将中空通道上下排气口关闭, 由于阳光照射, 中空部分气温上升, 提高了内侧幕墙外表面温度, 减少室内采暖设备的运行, 降低能耗。同时, 内外幕墙由Low-E玻璃组成, 进一步减少室内能量的损失和室外热量的进入。
2.2 绿地中心千玺广场
位于郑东新区CBD国际会展中心旁边的绿地中心千玺广场, 可以说是郑州的标志性建筑。楼高280m, 共60层, 乃中原第一高楼。建筑节能在该建筑上体现的淋漓尽致。据项目建筑师高劲松透露, 千玺广场内部节能空调配置比普通空调配置节能40%左右。其外围护结构是玻璃幕墙和由金属丝网作框架的整体单元式遮阳隔栅组成的高效遮阳系统, 有效阻挡有害光谱进入室内。楼层顶部加装反光装置, 可直接反射管线到达楼层内部, 在建筑内部就能感受柔和的自然光线, 继而减少日光灯开启时间, 更加低碳环保。
2.3 楷林国际
楷林国际位于金水路英协路交汇处, 该项目采用多项领先技术:现浇空心楼盖技术, 有效降低楼体自重、复合一体化保温板, 倡导节能减排、空气净化系统, 生态环保, 特别是智能生态Low-E玻璃幕墙, 在为写字楼外形设计增添现代感的同时, 更加低碳环保。该写字楼层荣获全国首块“绿色生态写字楼先锋奖”。该项目还是一个无烟建筑, 在楼内专门设立绿色低碳吸烟室, 体现出该建筑更加低碳环保, 人性化设计理念。
3 结语
作为中国CO2排放量最大的行业———房地产行业, 肩负着节能的主要任务。在考虑建筑物的整个生命周期前提下, 如何减少使用环节的碳排放量成为主要的问题。玻璃幕墙, 作为一种重要的建筑外围护结构, 在肩负美观功能的基础之上, 更重要的是起到节能环保的作用。
玻璃幕墙在中国的发展才刚刚起步, 实现玻璃幕墙美观、节能环保, 还需付出更多努力。现在中国正处于快速发展阶段, 城镇化进程中会新增更多建筑物。新增建筑物更加绿色环保, 也是践行我国在全球气候大会上作出的减排承诺的重要保证。相信玻璃幕墙会在建筑节能中得到更好的运用。
摘要：当今资源枯竭、环境恶化已成为威胁人类生存的重要问题, 如何实现资源环境的可持续发展受到人们极大重视。实现建筑行业低碳节能, 已成为可持续发展的重要部分。建筑外围护结构作为建筑物与外界热交换的媒介, 是建筑节能的重要环节。玻璃幕墙作为一种建筑外围护结构, 在兼顾美观的同时, 具有低碳环保的特点。结合郑州市个别写字楼实际情况, 对玻璃幕墙在建筑节能中的实际运用做出介绍。
关键词：玻璃幕墙,建筑节能,低碳地产,可持续发展
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