深圳市三鑫幕墙工程有限公司
摘要：随着社会经济的发展，在建筑幕墙的设计方面人们提出了越来越高节能要求，这就要求建筑幕墙设计师要不断提高自身的修养，不断提高自身的环保节能意识，才能够使自身设计的建筑幕墙能够更加符合节能要求，以可持续发展原则作为指导，促进建筑幕墙设计向着更好的方向发展。本文主要谈谈建筑玻璃幕墙节能的设计。
关键词：玻璃幕墙；节能设计
一、基于玻璃幕墙研究的目的和意义
我国正处于经济快速发展时期，如何节省能源消耗，提高能源的利用效率，成为现如今各行各业积极研究探讨的话题。在我国的现有建筑中，有95%的建筑属于高耗能建筑，其中40%的能耗是通过门窗，采光幕墙损失的。而在从业过程中，很多建筑师在设计中采用建筑幕墙，往往更加看重的是其营造的建筑立面，而对于不同类型的建筑幕墙带来的不同的建筑节能效果和建筑幕墙的技术手段缺乏深入的认识。
二、玻璃幕墙设计要求
玻璃幕墙作为现代最经常使用的一种建筑设计形式，在对其进行设计时需要满足一些要求，其中比较重点有两点：
一是满足美观要求，之所以玻璃幕墙会受到如此的欢迎，主要就是因为它能够带来不同的美感，与其他的形式的幕墙相比，艺术性更强，因此在设计时要注重建筑整体的美感，通过玻璃帷幕的独特设计而使烘托出建筑美。因为玻璃帷幕式的建筑对设计人员以及施工人员水平要求都比较高，因此无论是设计人员，还是施工人员水平都应该达到一定的程度，并且在建设期间设计与施工双方要互相的沟通，以此保证施工进展。就设计人员来说，为了突出玻璃幕墙美感，设计人员不仅要懂得设计知识，更需要了解美学知识以及相关的建筑学知识，与此同时还需要自身有所提高，因为玻璃幕墙技术在不断地发展，人们的审美也在发生变化，因此设计人员要不断地充实自身，充分利用自身的学识突出玻璃幕墙式的建筑美感。
二是满足安全、耐久的要求，这种玻璃幕墙设计的硬性要求，因为任何建筑类型无论采用哪种方式，其最终的目的都是为了能够满足功能性的要求，而对于玻璃幕墙来说，安全、耐久是其需要满足的最重要的功能性要求，尤其是公共建筑，对这两方面的要求更严格。安全耐久是设计这是对人们生命财产负责人的表现，更可以保证公共财产损失。而影响玻璃幕墙安全以及耐久性能的主要是火灾，因此在设计时要着重对防火进行设计，使用不燃或者难以燃烧的材料来充实墙缝；与此同时，防雷设计也是设计人员需要关注的重点，防雷设计并不只是针对玻璃帷幕，更重要的是建筑主体，因此需要将建筑主体的防雷体系设计与玻璃幕墙的防雷体系设计结合起来。现代玻璃幕墙通常使用的材料是安全玻璃，虽然这种玻璃的材质与普通的玻璃相比性能比较好，但是依然存在着破碎坠落的可能，因此设计人员在使用时需要将这一问题考虑进去，一般情况下，为了避免出现安全问题，通常设计人员都在玻璃幕墙下面设计裙房，我国最常见的处理方式就是在建筑出入口的地方设计雨罩。
三、建筑玻璃幕墙节能设计要点
（一）选择合理的隔热系统结构幕墙形式
根据多年的工作经验，个人觉得幕墙设计要达到节能的目的，首先要确定好用什么结构形式，因为结构形式确定了大方向和它能达到的效果，而且影响到工程造价甚至建筑的总体设计，定位好才能设计出最优的方案。个人认为节能要求不是很高的一般性的项目优先考虑使用隐框玻璃幕墙形式，这种形式设计比较简单但也能够产生较好的隔热效果，一般隐框幕墙是通过结构胶与玻璃粘结，而结构胶就相当于一个低热传导的断桥构件隔断了面板与铝材等骨架的连接。隐框幕墙再结合使用中空玻璃就可以达到相对于明框幕墙单层玻璃更好的节能效果且无需很特别的改变很多常规的幕墙的构造和设计做法，中空的玻璃幕墙在隔绝室内外的温度的效果上还是很明显的。而且中空玻璃的外片还可以采用有色玻璃，镀膜玻璃，甚至low-e玻璃等去达到节能的参数要求，在节能效果和经济性上可调节的幅度很大。而对于用明框系统的玻璃幕墙，要将节能做好需采用断桥隔热型铝材。隔热断桥铝合金的原理是在铝型材中间穿入隔热条，将铝型材断开形成断桥，有效阻止热量的传导，使用隔热断桥铝材的明框玻璃幕墙相对于隐框幕墙在造价上相对存在劣势，且因为加入了隔热条在受力计算时比隐框相对复杂（不过现在计算机软件的应用已经轻易能解决）。使用双层幕墙的结构系统就比以上两个形式有更高的节能效果，其利用气压差、热压差和烟囱效应的原理更易于调整改善室内热环境而达到节能效果。但由于其技术复杂，造价较高，建筑面积要损失2.5%～3.5%等这些缺点使业主很多不愿意采用。
（二）合理选用玻璃
玻璃幕墙散热面大面积是玻璃，一般占面积的90%，所有玻璃幕墙节能玻璃是关键。玻璃的导热系数为1w/mK，而空气的导热系数为0.024w/mK，氩气的导热系数为0.016w/mK，因此由两片或多片玻璃和空气层组成的中空玻璃其传热系数降低很多，如普通单片浮法玻璃的传热系数为5.2—6.0w/m2K，而普通中空玻璃的传热系数降至2.5—3.2w/m2K，充氩气后，中空玻璃的传热系数一般可再降0.2—0.3w/m2K。要想获得更低的传热系数，可采用Low-e中空玻璃。Low-e玻璃与普通浮法玻璃相比，其主要特征是对远红外线不再是高吸收，而是高反射，因此可阻止环境热量通过玻璃进行传递，采用Low-e玻璃组成的中空玻璃，其传热系数一般可降低至1.5—2.1w/m2K。依据《公共建筑节能设计标准》GB50189的要求，在严寒地区，依据不同的体型系数和窗墙比，传热系数限值为1.5～3.2W/（m2K）。普通中空玻璃的传热系数为2.5～3.5W/（m2K），只能部分满足节能设计要求，Low-E中空玻璃的传热系数一般为1.5～2.1W/（m2K），可满足节能设计标准。
国外发达国家已基本不用单玻和白玻璃了，因为它们不利于节能和改善居住环境。
（三）加强密封性
减少开启窗扇面积、提高密封胶性能、改进节点密封性等降低空气渗透热损失。
玻璃幕墙的密封性是玻璃幕墙节能效果体现的一个重要因素，要加强玻璃幕墙的密封性，一般情况下常用的做法是在玻璃与边框之间或者是幕墙玻璃之间用密封胶密封。在设计的过程中开启扇的密封效果也是要重点考虑的地方，特别是开启扇周围密封性较差的一些地方。开启扇和边框之间一般要用多条胶条进行密封，增加其密封质量和效果。最常用的方法是家用多道密封胶条，也是最行之有效的方式。而某些开启扇尺寸较大的情况下，建议使用多点锁替代7字执手和2点锁加强其对胶条的压力。
（四）设计应用铝塑复合材料、“断热桥”型材等高热阻材料应用技术；
铝的导热系数是玻璃的二百多倍，占幕墙立面较少面积的铝合金龙骨，也是内外传热的主要途径。改善铝合金龙骨的绝热性能，是提高幕墙保温性能的重要途径，所以采用“断热桥”型材等高热阻材料是幕墙节能的有效方法。将高导热性的铝型材的导热路径上的一部分去掉，代之低导热性的材料，串联起来并将铝型材处于不同环境温度的两端隔离，这样得到的复合材料整体的导热性必将大大降低，热阻值大大提高，由铝型材损失的热量将大大减少，这就是“断热桥”型材节能的原理。
四、案例简述
某办公楼外装工程项目施工的现场工作，此楼就采用了多种节能措施。此地区夏季最高温度可达三十多度，冬季最低温度可达零下二十多度，此综合办公楼幕墙工程中有多种幕墙形式，其中石材幕墙有三万多平方米，铝板幕墙、隐框玻璃幕墙、点式玻璃幕墙等大约一万多平方米，为了达到节能的目的，外墙采用了多种保温措施。外墙在原结构面层上以水泥沙浆先找平墙面，将50mm厚苯板固定在石材面板与建筑结构之间的空隙，加强外墙的保温效果。楼梯间及玻璃廊的隐框玻璃幕墙在设计中选用了“断热桥”铝型材及中空镀膜玻璃，以降低热传导起到保温效果。当工程竣工后，由于有部分后期工作需要完成，办公室面积和所住的宿舍面积大小相当，朝向和地理位置都基本相同，只是宿舍因为是老建筑而当时没做节能设计，在用相同大小的热水采暖系统的情况下，已能明显感觉到在楼内办公室比在宿舍温暖得多。
五、结束语
总的来说，幕墙建筑是工程科学技术，对于它的节能问题我们完全能够运用科技和一些完善手段来实现。也许笔者的一些看法会有些狭隘，上面阐述是根据自己的一些经验和见闻讲的仅供参详。幕墙的建筑节能工作对建筑投资者、对社会都是十分有利的，用于建筑节能的投资完全可以收回，并能在幕墙的使用期内给投资者创造良好的经济效益和社会效益。所以各建筑设计师一定要把握好。
参考文献：
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