基于節(jié)能原理玻璃幕墻的規(guī)劃探討

1、<p>　　基于節(jié)能原理玻璃幕墻的規(guī)劃探討</p><p>　　摘要：現(xiàn)階段隨著我國新時代經(jīng)濟模式的飛速發(fā)展，隨之帶來的建筑行業(yè)的崛起與建筑新科技的更新加速，使得我國的房屋建筑體系得到了很好的提升。在建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫措施上一些發(fā)達國家的研究成果已變得越來越成熟，在新的建筑科技的引領下人們的生活環(huán)境得到了很大的改善。與此同時人們也在面臨著自然資源的缺少、環(huán)境的變壞以及各種污染性問題。據(jù)調(diào)查，我國建筑能源

2、損耗占據(jù)總能耗的27.6%，而且呈現(xiàn)出不斷上升的勢頭。所以，減少建筑能源損耗且滿足人們的建筑保溫結(jié)構(gòu)成為亟待解決的問題。 </p><p>　　關鍵詞：建筑玻璃幕墻；規(guī)劃發(fā)展；能源損耗；構(gòu)造技術 </p><p>　　Abstract: Nowadays with the rapid development of economy mode of China's new era, t

3、he construction industry technology rise and building new updates faster, making housing system in China has been very good promotion. Research achievements in the building maintenance structure insulation measures in so

4、me developed countries have become more and more mature, in the new construction technology under the guidance of people's living environment has been greatly improved. At the same time people are </p><p&g

5、t;　　Keywords: glass curtain wall construction; planning and development; energy loss; construction technology </p><p>　　中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p><b>　　前言 </b>

6、;</p><p>　　為此，本文針對在減少建筑能源損耗的前提下對將來的玻璃幕墻的圍護結(jié)構(gòu)的具體規(guī)劃進行論述。 </p><p>　　一、國內(nèi)外建筑玻璃幕墻具體規(guī)劃研究現(xiàn)狀與發(fā)展 </p><p>　　在全世界的能源危機發(fā)生后，人們對于建筑玻璃幕墻在能源損耗上的欠缺，西方發(fā)達國家逐漸對加強建筑玻璃幕墻的保溫技術開展了深入研發(fā)。在八十年代初期成功研發(fā)出熱通道建筑玻璃幕

7、墻、智能建筑玻璃幕墻。目前的熱通道建筑玻璃幕墻,技術中的關鍵是利用雙層建筑玻璃幕墻來達到。建設初期雖然雙層建筑玻璃幕墻自身建設投入資金很多，但是此類建筑能夠降低建筑裝備的資金投放，而且在使用過程中能大量減少建筑中能源的損耗，為子孫后代留下多一份藍天，所以此類建筑近年越來越多。 </p><p>　　近十多年以來，雙層建筑玻璃幕墻在發(fā)達國家已開始了廣泛運用。智能建筑玻璃幕墻和光電建筑玻璃幕墻目前還處于發(fā)展的初期，當

8、下，世界范圍內(nèi)已建成的智能建筑玻璃幕墻為數(shù)不多。 </p><p>　　上世紀九十年代我國的建筑幕墻上才開始使用，當下我們國家顯然已發(fā)展為世界上建筑幕墻運用和建造的大國，逐漸奔向建筑幕墻主心骨國家。隨著綠色、減少能源損耗理念的加深，包括開發(fā)商、建筑師等都對雙層建筑玻璃幕墻這種新型的、具有顯著減少能源損耗成果的幕墻構(gòu)造倍加注意,同時也在尋找在新建項目中運用。 </p><p>　　伴隨著全世

9、界范圍內(nèi)的能源危機越來愈嚴重，能耗嚴重的建筑玻璃幕墻建筑急需采用減少綠色能源損耗技術來降低能耗,提高建筑的舒適性,甚至希望其能產(chǎn)生能源供建筑損耗?？偨Y(jié)國外建筑建筑玻璃幕墻研發(fā)過程與經(jīng)驗,我國的建筑玻璃幕墻具體規(guī)劃和生產(chǎn)也必定要向環(huán)保、減少能源損耗與智能化方向進步。 </p><p>　　二、建筑幕墻減少能源損耗技術分析 </p><p>　　(一) 新型構(gòu)造技術在建筑幕墻減少能源損耗具體規(guī)

10、劃中運 </p><p>　　在大型公共建筑建筑玻璃幕墻具體規(guī)劃中,許多新的構(gòu)造技術得以運用,如雙層建筑玻璃幕墻、利用水幕降溫的建筑玻璃幕墻、可進行雨水收集的建筑玻璃幕墻等。最能體現(xiàn)利用構(gòu)造技術來達到綠色減少能源損耗目的的應當首選雙層建筑玻璃幕墻。它是目前運用最廣泛,減少能源損耗、效果最好,研究最為深入的減少能源損耗建筑玻璃幕墻。 </p><p>　　在現(xiàn)代高層建筑的外圍護結(jié)構(gòu)施工中建筑

11、玻璃幕墻的使用已經(jīng)普遍，外圍護結(jié)構(gòu)是整個建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位,單層建筑玻璃幕墻的能耗約占整個建筑能耗的40%左右。建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫可以阻斷直射陽光透過建筑玻璃進入室內(nèi),防止陽光過分照射和加熱建筑圍護結(jié)構(gòu),防止直射陽光造成的強烈眩光。在所有的被動式減少能源損耗措施中。建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫也許是最為立竿見影的有效方法。 </p><p>　　建筑玻璃幕墻維護結(jié)構(gòu)的保溫系統(tǒng)可以最大程度的減少陽光的直

12、接照射,可有效預防室內(nèi)溫度太高，是建筑防熱的主要措施之一。根據(jù)保溫構(gòu)件的形狀與效果,圍護結(jié)構(gòu)的保溫一般分為五種形式:水平圍護結(jié)構(gòu)的保溫、垂直圍護結(jié)構(gòu)的保溫、綜合式圍護結(jié)構(gòu)的保溫、擋板式圍護結(jié)構(gòu)的保溫和百葉式圍護結(jié)構(gòu)的保溫。圍護結(jié)構(gòu)的保溫措施種類繁多,針對特定的建筑項目的不同地理位置、朝向以及特定的用途,不存在某一種圍護結(jié)構(gòu)的保溫措施普遍適用的情況。 </p><p>　　(二)新型質(zhì)地在建筑幕墻減少能源損耗具體規(guī)

13、劃中的運用 </p><p>　　在建筑中玻璃幕墻占據(jù)很大的地位，而且玻璃幕墻是整個建筑中減少能源損耗的一個關鍵性環(huán)境。伴隨著各項科學技術的不斷進步，不同功效的建筑玻璃被開發(fā)出來，因此建筑中對玻璃幕墻規(guī)劃中也有了更加嚴格的標準。一般情況下建筑玻璃幕墻中選用的原材料基本上包括骨架、建筑玻璃和封條。按建筑材料的組成及構(gòu)造形式分有四種:型鋼骨架、鋁合金型材骨架、不露骨架結(jié)構(gòu)及無骨架建筑玻璃幕墻。其中不露骨架結(jié)構(gòu)及無骨架

14、建筑玻璃幕墻均無金屬框架,其導熱系數(shù)均有建筑玻璃本身和封條的性能來決定,封條的質(zhì)地大多為密封膠和密封條。型鋼骨架及鋁合金型材骨架建筑玻璃幕墻因采用金屬框架,容易形成冷橋和熱橋,因此,金屬框架質(zhì)地的選定對于建筑玻璃幕墻的減少建筑能源損耗起了很關鍵的作用。 </p><p>　　目前使用的新型斷熱金屬名字各種各樣,但是大部分皆在內(nèi)外兩種高導熱性的金屬框料之間插入低導熱性的隔離物,成為有效斷熱層,隔斷了借助門窗框或窗扇

15、型材散失熱量的方式,叫做斷熱型材。斷熱型材結(jié)構(gòu)合理、結(jié)合牢固、強度高、剛性好、熱阻大,而且具有優(yōu)良的隔聲減少能源損耗性能、抗風性能和氣密水密性能。斷熱型材早期多用于平開窗,后來逐漸用于有框建筑玻璃幕墻。 </p><p>　　(三)控制技術在建筑建筑玻璃幕墻具體規(guī)劃運用 </p><p>　　智能建筑玻璃幕墻是指建筑玻璃幕墻以一種動態(tài)的形式,依據(jù)外面氣候因素的不斷更替，自動調(diào)整建筑玻璃幕墻

16、的保溫、圍護結(jié)構(gòu)的保溫、通風系統(tǒng),最大限度地降低建筑物的能源損耗,與此同時將開創(chuàng)出最適宜人們居住的環(huán)境，這主要是利用雙層建筑玻璃幕墻的方法來達到效果的。智能建筑玻璃幕墻是呼吸式建筑玻璃幕墻的延伸,在智能化建筑的基礎上將建筑配套技術適量掌控,將幕墻質(zhì)地、太陽能有效利用后,通過計算機網(wǎng)絡有效的調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣、溫度和光線,從而節(jié)省了建筑使用中能源的損耗,減少了建筑生產(chǎn)過程中所使用的花費。 </p><p>　　智能建筑玻

17、璃幕墻的具體規(guī)劃是優(yōu)化整體建筑能耗平衡，其關鍵性環(huán)節(jié)是利用外墻構(gòu)造的結(jié)構(gòu)節(jié)能水平,結(jié)合建筑技術設備中的相互作用,以達到能源優(yōu)化效果,智能建筑玻璃幕墻具體規(guī)劃原則一般有,利用太陽輻射熱,節(jié)約冬季采暖所需能源;最大限度利用自然采光以減少人工照明;精心組織自然通風與排風系統(tǒng),以減少同能能耗;利用建筑樓板、墻體的蓄熱性和晝夜溫差,減少夏季制冷需求量:各種幕墻機制、通風、圍護結(jié)構(gòu)的保溫、蓄熱和建筑空調(diào)供暖、通風等相互之間智能配合,爭取到經(jīng)濟利益的

18、最大化。 </p><p>　　(四)光電技術在建筑玻璃幕墻具體規(guī)劃中的運用 </p><p>　　近些年來，分布式光電效應已發(fā)展為整個市場中的重要方面之一，此種發(fā)電方式大部分運用在建筑上，可以預測太陽能光電系統(tǒng)一定會變成將來建筑的大的發(fā)展方向。假設在大型公共建筑玻璃幕墻中運用太陽能光電效應發(fā)電,建筑玻璃幕墻減少能源損耗具體規(guī)劃將從被動減少能源損耗變?yōu)橹鲃赢a(chǎn)生能量供建筑內(nèi)部損耗,從而能夠徹

19、底解決我國建筑中玻璃幕墻建筑的能源損耗問題。 </p><p>　　三、幕墻節(jié)能材料的選用 </p><p><b>　　1.玻璃的選用 </b></p><p>　　據(jù)目前針對于建筑方面的調(diào)查顯示，針對建筑物外窗和玻璃幕墻，玻璃面積的占比非常大，因此它可以參與的熱交換的面積較大，這樣使之成為了幕墻和窗節(jié)能的關鍵部分。伴隨著科學技術的發(fā)展，新型

20、節(jié)能的玻璃材料不斷地被研究出來，并得到廣泛運用，下面針對一些應用較多的材料進行剖析： </p><p>　?。?）陽光輻射控制玻璃 </p><p>　　這類玻璃材料主要是采用改變玻璃的光學特性來實現(xiàn)對太陽能輻射進行選擇的技術，該技術能夠選擇性屏蔽一些輻射，從而能夠達到良好的環(huán)保節(jié)能效果，該類型玻璃主要有光譜選擇透過性玻璃和透過率可調(diào)玻璃：①光譜選擇性透過玻璃，它實際上是Low-E 玻璃和

21、熱反射玻璃技術的延伸，即通過在玻璃表層覆蓋一層特殊性質(zhì)的材料涂層，這種玻璃材料能夠選擇不同波長的太陽輻射和熱輻射。②透過率可調(diào)玻璃，這種類型的玻璃能夠伴隨環(huán)境的變化來改變自身的透過特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽輻射能量的控制，進而達到滿足節(jié)能的要求。這種玻璃根據(jù)其改變特性的機理可以分為熱致變色玻璃、電致變色玻璃和光致變色玻璃。這三種類型的玻璃中，光和電致變色玻璃已經(jīng)引起了幕墻行業(yè)相關人士的廣泛關注，并且得到了一定的應用。在實際生活中，光致變色玻璃

22、的可見光透過率能夠是現(xiàn)在75%-25%范圍內(nèi)變化，太陽能輻射的透過率變動能夠?qū)崿F(xiàn)53%-23%范圍內(nèi)變化，電致變色玻璃在短短的五分鐘內(nèi)可以時間可見光透過率67%-10%以及太陽輻射66%-10%的變化。 </p><p><b>　?。?）隔熱玻璃 </b></p><p>　　隨著技術的發(fā)展，一些新型隔熱玻璃在中控技術上不斷被研發(fā)出來，主要有以下幾種：①惰性氣體隔熱

23、玻璃，這種玻璃是通過往中空玻璃的空腔內(nèi)注入惰性氣體得到的。如今，國外市場上已經(jīng)出現(xiàn)了充氯氣的4mm-8mm-4mm-8mm-4mm 三層中空玻璃，該種玻璃是結(jié)合Low-E 技術形成，它的傳熱系數(shù)達到了0.7W/(m2·K)。②氣凝膠隔熱玻璃，氣凝膠是一種多孔性的硅酸鹽凝膠，其體積的95%為空氣，這種氣凝膠中的氣泡比較小，一般小于20mm，因此，具有較好的隔熱性能，而且還不會阻擋和折射光線，因為其顆粒遠小于可見光波長。然而這種氣

24、凝膠物質(zhì)長時間使用后會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，這也是目前限制其大范圍商業(yè)化應用的主要原因。 </p><p>　　2.鋁合金型材選用 </p><p>　　在選用窗框材料時，需要考慮不同材料的玻璃幕墻和采光頂?shù)韧獯暗膫鳠嵯禂?shù)影響，這個因素是選擇材料時不可缺少的條件。目前，一些塑料窗框和木窗框由于本身的傳熱系數(shù)很小，加上其對外窗的傳熱系數(shù)影響也很小，因此在選用作為節(jié)能窗框時，很少考慮。相對而言，鋁合金

25、和鋼窗框等材料本身的導熱系數(shù)大，加上其對外窗的傳熱系數(shù)影響較大，需要采用斷橋處理。這種斷橋處理針對鋁合金材料來說有很多種，比如，聚酷膠（PA)斷熱條和聚氨酷（PU）等等，對于一些對保溫性能要求非常高的外窗應考慮選擇斷橋效果較好的鋁型材。 </p><p>　　四、幕墻節(jié)能體系的選用 </p><p><b>　　1.雙層幕墻技術 </b></p><

26、;p>　　近些年來幕墻行業(yè)在開發(fā)新型的幕墻結(jié)構(gòu)方面取得不少進展，尤其是雙層幕墻技術引人關注，它的節(jié)能原理可以總結(jié)為循環(huán)幕墻由一層玻璃幕墻和一層普通開窗墻體或者雙層的玻璃幕墻組成，雙層都可以進行上下通風口設置。在夏季的時候，可以打開外層的上下通風口，這樣在陽光的照射下其中間空氣層溫度會升高而出現(xiàn)上浮，從而逐漸形成自上而下的空氣流，最終可以達到降低內(nèi)層表面溫度的目的。 </p><p>　　在冬季時，把外層的通

27、風口關閉，打開內(nèi)層的通風口，這樣夾層中的空氣就會在陽光的照射下不斷升高，從而逐漸形成一個小溫室，這樣能夠有效地提高內(nèi)層玻璃溫度，造成室內(nèi)氣體循環(huán)，從而慢慢提升室內(nèi)溫度，較少熱負荷的要求。與單層玻璃幕墻相比，雙層的玻璃幕墻可以節(jié)約42%-52%的能源，同時制冷時 </p><p>　　可以節(jié)約能源38%-60%。 </p><p><b>　　2.節(jié)能百頁技術 </b>

28、</p><p>　　相對于傳統(tǒng)的百葉遮陽技術而言，節(jié)能的百頁是對其進行的有效地改進，傳統(tǒng)的建筑中百頁要么懸掛在室內(nèi)要么懸于室外，室內(nèi)的百頁不能夠高效的控制室內(nèi)的熱量，室外的百頁不能達到循環(huán)通風效果，這樣對節(jié)能效果有非常大的影響。我們知道太陽直射能夠?qū)ㄖ睦錈嶝摵僧a(chǎn)生影響，夏季遮陽能夠?qū)ω摵煽們r值進行有效地控制，冬季的陽光能夠進入室內(nèi)，這樣節(jié)能百頁能夠高效的利用這一特征。使用節(jié)能百葉是幕墻改革的一個非常好的方案

29、，它能夠適度調(diào)節(jié)角度，以最佳狀態(tài)來達到節(jié)能的目的。 </p><p>　　五、智能化光電建筑玻璃幕墻 </p><p>　　建筑光電一體化就是將太陽能光電效應發(fā)電技術與樓體的建設結(jié)合在一起,運用到建筑的制冷、采暖、照明、電器等能耗活動中,使光伏元器件及系統(tǒng)與建筑物相互結(jié)合,融為一體,成為建筑物的有機組成部分。光電一體化是將光電模塊與建筑外殼相結(jié)合,其模塊具有雙重功能,既作為建筑外殼部分或全

30、部取代傳統(tǒng)建筑外維護材料,也作為發(fā)電元件,利用光電效應發(fā)電供建筑使用。 </p><p>　　光電建筑玻璃幕墻可分為以下幾類: </p><p>　　(1)垂直光電幕墻,該類幕墻所謂使用是最為普遍的餓一種，其采用的是光伏組件在是建筑上的運用形式的方式,并且可根據(jù)具體規(guī)劃需要,可以用明、半透明和普通的透明建筑玻璃結(jié)合使用, 創(chuàng)造出不同的建筑立面和室內(nèi)光影效果，增加美觀性； </p>

31、;<p>　　(2)鋸齒式光電建筑玻璃幕墻,可以分為鋸齒式垂直光電幕墻和鋸齒式水平光電幕墻; </p><p>　　(3)風箱式光電建筑玻璃幕墻,可以設以具體規(guī)劃成雙層光電建筑玻璃幕墻,外層的光電幕墻可作為建筑的表皮,接收陽光的輻射,中間空氣層可以給光電板降溫,冬季室內(nèi)也可以利用這種熱能; </p><p>　　(4)傾斜式的光電幕墻的運用與垂直式光電幕墻的運用類似,立面可以

32、可以是平面或臺階式的,通過選用透明、半透明或不透明光電板進行組合,可具體規(guī)劃出豐富的立面效果和室內(nèi)光影效果; </p><p>　　(5)結(jié)構(gòu)式光電建筑玻璃幕墻,是可以作為建筑的承重構(gòu)建,不同種類和透明度的光伏板和普通建筑玻璃可以任意結(jié)合,創(chuàng)造出非常豐富的立面效果; </p><p>　　(6)獨立太陽能光電立面,是指光伏系統(tǒng)和建筑玻璃幕墻相對分離,這種模式適合于對現(xiàn)有建筑的減少能源損耗改

33、造。光伏系統(tǒng)作為后加的設備,美觀、結(jié)構(gòu)、安裝的安全性問題都需要很好考慮; </p><p>　　(7)柔性太陽能光電板,把光伏模塊安裝在薄的金屬片或者是柔性的合成質(zhì)地上,可以根據(jù)墻面或屋面的走向來設置,有很大的自由度,解決了在一些現(xiàn)代建筑中曲面上不好安裝光電板的問題。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　我們國家建

34、筑玻璃幕墻具體規(guī)劃將由重功能、限損耗的狀況逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閺娬{(diào)功能、減少能源損耗的要求,達到人工環(huán)境和自然環(huán)境互相和諧為一體,為人類開創(chuàng)出更為舒適的環(huán)境。本文就廣泛使用的建筑玻璃幕墻中減少能源損耗下的具體規(guī)劃開展了有關論述，希望能在我國將來減少建筑能源損耗下建筑玻璃幕墻具體規(guī)劃中有參照價值。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]侯菊;

35、玻璃幕墻建筑能耗模擬及節(jié)能措施研究[D];吉林建筑工程學院;2009年 </p><p>　　[2]王強;黃義龍;曹芹;雙層玻璃幕墻節(jié)能效果實驗研究[J];新型建筑材料;2006年07期 </p><p>　　[3]李雪平;建筑玻璃幕墻的節(jié)能設計研究[D];西安建筑科技大學;2006年 </p><p>　　[4]Ifigenia Farrou;紀雁;雙層玻璃幕墻技