建筑玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)研究

　　前言

　　

　　隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,當前對建筑的要求已經(jīng)不局限在安全性、適用性和耐久性等基本要求的滿足,而是向著多樣化、節(jié)能、環(huán)保、美觀的方向發(fā)展,建筑幕墻的出現(xiàn)大大增加了建筑物的美感,常用的新型建筑幕墻有石材幕墻、金屬板幕墻、玻璃幕墻等,其中玻璃幕墻由于美觀、良好的通透性和藝術(shù)性而在現(xiàn)代建筑中被廣泛采用,然而普通玻璃幕墻的熱工性能較差,因此受太陽輻射影響白天室內(nèi)的溫度很高,而晚上室內(nèi)的熱量又容易通過玻璃與外界環(huán)境發(fā)生熱交換,從而較快的散失,大大增加了建筑物內(nèi)部空調(diào)的運行成本,因此必須發(fā)展更為先進的玻璃幕墻技術(shù),以滿足節(jié)能要求。

　　

　　

　　目前提高建筑玻璃幕墻節(jié)能性能的主要方法是采用節(jié)能玻璃,常用的有鍍膜玻璃、Low-E玻璃、中空玻璃、熱反射玻璃等,通過有效阻擋外界環(huán)境的輻射來達到節(jié)能的效果,也有采用斷橋鋁來代替鋁合金,通過將結(jié)構(gòu)體系的熱橋阻斷的方式降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù),有效降低室內(nèi)外空氣熱傳遞,除此之外還可通過提高幕墻密閉性、較少開窗扇面積等方式來減少室內(nèi)外熱量交換,以上的玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)都是屬于被動設(shè)防的方式,因此節(jié)能效果極為有限。

　　

　　

　　雙層玻璃幕墻在國外被稱為主動式幕墻,是通過科學的設(shè)計達到幕墻主動節(jié)能的目的,在我國又被稱為呼吸式幕墻、通風式幕墻、熱通道幕墻等,簡單來說,雙層玻璃幕墻就是給建筑物設(shè)置兩層玻璃幕墻,分別稱為內(nèi)層玻璃幕墻和外層玻璃幕墻,兩層幕墻中間形成一個通風換氣層,在外層或內(nèi)層幕墻上設(shè)置通風換氣口,使得空氣得以在兩層幕墻中間運動,根據(jù)系統(tǒng)的要求對內(nèi)外層玻璃幕墻的材料進行科學的選擇,并同時通過對通風換氣口的控制以及通過調(diào)節(jié)設(shè)置在兩層幕墻之間的百葉的狀態(tài)來達到調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度、節(jié)能的目的。按照通風換氣成的運行方式不同雙層玻璃幕墻的節(jié)能方式分為封閉式內(nèi)循環(huán)體系通風式和敞開式外循環(huán)體系通風式兩種。

　　

　　

　　封閉式內(nèi)循環(huán)體系通風式幕墻是采用外層封閉,而內(nèi)層與建筑物室內(nèi)之間設(shè)置通風換氣口,并使中間通風換氣層與室內(nèi)的換氣系統(tǒng)相連通,在室內(nèi)通風系統(tǒng)開通的情況下,室內(nèi)的空氣就被強制輸送到中間通風換氣層中,從而使兩層玻璃幕墻之間的溫度與室溫相一致,不斷流動的空氣阻斷了與室外溫度的熱交換,以此達到室內(nèi)恒溫的節(jié)能目的。一般情況下,采用這種封閉式內(nèi)循環(huán)體系通風式幕墻其兩層幕墻之間相距100毫米到200毫米之間,外層幕墻采用中空玻璃并同時采用斷橋鋁作框,而內(nèi)層幕墻要求不高,僅采用單層玻璃即可達到效果。

　　

　　

　　敞開式外循環(huán)體系通風式幕墻結(jié)構(gòu)與上述封閉式內(nèi)循環(huán)體系相反,其外層幕墻是采用單層玻璃和一般鋁合金型材組成,并開設(shè)通風換氣口,其中進氣口在外層幕墻一側(cè)的底部,排氣口在外層幕墻另一側(cè)的頂端,通風換氣層兩側(cè)設(shè)置進風裝置和排風裝置,而內(nèi)層幕墻采用中空玻璃并斷橋鋁組成,其運行方式是:當外界環(huán)境溫度比室內(nèi)溫度高時,進風和排風裝置開啟,中間通風換氣層內(nèi)空氣流動,被陽光加熱后的空氣會逐漸上升,在中間層內(nèi)順著流動的空氣被強制輸送至排氣口排放到外界環(huán)境中,從而降低內(nèi)層幕墻外表面的溫度,起到很好的隔熱效果;而在室外溫度低于室內(nèi)溫度時,通風裝置關(guān)閉,兩層幕墻之間的空氣處于相對的靜止狀態(tài),在陽光透過外層玻璃時會由于輻射作用加熱中間層的空氣,這個空氣緩沖層的存在可有效降低兩層幕墻之間的溫差,從而最大程度地維持室內(nèi)的溫度,減少空調(diào)和采暖設(shè)備的使用量,達到節(jié)能的效果。

　　

　　

　　真空玻璃幕墻是近年來發(fā)展起來的節(jié)能型玻璃幕墻,真空玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)的核心在于使用隔熱性優(yōu)良的真空玻璃來替代傳統(tǒng)玻璃作為玻璃幕墻施工的材料,其中真空玻璃與中空玻璃有很多相似之處,如二者都是將兩塊平板玻璃相互疊加,并使兩塊玻璃中間形成一個封閉的腔體而成,但中空玻璃兩層之間是空氣層,并且兩塊玻璃均為普通玻璃,而真空玻璃是通過將腔體中的空氣抽走使之形成一個真空的環(huán)境,其中兩塊玻璃中至少要有一塊使用Low-E玻璃(即低輻射玻璃),由于兩層玻璃之間無傳熱介質(zhì)存在,而使其具有比中空玻璃更好的隔熱性能,同時由于使用了低輻射玻璃使其具有較好的抗熱輻射性能。在實際工程中,將這樣經(jīng)過特殊組合處理過的真空玻璃作為玻璃幕墻的主體結(jié)構(gòu),可通過Low-E玻璃的低輻射性有效降低玻璃的輻射傳熱,同時由于真空層內(nèi)無任何傳熱介質(zhì),可有效降低玻璃的對流傳熱和傳導傳熱,綜合以上兩點可使玻璃幕墻達到隔熱和抗輻射的目的。真空玻璃幕墻相對于傳統(tǒng)節(jié)能型玻璃幕墻來說其隔熱和抗輻射效果更好,而相對于雙層玻璃幕墻來說由于不需要任何通風設(shè)施,因此運行成本更低,更便于施工。

　　

　　

　　隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入,玻璃幕墻的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為當前世界范圍內(nèi)研究的熱點問題,在兼顧美觀的前提下,努力發(fā)展各種玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)是人類社會可持續(xù)發(fā)展的要求,在實際工作中,幕墻設(shè)計人員可以根據(jù)工程實際情況來選擇適當?shù)墓?jié)能施工技術(shù),綜合考慮玻璃幕墻的節(jié)能效果以及工程造價問題,使玻璃幕墻在建筑中發(fā)揮其通透性、藝術(shù)性優(yōu)勢的同時兼具保溫隔熱、通風、降噪、降輻射等特點,為人們的工作、學習和生活提供更好的服務(wù)。與此同時,要不斷利用高科技的新材料,并充分發(fā)揮設(shè)計人員的主觀能動性,不斷優(yōu)化設(shè)計方案,使建筑玻璃幕墻向著更節(jié)能的方向發(fā)展。