建筑玻璃幕墙的节能设计探析
2017-03-08 11:50:19
来源于第一幕墙网
1、前言
近年来，随着我国经济与社会的迅猛发展，玻璃幕墙在建筑中的应用十分广泛。尽管在应用玻璃幕墙后，能够大大减少混凝土与钢筋等的使用量，并且这对降低资源的消耗产生更多有利影响；然而，若把玻璃幕墙当作外围护结构时，其各种性能都远不如传统墙体，如：保温性能与隔热性能，据统计，玻璃幕墙的热损失是传统墙体热损失的6倍左右。但是，玻璃幕墙能耗是建筑能耗的一半。由此看来，玻璃幕墙在建筑节能设计中占有十分重要的位置。
2、建筑玻璃幕墙的节能设计所要遵循的原则
2.1、科学性
在对建筑玻璃幕墙节能进行设计时，要全面考虑各个因素的影响，如：功能、性能等。再选择更为科学的幕墙构造与结构。事实上，玻璃幕墙传热系数确定是由地区气候、建筑构造以及玻璃传热系数等共同决定的。
2.2、适用性
对不同地区的环境和项目实际情况进行全面考虑，再结合与之相关的规定，贯彻和落实国家节能政策。另外，还要把建筑耗能和舒适度二者关系处理好。
2.3、经济性
在建筑维护结构中，其玻璃幕墙是一重要部分，而且又是考虑建筑节能所不可缺少的一方吗，因此，对建筑节能设计要进行全面考虑，只有将节能和经济二者达到统一后，才能真正凸显出建筑节能设计的价值。
3、单层玻璃幕墙节能设计
3.1、降低玻璃幕墙使用面积
降低玻璃幕墙设计面积，能够减少夏季热透射量，这样一来，建筑室内温度不会非常热，从而减少对空调消耗；在冬季，能够大大降低热交换量，减少因玻璃的热量损失。现阶段，在建筑节能设计过程中，过于追求外观效果，并不是减少玻璃幕墙设计面积的一个最佳选择。
3.2、建筑方位设计
在建筑玻璃幕墙节能设计中，对建筑方位设计也是非常重要的。在设计时，要使建筑能够同时满足采光、通风以及遮阳等各种要求。一般来说，建筑方位都是朝南北方向配置的。在我国大部分地区，其建筑朝向都是采用坐北朝南的朝向。然而，在确定朝向时，还要结合地理环境、气候等条件，随着需求的改变而变化，并不是一成不变的。这样一来，在应用玻璃幕墙时，保证室内外温差不会过大。
3.3、材料选择
通常情况下，利用单片吸热玻璃或者是Low-E玻璃等，可以获得较好的节能效果，然而，这种效果相对是极其有限的，如果建筑玻璃面积偏大，那么则很难满足实际要求。但是，在选择使用上述玻璃而构成中空玻璃，则是非常好的一个选择。在应用中空玻璃后，既可以大大减少太阳能辐射热量，又能大大降低温差传热。因此，中空玻璃为建筑玻璃幕墙节能设计的首选材料。
3.4、遮阳节能技术
现阶段，室内遮阳常用的材料即为窗帘，但是，其遮阳效果则主要由窗帘的遮阳一面材料性质所决定的。如果选用的位普通布料，那么大量热量的吸入会造成室内温度不断升高，使空调能耗大大增大，所以，选择新型遮阳材料是极其重要的。目前，纳米材料既对紫外线照射有较强反射作用，又有较强的吸收性能，进而把所吸收的紫外线转变为热能。
4、双层玻璃幕墙节能设计
4.1、节能原理
在夏季，通常双层玻璃幕墙通过“烟囱效应”，利用自然通风进行换气，以便降低室内空气的温度；若在冬季，则是利用“温室效应”，既可以获得较好的保温效果，又能给大大降低取暖消耗。当双层玻璃幕墙在接受夏季高温照射时，会将幕墙通道中的空气予以加热，这样一来，空气便会由下向上流动，进而将通道中的热空气带走，以便快速降低室内空气温度。若在冬季，能够将双层玻璃幕墙的外层通风口予以关闭，从而使玻璃幕墙中的空气在接受阳光照射后，温度持续升高，缩小室内外温差，获得良好的保温效果，同时又能大大降低空调取暖费用的消耗。
4.2、强化通风或降温
一般来说，玻璃幕墙周围温度要比实际气象观测到的温度高出几度。如果为双层玻璃幕墙，那么在玻璃幕墙中换气量大小是由风俗与风向决定的，并不是受烟囱效应的影响；因此，在玻璃幕墙建筑节能设计过程中，要把双层玻璃幕墙空间和通风口隔开，这样做的主要目的的减少夏季热风向室内的倒灌。然而，此种节能设计所消耗的造价是非常高的，甚至会降低玻璃幕墙的保温性能。
5、热缓冲区的设置
事实上，热传冲区指的是玻璃幕墙与室内设置的空间，如：在设计过程中，常常会设置外包阳台。此种设计的节能原理是和双层玻璃幕墙大致相同，但是，因空间偏大，因此，为将通风问题处理的更加得当，那么要把热量进行合理的分流，这样一来，可以获得良好的降温功效，同时又能大大减少空调能耗。
6、对新型技能技术的探究
在我国，因能源相对短缺。所以，在未来几年内，诸多新型节能技术设计将会快速应用到其中，例如：太阳能建筑节能设计。玻璃幕墙为建筑的立面幕墙设计，因此，在合理利用太阳能方面具有一定的优势。现阶段，我国研制出利用光电幕墙来发电，此种幕墙指的是要在玻璃中加入复合光电池板块，同时在装配过程中要将玻璃和光电池板相连接，以便形成一个完整发电系统。特别是在夏季，此种幕墙能够充分利用吸收的太阳能转变成的电源，更好的满足用户照明等需求。
7、结束语
总体来说，当前节能成为世界各个国家所面临的一个焦点问题。近年来，由于我国科学进步与社会的发展，从而使得建筑理念不断在更新，因此，在建筑节能、资源利用以及环境保护等方面都提出了较高的要求，这使得玻璃幕墙在建筑中应用十分广泛。由于玻璃幕墙属于一种新技术，因此，节能效果和幕墙设计有十分紧密的关联。因此，我们必须使用科学、合理的手段，在玻璃幕墙建筑节能设计方面做出巨大努力。