探析建筑幕墻設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

陳鵬

深圳市三鑫幕墻工程有限公司 廣東深圳 518054

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提贏，對(duì)建筑幕墻的質(zhì)量使用功能和裝飾效果要求會(huì)更高，研究開(kāi)發(fā)新型節(jié)能幕墻是今后的主攻方向。當(dāng)前要以政策為指導(dǎo)，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以技術(shù)為依托，協(xié)調(diào)發(fā)展、完善多層多品種節(jié)能幕墻，滿足當(dāng)前建筑市場(chǎng)的需要。同時(shí)要有超前的意識(shí)，吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)適合我國(guó)未來(lái)建筑市場(chǎng)所需的新型節(jié)能幕墻。幕墻設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，不僅對(duì)建筑物的整體美觀有重要影響，對(duì)建筑節(jié)能也有重要的作用。本文分析了建筑幕墻設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，以促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑幕墻設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)

一、建筑幕墻的建筑設(shè)計(jì)

幕墻也被我們稱之為懸吊掛墻，主要是指建筑主體結(jié)構(gòu)外側(cè)位置懸掛的輕質(zhì)圍墻，一般是由板材及金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成，具有一定位移的能力，屬于不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載的一種外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。我們生活中常見(jiàn)的幕墻多是由面板及其后面的支承結(jié)構(gòu)構(gòu)成。這類墻體具備質(zhì)量輕、保溫、防火、防水、隔音、隔熱等要求，因此，近年來(lái)各國(guó)也在不斷地對(duì)其進(jìn)行研究，節(jié)能就是研究的一個(gè)重要領(lǐng)域，而且目前在這方面已經(jīng)出現(xiàn)了比較大的突破，為低碳節(jié)能環(huán)保的經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)注入了新的活力。

具體來(lái)說(shuō)，幕墻節(jié)能具有以下要求：能夠降低溫差傳熱的熱負(fù)荷損失；能夠提升幕墻氣密性；能夠降低太陽(yáng)輻射；而幕墻的節(jié)能方法則主要包括：玻璃節(jié)能法、鋁合金斷熱型材節(jié)能法、雙層結(jié)構(gòu)體系節(jié)能法以及遮陽(yáng)體系節(jié)能法等。

（一）建筑幕墻的選型

建筑幕墻的選型是建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)容。建筑設(shè)計(jì)師不僅要考慮立面的新穎、美觀，而且要根據(jù)建筑的功能，造價(jià)及所具備的施工技術(shù)條件進(jìn)行造型設(shè)計(jì)。當(dāng)前用得比較普遍的是框架式建筑幕墻及單元、半單元式建筑幕墻，其形式又分為明框幕墻、半隱幕墻、全隱幕墻。

（二）建筑幕墻的性能要求

對(duì)幕墻性能的要求，在很大程度上就決定了幕墻的質(zhì)量。在選擇幕墻風(fēng)壓變形性能和幕墻雨水滲漏性能等級(jí)時(shí)，必須考慮建筑物的抗震等級(jí)；選擇幕墻的保溫性能等級(jí)須考慮當(dāng)?shù)貧鉁馗叩停荒粔Φ目諝鉂B透性能等級(jí)要考慮建筑物自身的特點(diǎn)，如建筑造價(jià)，功能要求，重要性等等。

（三）建筑幕墻設(shè)計(jì)的安全要求

幕墻設(shè)計(jì)必須符合防火規(guī)范的要求，特別注意當(dāng)原建筑設(shè)計(jì)中無(wú)窗下墻時(shí)，樓層應(yīng)設(shè)實(shí)體墻，窗間墻與幕墻應(yīng)填充不燃材料，幕墻節(jié)點(diǎn)中填充材料也應(yīng)選用巖棉等不燃材料。幕墻設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足防雷要求，形成幕墻自下而上的防雷體系，并與主體結(jié)構(gòu)防雷體系可靠連接，其中：①第一類防雷建筑，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸<5m×5m（<6m×4m）；第二類防雷建筑，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸<10m×10m（<12m×8m）；第三類防雷建筑，避雷網(wǎng)網(wǎng)格尺寸<20m×20m（<24m×16m）。②避雷片與鋁型材用螺釘進(jìn)行連接，使幕墻自身防雷體系與主體結(jié)構(gòu)的防雷體系通過(guò)焊接方式可靠連接形成閉合回路。③避雷片應(yīng)表面鍍錫，其與鋁型材連接需在空氣干燥情況下，將鋁型材去氧化膜快速堅(jiān)固，然后在避雷片與鋁型材接縫四周刷絕緣漆，避雷鋼筋應(yīng)表面鍍鋅。為確保安全，幕墻設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)采取防止玻璃破碎墜落，如玻璃屋頂應(yīng)采用夾絲、夾片玻璃或設(shè)安全網(wǎng)，出入口設(shè)雨罩。

二、節(jié)能理念在現(xiàn)代幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

在現(xiàn)代幕墻設(shè)計(jì)中，雙層幕墻逐漸成為節(jié)能的重要方法。雙層幕墻指的是在一個(gè)單層幕墻上，增加了一個(gè)雙層幕墻，在這兩個(gè)幕墻中間會(huì)形成一個(gè)空間，在空間上下斷處安裝進(jìn)風(fēng)設(shè)施和排風(fēng)設(shè)施，從而形成了熱通道，因而也可稱之為熱通道幕墻。通過(guò)夾層設(shè)計(jì)，雙層幕墻的保溫性能大大提高，還兼具遮陽(yáng)構(gòu)建，因而不僅能夠遮陽(yáng)，還保護(hù)了建筑物的美觀。在雙層幕墻的發(fā)展基礎(chǔ)上，雙層通風(fēng)幕墻也逐步發(fā)展起來(lái)，可以分為敞開(kāi)式外循環(huán)和封閉式內(nèi)循環(huán)的雙層通風(fēng)幕墻。前者在外層的幕墻內(nèi)，安裝了進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，節(jié)能的效果非常好；后者在

內(nèi)層幕墻內(nèi)，安裝了進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，以電機(jī)來(lái)強(qiáng)制抽風(fēng)，空氣的流通完全依靠?jī)?nèi)循環(huán)來(lái)完成，節(jié)能的效果比前者稍遜一籌。

圖1 雙層幕墻節(jié)點(diǎn)圖

（一）保溫隔熱材料的選擇

1.增加隔熱型材的采用，降低型材的k 值，措施為：增加隔熱條的長(zhǎng)度，隔熱條之間的空隙注入隔熱材料，在熱工分析的等溫線上增加膠條，增多封閉腔體，減少氣體流通傳熱，提高氣密水密性等。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮到老化、潮濕等對(duì)材料性能的不利影響。保溫隔熱材料在幕墻節(jié)點(diǎn)處緊密拼接。

2.玻璃一般采用中空單層Low-E 玻璃、雙銀Low-E，三銀Low-E 等配置，Low-E 玻璃由于鍍覆的膜很薄，它對(duì)短波輻射是基木透明的，使紫外線和可見(jiàn)光基本通過(guò)，而對(duì)長(zhǎng)波紅外線輻射是不透明的。在冬季，能保持室內(nèi)熱能，使其難以向外散發(fā)，在夏季，將室外高溫散發(fā)出的大量熱輻射反射回去，使其難以進(jìn)入室內(nèi)，做到“冬暖夏涼”。近年來(lái)，在中空玻璃領(lǐng)域，暖邊技術(shù)也不斷發(fā)展起來(lái)，熱量在通過(guò)玻璃板的方式一般為輻射和導(dǎo)熱，中空玻璃的隔熱能力主要是因?yàn)榭諝鈱?。在空氣層中，填充惰性氣體能夠有效降低玻璃的熱阻。同時(shí)，三層玻璃雙中空配置，能夠?qū)崿F(xiàn)自然對(duì)流，在氣溫較高時(shí)，窗戶溫度低于室內(nèi)溫度。緊挨窗戶的氣體迅速冷卻，溫度下降。在氣溫較低時(shí)，玻璃溫?zé)崮軠p少自然對(duì)流，從而形成較大程度的熱舒適，能有效降低K 值。

3.金屬板、石材幕墻后有建筑墻體，k 值容易實(shí)現(xiàn)0.35 ～ 0.45。降低k 值的一般措施是增加保溫層厚度。

（二）幕墻遮陽(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

增加玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)sc 的控制。不同的窗墻比不同的遮陽(yáng)系數(shù)，選用遮陽(yáng)系數(shù)低的玻璃。在幕墻這樣設(shè)計(jì)中，可以采取以下方法：水平遮陽(yáng)、垂直遮陽(yáng)、格柵式遮陽(yáng)、擋板式遮陽(yáng)四種。

1.水平遮陽(yáng)是常見(jiàn)的遮陽(yáng)方式，能夠遮擋住從窗戶上方、高度角大的方向投射來(lái)的陽(yáng)光。水平遮陽(yáng)一般分布在南向或接近南向窗口的地方才能形成理想陰影區(qū)。同時(shí)，水平遮陽(yáng)設(shè)計(jì)中，在位置和寬度上應(yīng)遮擋住夏季的陽(yáng)光，也要讓冬天的陽(yáng)光進(jìn)入到室內(nèi)。

2.在垂直遮陽(yáng)設(shè)計(jì)中，由于太陽(yáng)方向角對(duì)遮陽(yáng)效果有很大的影響，因此，垂直遮陽(yáng)在高度角較低時(shí)的遮陽(yáng)效果較好，但對(duì)于窗口正上方的陽(yáng)光，或者是日出日落時(shí)候的陽(yáng)光，垂直遮陽(yáng)的效果并不理想。從這里可以得知，垂直遮陽(yáng)的方法只適用于西北、東北地區(qū)，最南面建筑不適用。

3.格柵式遮陽(yáng)是水平遮陽(yáng)、垂直遮陽(yáng)的結(jié)合，能夠包括兩種遮陽(yáng)方式的有點(diǎn)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)朝向、高度角的陽(yáng)光都能進(jìn)行有效阻隔，且進(jìn)入室內(nèi)的光線也比較均勻，非常實(shí)用與西南向、東南向范圍內(nèi)方位遮陽(yáng)。

4.擋板式遮陽(yáng)能夠阻擋高度角小的陽(yáng)光，主要適用于陽(yáng)光比較強(qiáng)烈的