前言

      隨著建筑行業的快速發展, 當前對建筑的要求已經不局限在安全性、適用性和耐久性等基本要求的滿足, 而是向著多樣化、節能、環保、美觀的方向發展,建筑幕墻的出現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性而在現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的溫度很高,而晚上室內的熱量又容易通過玻璃與外界環境發生熱交換,從而較快的散失, 大大增加了建筑物內部空調的運行成本,因此必須發展更為先進的玻璃幕墻技術,以滿足節能要求。

      1 建筑玻璃幕墻節能技術現狀

      目前提高建筑玻璃幕墻節能性能的主要方法是采用節能玻璃,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境的輻射來達到節能的效果,也有采用斷橋鋁來代替鋁合金, 通過將結構體系的熱橋阻斷的方式降低結構傳熱系數,有效降低室內外空氣熱傳遞,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外熱量交換,以上的玻璃幕墻節能技術都是屬于被動設防的方式,因此節能效果極為有限。

      2 新型玻璃幕墻節能技術

      2 . 1 雙層玻璃幕墻

      雙層玻璃幕墻在國外被稱為主動式幕墻,是通過科學的設計達到幕墻主動節能的目的,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置兩層玻璃幕墻,分別稱為內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,在外層或內層幕墻上設置通風換氣口,使得空氣得以在兩層幕墻中間運動,根據系統的要求對內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節設置在兩層幕墻之間的百葉的狀態來達到調節內部溫度、節能的目的。按照通風換氣成的運行方式不同雙層玻璃幕墻的節能方式分為封閉式內循環體系通風式和敞開式外循環體系通風式兩種。

      2.1.1封閉式內循環體系通風式幕墻節能原理

      封閉式內循環體系通風式幕墻是采用外層封閉,而內層與建筑物室內之間設置通風換氣口, 并使中間通風換氣層與室內的換氣系統相連通,在室內通風系統開通的情況下,室內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,以此達到室內恒溫的節能目的。一般情況下,采用這種封閉式內循環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, 而內層幕墻要求不高,僅采用單層玻璃即可達到效果。

     2.1.2敞開式外循環體系通風式幕墻節能原理

      敞開式外循環體系通風式幕墻結構與上述封閉式內循環體系相反,其外層幕墻是采用單層玻璃和一般鋁合金型材組成,并開設通風換氣口,其中進氣口在外層幕墻一側的底部,排氣口在外層幕墻另一側的頂端,通風換氣層兩側設置進風裝置和排風裝置,而內層幕墻采用中空玻璃并斷橋鋁組成,其運行方式是:當外界環境溫度比室內溫度高時,進風和排風裝置開啟, 中間通風換氣層內空氣流動, 被陽光加熱后的空氣會逐漸上升,在中間層內順著流動的空氣被強制輸送至排氣口排放到外界環境中,從而降低內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溫度時,通風裝置關閉,兩層幕墻之間的空氣處于相對的靜止狀態, 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的溫度, 減少空調和采暖設備的使用量,達到節能的效果。

      2 . 2 真空玻璃幕墻節能技術

      真空玻璃幕墻是近年來發展起來的節能型玻璃幕墻,真空玻璃幕墻節能技術的核心在于使用隔熱性優良的真空玻璃來替代傳統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,將這樣經過特殊組合處理過的真空玻璃作為玻璃幕墻的主體結構,可通過Low-E玻璃的低輻射性有效降低玻璃的輻射傳熱,同時由于真空層內無任何傳熱介質,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節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施,因此運行成本更低,更便于施工。

      3 結束語

      隨著節能環保理念的不斷深入, 玻璃幕墻的節能技術已經成為當前世界范圍內研究的熱點問題,在兼顧美觀的前提下, 努力發展各種玻璃幕墻節能技術是人類社會可持續發展的要求,在實際工作中, 幕墻設計人員可以根據工程實際情況來選擇適當的節能施工技術,綜合考慮玻璃幕墻的節能效果以及工程造價問題, 使玻璃幕墻在建筑中發揮其通透性、藝術性優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。與此同時, 要不斷利用高科技的新材料,并充分發揮設計人員的主觀能動性, 不斷優化設計方案,使建筑玻璃幕墻向著更節能的方向發展。