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【摘 要】 玻璃幕墙,是指由支承结构体系与组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。本文主要对节能理念在玻璃幕墙设计中的应用进行了简要分析。
【关键词】 节能理念;玻璃幕墙;设计
引言:
我国是一个能源紧缺的国家,能源是我国经济社会生活得以正常运行的重要物质基础。目前我国尽管能源总量丰富,但由于人口众多,人均能源占有量在世界上排名靠后,仅为平均水平的30%左右。可见,能源问题已经成为制约我国发展的关键问题。
一、玻璃幕墙工程的特点
玻璃幕墙的形式可以分为明框玻璃幕墙和隐框玻璃幕墙两个大类。明框玻璃幕墙由于使用效果较隐框玻璃幕墙差,故一般只在规模较少的项目上使用,大量的特别是对外观要求较高的项目,基本上全部使用的是隐框的玻璃幕墙。玻璃幕墙的主要受力结构一般都是采用钢结构和铝结构,由于空间受力结构复杂型,玻璃幕墙设计时,除正常的验收外,还应充分考虑到各种荷载和作用,特别是组合作用的应力与变形,更要注意局部薄弱环节对结构整体性的影响。
此外,玻璃幕墙结构还要考虑到防空气渗透、防雨水渗漏,对于风压大、临海、多雨、环境湿度大的地方,玻璃幕墙将长期处于不利的工作环境中,由于施工现场的检测手段有限,如何才能防空气渗透是玻璃幕墙工程的难点,在风压和雨水的共同作用下,防渗难度将更大。
玻璃幕墙工程封边封口、拼缝的平整度和直线度以及及其他材料间会有许多形式不同的封边封口,板材拼缝较多。由于封边封口的工序较为复杂,操作难度大,影响质量的因素多,如受操作者的影响、工序交叉的影响、材料种类及设计节点作法的影响等,使封边封口及拼缝的质量控制难度加大。这些特点,表明了玻璃幕墙结构设计与施工的复杂性,必须全过程的质量管理与控制,才能保证玻璃幕墙的质量。
二、节能理念在幕墙设计中的应用
1、玻璃幕墙的选材
热传递是普遍存在的一种自然现象,自然界中热量的传递通常有三种形式:对流、辐射和传导。只要物体之间或物体的不同部分之间存在温度差,就会产生热传递。玻璃幕墙是建筑传热的主要部位,是透明材料,正确地选择玻璃幕墙,就可以将建筑能耗降到合理的区间,从而达到节约能源的目的,这也是节能设计中重要的一部分。随着技术的进步和提高,玻璃幕墙材料日新月异,在调整光线、美观效果和节能效果上都取得了长足的进步。
2、采用双层玻璃幕墙
在现代玻璃幕墙设计中,双层玻璃幕墙逐渐成为节能的重要方法。双层玻璃幕墙指的是在一个单层玻璃幕墙上,增加了一个双层玻璃幕墙,在这两个玻璃幕墙中间会形成一个空间,在空间上下断处安装进风设施和排风设施,从而形成了热通道,因而也可称之为热通道玻璃幕墙。通过夹层设计,双层玻璃幕墙的保温性能大大提高,还兼具遮阳构建,因而不仅能够遮阳,还保护了建筑物的美观。在双层玻璃幕墙的发展基础上,双层通风玻璃幕墙也逐步发展起来,可以分为敞开式外循环和封闭式内循环的双层通风玻璃幕墙。前者在外层的玻璃幕墙内,安装了进风口及出风口,节能的效果非常好;后者在内层玻璃幕墙内,安装了进风口及出风口,以电机来强制抽风,空气的流通完全依靠内循环来完成,节能的效果比前者稍逊一筹。
3、玻璃幕墙密封材料设计
密封材料是嵌人建筑接缝中的材料,其作用是承受接缝位移以实现较好的气密性、水密性。玻璃幕墙密封材料选择好坏直接关乎到建筑物的节能效果。
(1)橡胶密封胶条。在玻璃幕墙的内外两侧均可采用橡胶密封胶条,以减少玻璃幕墙中与框的间隙,依靠胶条自身的弹性在槽内起密封作用。密封胶条与接触的一侧设计成波浪型,能有效地阻止空气渗漏。要求密封胶条具有耐紫外线、耐老化、耐永久变形、耐污染等特征;
(2)硅酮耐候胶。建筑密封胶作为建筑玻璃幕墙的功能性材料,在防水、隔音、节能、防腐蚀方面有重要作用,目前常用的是硅酮耐候密封胶。硅酮耐候密封胶主要用于各类玻璃幕墙表面的密封嵌缝,分子结构兼备无机和有机两类聚合物的特性,具有优良的耐水性和耐候性,具有超群的抗UV、耐臭氧、耐气候老化、耐紫外线功能,在建筑玻璃幕墙尤其在隐框玻璃幕墙的结构粘结应用中具有其它材料无可取代的优势。而且硅酮耐候胶在低温时弹性好,耐污染和低透气率,可以用于各类玻璃幕墙表面的密封嵌缝,既起结构粘结作用,又起玻璃幕墙密封胶作用。
4、玻璃幕墻遮阳系统设计
增加的遮阳系数sc的控制。不同的窗墙比不同的遮阳系数,选用遮阳系数低的。在玻璃幕墙这样设计中,可以采取以下方法:水平遮阳、垂直遮阳、格栅式遮阳、挡板式遮阳四种。
(1)水平遮阳是常见的遮阳方式,能够遮挡住从窗户上方、高度角大的方向投射来的阳光。水平遮阳一般分布在南向或接近南向窗口的地方才能形成理想阴影区。同时,水平遮阳设计中,在位置和宽度上应遮挡住夏季的阳光,也要让冬天的阳光进入到室内。
(2)在垂直遮阳设计中,由于太阳方向角对遮阳效果有
很大的影响,因此,垂直遮阳在高度角较低时的遮阳效果较好,但对于窗口正上方的阳光,或者是日出日落时候的阳光,垂直遮阳的效果并不理想。从这里可以得知,垂直遮阳的方法只适用于西北、东北地区,最南面建筑不适用。
(3)格栅式遮阳是水平遮阳、垂直遮阳的结合,能够包括两种遮阳方式的有点,能够对各个朝向、高度角的阳光都能进行有效阻隔,且进入室内的光线也比较均匀,非常实用与西南向、东南向范围内方位遮阳。
(4)挡板式遮阳能够阻挡高度角小的阳光,主要适用于阳光比较强烈的地区或是东西向窗口。其弱点是与通风阻挡和对视线非常严重,一般不能用于固定式建筑构件,对一些方便拆卸和可活动建筑构件的遮阳效果较好。
5、玻璃幕墙密封系统设计
按干式密封和湿式密封两种展开。
(1)干式密封主要采用胶条,应用在单元式玻璃幕墙、小单元式玻璃幕墙上。主要成分是三元乙丙,一般30%左右,随气候条件变化而调整其含量、配方。1m2玻璃幕墙所用的密封胶不多,一支300mL胶能够满足胶缝0.8cm。通常计算胶用量,就应先求出总胶缝长度,乘以宽度就等于平方数,最后计算出胶的用量。现场施工设计也不需要太精准的计算用量,只要满足现场施工需要,控制进场胶量即可。
(2)湿式密封主要采用硅酮耐候密封胶,组角胶、带胶打钉,主要应用在框架式玻璃幕墙及单元式玻璃幕墙的工厂加工组装阶段。硅酮耐候胶具有耐污染、耐紫外线照射、耐候性、耐水性等特征,主要是用于玻璃幕墙材料之间,通过密封嵌缝来保证材料道德气密性。硅酮耐候胶在高温时不流淌,在低温时的弹性也比较好,因此是一种性能较好的密封材料。
6、精细生产施工
在玻璃幕墙设计和施工过程中,应重视施工质量,主要着眼点放在的质量控制、组装的质量控制、安装的质量控制三个方面,减少缝隙,贯彻设计意图,确保实际k值相比理论k值不打折。在的质量控制方面,应选择质量合格的材料,在主体结构、预埋件施工、隐框架结构施工方面应特别注意。在组装的质量控制方面,应检查各组成构件的质量,清除焊接接头的颗粒和灰尘。在安装的质量控制方面,其步骤如下:基层处理→校核施工放线→检查骨架安装的质量→调整玻璃幕墙骨架的方向→密封。
三、结束语
总之,玻璃幕墙作为传统的玻璃幕墙材料在国内市场上已被广泛地应用,玻璃幕墙不仅实现了建筑外围护结构中墙体与门窗的合二为一,而且把建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体,实践证明玻璃幕墙建筑也可以建成为节能建筑,而关键是玻璃幕墙的合理应用。
参考文献:
[1]肖艳,周冶.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].中华民居,2011.
[2]潘冬.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].科学之友,2010.
[3]李奇志.现代幕墙设计运用的节能理念分析[J].大观周刊,2012.
【关键词】 节能理念;玻璃幕墙;设计
引言:
我国是一个能源紧缺的国家,能源是我国经济社会生活得以正常运行的重要物质基础。目前我国尽管能源总量丰富,但由于人口众多,人均能源占有量在世界上排名靠后,仅为平均水平的30%左右。可见,能源问题已经成为制约我国发展的关键问题。
一、玻璃幕墙工程的特点
玻璃幕墙的形式可以分为明框玻璃幕墙和隐框玻璃幕墙两个大类。明框玻璃幕墙由于使用效果较隐框玻璃幕墙差,故一般只在规模较少的项目上使用,大量的特别是对外观要求较高的项目,基本上全部使用的是隐框的玻璃幕墙。玻璃幕墙的主要受力结构一般都是采用钢结构和铝结构,由于空间受力结构复杂型,玻璃幕墙设计时,除正常的验收外,还应充分考虑到各种荷载和作用,特别是组合作用的应力与变形,更要注意局部薄弱环节对结构整体性的影响。
此外,玻璃幕墙结构还要考虑到防空气渗透、防雨水渗漏,对于风压大、临海、多雨、环境湿度大的地方,玻璃幕墙将长期处于不利的工作环境中,由于施工现场的检测手段有限,如何才能防空气渗透是玻璃幕墙工程的难点,在风压和雨水的共同作用下,防渗难度将更大。
玻璃幕墙工程封边封口、拼缝的平整度和直线度以及及其他材料间会有许多形式不同的封边封口,板材拼缝较多。由于封边封口的工序较为复杂,操作难度大,影响质量的因素多,如受操作者的影响、工序交叉的影响、材料种类及设计节点作法的影响等,使封边封口及拼缝的质量控制难度加大。这些特点,表明了玻璃幕墙结构设计与施工的复杂性,必须全过程的质量管理与控制,才能保证玻璃幕墙的质量。
二、节能理念在幕墙设计中的应用
1、玻璃幕墙的选材
热传递是普遍存在的一种自然现象,自然界中热量的传递通常有三种形式:对流、辐射和传导。只要物体之间或物体的不同部分之间存在温度差,就会产生热传递。玻璃幕墙是建筑传热的主要部位,是透明材料,正确地选择玻璃幕墙,就可以将建筑能耗降到合理的区间,从而达到节约能源的目的,这也是节能设计中重要的一部分。随着技术的进步和提高,玻璃幕墙材料日新月异,在调整光线、美观效果和节能效果上都取得了长足的进步。
2、采用双层玻璃幕墙
在现代玻璃幕墙设计中,双层玻璃幕墙逐渐成为节能的重要方法。双层玻璃幕墙指的是在一个单层玻璃幕墙上,增加了一个双层玻璃幕墙,在这两个玻璃幕墙中间会形成一个空间,在空间上下断处安装进风设施和排风设施,从而形成了热通道,因而也可称之为热通道玻璃幕墙。通过夹层设计,双层玻璃幕墙的保温性能大大提高,还兼具遮阳构建,因而不仅能够遮阳,还保护了建筑物的美观。在双层玻璃幕墙的发展基础上,双层通风玻璃幕墙也逐步发展起来,可以分为敞开式外循环和封闭式内循环的双层通风玻璃幕墙。前者在外层的玻璃幕墙内,安装了进风口及出风口,节能的效果非常好;后者在内层玻璃幕墙内,安装了进风口及出风口,以电机来强制抽风,空气的流通完全依靠内循环来完成,节能的效果比前者稍逊一筹。
3、玻璃幕墙密封材料设计
密封材料是嵌人建筑接缝中的材料,其作用是承受接缝位移以实现较好的气密性、水密性。玻璃幕墙密封材料选择好坏直接关乎到建筑物的节能效果。
(1)橡胶密封胶条。在玻璃幕墙的内外两侧均可采用橡胶密封胶条,以减少玻璃幕墙中与框的间隙,依靠胶条自身的弹性在槽内起密封作用。密封胶条与接触的一侧设计成波浪型,能有效地阻止空气渗漏。要求密封胶条具有耐紫外线、耐老化、耐永久变形、耐污染等特征;
(2)硅酮耐候胶。建筑密封胶作为建筑玻璃幕墙的功能性材料,在防水、隔音、节能、防腐蚀方面有重要作用,目前常用的是硅酮耐候密封胶。硅酮耐候密封胶主要用于各类玻璃幕墙表面的密封嵌缝,分子结构兼备无机和有机两类聚合物的特性,具有优良的耐水性和耐候性,具有超群的抗UV、耐臭氧、耐气候老化、耐紫外线功能,在建筑玻璃幕墙尤其在隐框玻璃幕墙的结构粘结应用中具有其它材料无可取代的优势。而且硅酮耐候胶在低温时弹性好,耐污染和低透气率,可以用于各类玻璃幕墙表面的密封嵌缝,既起结构粘结作用,又起玻璃幕墙密封胶作用。
4、玻璃幕墻遮阳系统设计
增加的遮阳系数sc的控制。不同的窗墙比不同的遮阳系数,选用遮阳系数低的。在玻璃幕墙这样设计中,可以采取以下方法:水平遮阳、垂直遮阳、格栅式遮阳、挡板式遮阳四种。
(1)水平遮阳是常见的遮阳方式,能够遮挡住从窗户上方、高度角大的方向投射来的阳光。水平遮阳一般分布在南向或接近南向窗口的地方才能形成理想阴影区。同时,水平遮阳设计中,在位置和宽度上应遮挡住夏季的阳光,也要让冬天的阳光进入到室内。
(2)在垂直遮阳设计中,由于太阳方向角对遮阳效果有
很大的影响,因此,垂直遮阳在高度角较低时的遮阳效果较好,但对于窗口正上方的阳光,或者是日出日落时候的阳光,垂直遮阳的效果并不理想。从这里可以得知,垂直遮阳的方法只适用于西北、东北地区,最南面建筑不适用。
(3)格栅式遮阳是水平遮阳、垂直遮阳的结合,能够包括两种遮阳方式的有点,能够对各个朝向、高度角的阳光都能进行有效阻隔,且进入室内的光线也比较均匀,非常实用与西南向、东南向范围内方位遮阳。
(4)挡板式遮阳能够阻挡高度角小的阳光,主要适用于阳光比较强烈的地区或是东西向窗口。其弱点是与通风阻挡和对视线非常严重,一般不能用于固定式建筑构件,对一些方便拆卸和可活动建筑构件的遮阳效果较好。
5、玻璃幕墙密封系统设计
按干式密封和湿式密封两种展开。
(1)干式密封主要采用胶条,应用在单元式玻璃幕墙、小单元式玻璃幕墙上。主要成分是三元乙丙,一般30%左右,随气候条件变化而调整其含量、配方。1m2玻璃幕墙所用的密封胶不多,一支300mL胶能够满足胶缝0.8cm。通常计算胶用量,就应先求出总胶缝长度,乘以宽度就等于平方数,最后计算出胶的用量。现场施工设计也不需要太精准的计算用量,只要满足现场施工需要,控制进场胶量即可。
(2)湿式密封主要采用硅酮耐候密封胶,组角胶、带胶打钉,主要应用在框架式玻璃幕墙及单元式玻璃幕墙的工厂加工组装阶段。硅酮耐候胶具有耐污染、耐紫外线照射、耐候性、耐水性等特征,主要是用于玻璃幕墙材料之间,通过密封嵌缝来保证材料道德气密性。硅酮耐候胶在高温时不流淌,在低温时的弹性也比较好,因此是一种性能较好的密封材料。
6、精细生产施工
在玻璃幕墙设计和施工过程中,应重视施工质量,主要着眼点放在的质量控制、组装的质量控制、安装的质量控制三个方面,减少缝隙,贯彻设计意图,确保实际k值相比理论k值不打折。在的质量控制方面,应选择质量合格的材料,在主体结构、预埋件施工、隐框架结构施工方面应特别注意。在组装的质量控制方面,应检查各组成构件的质量,清除焊接接头的颗粒和灰尘。在安装的质量控制方面,其步骤如下:基层处理→校核施工放线→检查骨架安装的质量→调整玻璃幕墙骨架的方向→密封。
三、结束语
总之,玻璃幕墙作为传统的玻璃幕墙材料在国内市场上已被广泛地应用,玻璃幕墙不仅实现了建筑外围护结构中墙体与门窗的合二为一,而且把建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体,实践证明玻璃幕墙建筑也可以建成为节能建筑,而关键是玻璃幕墙的合理应用。
参考文献:
[1]肖艳,周冶.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].中华民居,2011.
[2]潘冬.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].科学之友,2010.
[3]李奇志.现代幕墙设计运用的节能理念分析[J].大观周刊,2012.