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摘要：如今，随着节能意识的日益深入, 公共建筑节能被越来越多的
工程师和设计者所关注，在节能环保幕墙中低碳幕墙已得到广泛应用，对公共建筑外部维护起着重要作用。本文首先从低碳幕墙的概念入手，详细阐述了低碳幕墙的种类及特点，并结合工程实践重点介绍了低碳幕墙在公共建筑中的应用，以供工程技术人员参考。
关键词：低碳幕墙；节能环保
中图分类号： S210.4 文献标识码： A 文章编号：
引言
公共建筑由于其特殊的结构形式和使用功能，空调、采暖、照明、其他用电设备等能耗巨大。在公共建筑(特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公室等)的全年能耗中，大约50%～60% 消耗于空调制冷与采暖系统，20%～30%用于照明。而在空调采暖这部分能耗中，大约20%～50%是由外围护结构传热所消耗。在现代化公共建筑中，外维护结构大面积采用建筑幕墙已成为趋势，低碳幕墙作为一类节能环保幕墙，已经成为公共建筑外维护结构的主导。
1、低碳幕墙的概念
“低碳幕墙”(Low-carbon CurtainWall)是低碳技术应用于建筑幕墙的新词汇，目前尚无统一的定义。本文在借鉴低碳建筑、节能环保幕墙等概念的基础上，依据国内外相关文献总结得出：低碳幕墙是指从建筑外围护墙的前期策划、设计、材料采购、生产制造、安装施工、使用以及拆除报废的全生命周期过程中，应用低碳和现代节能技术，使用低碳材料，最大限度地减少能源消耗和碳排放并能提高能效、保护环境、减少污染的一类建筑幕墙。
2、低碳幕墙的种类及特点
2.1 隔热幕墙
隔热幕墙是指将断热铝合金型材、节能玻璃以及性能良好的密封材料有机地结合起来，达到最佳的节能效果的一种建筑幕墙。铝合金型材内外侧通过采用聚酰胺尼龙66 的断热条进行连接，形成断热铝合金型材，从而有效解决了铝合金型材导热系数大的问题。此外，除了采用断热铝合金型材外，节能玻璃(如Low-E 中空玻璃)的选择是隔热幕墙能否达到节能效果的关键因素。
2.2 双层幕墙
双层幕墙是由内外两层幕墙(门窗)构成，内层通常采用有框玻璃幕墙或门窗，外层采用有框玻璃幕墙或点支式玻璃幕墙。传统的单层幕墙只是依靠材料本身来提高幕墙的保温隔热性能，而双层幕墙利用双层结构中间空气通道冬天产生的“温室效应”和夏天产生的“烟囱效应”这一自然物理现象，大大提高保温隔热性能。同时，由于多层结构的阻尼作用，使得其具有良好的隔声性能，是一种新型的节能环保幕墙。
2.3 光电幕墙
光电幕墙是一种集发电、隔热、隔音、维护及装饰功能于一体的新型功能性建筑幕墙。它是幕墙技术和太阳能光电技术的完美结合，把建筑的智能化特点发挥到了极致。光电技术产生的电能是一种清洁能源，发电过程中并未消耗不可再生能源，也不会产生废渣、废水、废气，无噪音，不污染环境，最大限度体现了低碳幕墙环保、节能的发展趋势。
2.4 陶板幕墙
陶板幕墙是以陶土板为面板材料，铝型材或钢型材为支承结构的一种新材料建筑幕墙。陶板幕墙具有以下特点：①颜色多样、色泽温和、不褪色、没有光污染，是首选的幕墙绿色环保面板材料；②中空结构大大降低了材料的自重，提高了保温隔热和隔音降噪性能；③具有良好的易洁自洁功能，比天然石材更耐酸碱腐蚀，不易污染；④未损坏的陶土板可以被再次利用，已经损坏的可以回收作为新陶板生产的材料，实现资源循环使用；⑤陶板在生产制作过程中，可循环利用热能，集中降低能耗，不产生废气、废水、废渣，对周围环境无污染。
2.5 生态幕墙
生态幕墙是以“可持续发展”为战略，以使用的高新技术为先导，以生物气候缓冲层为重点，节约资源，减少污染，是健康舒适的生态建筑外围护结构。生态幕墙与自然生态环境组成统一的有机体，不仅能够根据外界及周围环境自动改变其性能，以充分利用阳光及降低建筑能耗，而且尽可能少地消耗不可再生资源，最大限度地利用可再生能源，并主动地尝试利用太阳能及其他自然能源。在施工和使用过程中可拆卸，易回收，废弃物少，重复利用资源。
3、低碳幕墙在公共建筑中的应用与推广
在国家十二五规划中，节约能源、低碳经济和环境保护是新经济体制下的核心工作。低碳幕墙是低能耗、低污染、低排放为特征的一类节能环保幕墙，在公共建筑中发展低碳幕墙是建筑幕墙今后发展的必然趋势。
现阶段，在以上几种低碳幕墙中，研发和应用较多是隔热幕墙。断热铝型材与节能玻璃的结合，明显减少了炎热夏季室外到室內的热传递，也有效降低了寒冷冬季室内到室外的热损耗，从而节省了空调和采暖的费用。如淮阴电信、郑州国际会展中心、中国海洋石油办公楼、北京CEC 大厦(见图1)、唐山人民大厦等工程得到广泛应用。
图1 北京CEC 大厦—隔热幕墙
与单层幕墙相比，双层幕墙越来越受到开发商和建筑师的青睐，虽然一次性投资要高于普通幕墙，但从长远看它却更具有经济和社会效益。双层幕墙不仅减少了太阳辐射热的影响，而且节约了大量的能源，它比单层幕墙采暖节能40%～50%，制冷节能40%～60%，这为双层幕墙的推广提供了巨大空间。双层幕墙既可用于夏热冬暖的南方地区，又适用于严寒的北方地区，其中内通风双层幕墙通常在冬季较为寒冷的地区使用。从我国首个双层幕墙北京国家会计学院教学楼开始，各地陆续建造了许多典型工程，如北方国际传媒中心、微软(中国)研发集团总部、上海烟草集团公司科教中心、清华大学超低能耗示范楼、中青旅大厦、大连万达中心、中国人寿广场、上海中心大厦(见图2)等。
图2 上海中心大厦—双层幕墙
现代城市的公共建筑，几乎大多被玻璃、石材或者铝塑幕墙所包裹。所以，用太阳能幕墙来替代原来的幕墙，就成为BIPV(光伏建筑一体化)最亮丽的风景线。光电幕墙突破了传统幕墙通过隔热、断热、密封等以减少能量损失来实现节能的思维定式，通过采用光电技术，把以前被当作有害因素而屏蔽的太阳光转化为能被人们利用的电能，主要适用于太阳能资源比较丰富的地区。尽管光电幕墙刚刚起步，但其有着广阔的发展前景。汕头金刚光伏公司办公楼、无锡尚德光伏研发中心(见图3)、方大大厦、广东科学中心、北京南站、北京净雅大酒店、长沙中建大厦、广州电视塔等都是我国光电幕墙探索之路上的一些成功案例。
图3 无锡尚德光伏研发中心—光电幕墙
在倡导低碳经济的今天，幕墙的面板材料已经由以前单一的追求高科技的势头转向追求天然古朴、人文气息、节能环保的趋势，与三大传统幕墙(玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙)相比，陶板幕墙所特有的优势，符合建筑幕墙人本化发展的潮流。可广泛应用于建筑外墙和内饰，特别是行政办公、商务办公、高端地产、旧房改造等项目外用建筑幕墙。典型工程如天津泰达金融中心(见图4)、北京南新仓工程、北京新华社综合楼、南京南站、北京通州区第三中学、上海商飞综合实验室、武广高铁武汉站、辽宁省政府机关事务附属办公楼、东北电网电力调度交易中心等。
图4 天津泰达金融中心—陶板幕墙
生态幕墙是新结构幕墙，是新理念幕墙。笔者认为，国内一些学者把生态幕墙等同于双层幕墙，其实这种观点过于局限，我们可以把生物气候缓冲层和双层幕墙相融合，开发出某一种生态幕墙，但是并不是所有的生态幕墙都具有双层幕墙结构形式。我国生态幕墙还处于萌芽初期，需要学习和借鉴国外先进技术和理念，填补这一领域的空白。上海世博主题馆(见图5)工程是生态幕墙在我国成功应用的典范。
图5 上海世博主题馆—生态幕墙
4 结语
低碳幕墙作为现代建筑的一种节能环保外衣，是公共建筑外维护结构的主导。低碳幕墙能耗比传统建筑幕墙能耗显著降低，这将对建筑节能产生深远影响，具有广阔的应用前景。无论采用何种形式的低碳幕墙，其关键所在就是找到适合建筑本身的节能途径。
参考文献
[1]GB 50189—2005,公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材[S].
[2]GB/T21086—2007,建筑幕墙[S].
工程师和设计者所关注，在节能环保幕墙中低碳幕墙已得到广泛应用，对公共建筑外部维护起着重要作用。本文首先从低碳幕墙的概念入手，详细阐述了低碳幕墙的种类及特点，并结合工程实践重点介绍了低碳幕墙在公共建筑中的应用，以供工程技术人员参考。
关键词：低碳幕墙；节能环保
中图分类号： S210.4 文献标识码： A 文章编号：
引言
公共建筑由于其特殊的结构形式和使用功能，空调、采暖、照明、其他用电设备等能耗巨大。在公共建筑(特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公室等)的全年能耗中，大约50%～60% 消耗于空调制冷与采暖系统，20%～30%用于照明。而在空调采暖这部分能耗中，大约20%～50%是由外围护结构传热所消耗。在现代化公共建筑中，外维护结构大面积采用建筑幕墙已成为趋势，低碳幕墙作为一类节能环保幕墙，已经成为公共建筑外维护结构的主导。
1、低碳幕墙的概念
“低碳幕墙”(Low-carbon CurtainWall)是低碳技术应用于建筑幕墙的新词汇，目前尚无统一的定义。本文在借鉴低碳建筑、节能环保幕墙等概念的基础上，依据国内外相关文献总结得出：低碳幕墙是指从建筑外围护墙的前期策划、设计、材料采购、生产制造、安装施工、使用以及拆除报废的全生命周期过程中，应用低碳和现代节能技术，使用低碳材料，最大限度地减少能源消耗和碳排放并能提高能效、保护环境、减少污染的一类建筑幕墙。
2、低碳幕墙的种类及特点
2.1 隔热幕墙
隔热幕墙是指将断热铝合金型材、节能玻璃以及性能良好的密封材料有机地结合起来，达到最佳的节能效果的一种建筑幕墙。铝合金型材内外侧通过采用聚酰胺尼龙66 的断热条进行连接，形成断热铝合金型材，从而有效解决了铝合金型材导热系数大的问题。此外，除了采用断热铝合金型材外，节能玻璃(如Low-E 中空玻璃)的选择是隔热幕墙能否达到节能效果的关键因素。
2.2 双层幕墙
双层幕墙是由内外两层幕墙(门窗)构成，内层通常采用有框玻璃幕墙或门窗，外层采用有框玻璃幕墙或点支式玻璃幕墙。传统的单层幕墙只是依靠材料本身来提高幕墙的保温隔热性能，而双层幕墙利用双层结构中间空气通道冬天产生的“温室效应”和夏天产生的“烟囱效应”这一自然物理现象，大大提高保温隔热性能。同时，由于多层结构的阻尼作用，使得其具有良好的隔声性能，是一种新型的节能环保幕墙。
2.3 光电幕墙
光电幕墙是一种集发电、隔热、隔音、维护及装饰功能于一体的新型功能性建筑幕墙。它是幕墙技术和太阳能光电技术的完美结合，把建筑的智能化特点发挥到了极致。光电技术产生的电能是一种清洁能源，发电过程中并未消耗不可再生能源，也不会产生废渣、废水、废气，无噪音，不污染环境，最大限度体现了低碳幕墙环保、节能的发展趋势。
2.4 陶板幕墙
陶板幕墙是以陶土板为面板材料，铝型材或钢型材为支承结构的一种新材料建筑幕墙。陶板幕墙具有以下特点：①颜色多样、色泽温和、不褪色、没有光污染，是首选的幕墙绿色环保面板材料；②中空结构大大降低了材料的自重，提高了保温隔热和隔音降噪性能；③具有良好的易洁自洁功能，比天然石材更耐酸碱腐蚀，不易污染；④未损坏的陶土板可以被再次利用，已经损坏的可以回收作为新陶板生产的材料，实现资源循环使用；⑤陶板在生产制作过程中，可循环利用热能，集中降低能耗，不产生废气、废水、废渣，对周围环境无污染。
2.5 生态幕墙
生态幕墙是以“可持续发展”为战略，以使用的高新技术为先导，以生物气候缓冲层为重点，节约资源，减少污染，是健康舒适的生态建筑外围护结构。生态幕墙与自然生态环境组成统一的有机体，不仅能够根据外界及周围环境自动改变其性能，以充分利用阳光及降低建筑能耗，而且尽可能少地消耗不可再生资源，最大限度地利用可再生能源，并主动地尝试利用太阳能及其他自然能源。在施工和使用过程中可拆卸，易回收，废弃物少，重复利用资源。
3、低碳幕墙在公共建筑中的应用与推广
在国家十二五规划中，节约能源、低碳经济和环境保护是新经济体制下的核心工作。低碳幕墙是低能耗、低污染、低排放为特征的一类节能环保幕墙，在公共建筑中发展低碳幕墙是建筑幕墙今后发展的必然趋势。
现阶段，在以上几种低碳幕墙中，研发和应用较多是隔热幕墙。断热铝型材与节能玻璃的结合，明显减少了炎热夏季室外到室內的热传递，也有效降低了寒冷冬季室内到室外的热损耗，从而节省了空调和采暖的费用。如淮阴电信、郑州国际会展中心、中国海洋石油办公楼、北京CEC 大厦(见图1)、唐山人民大厦等工程得到广泛应用。
图1 北京CEC 大厦—隔热幕墙
与单层幕墙相比，双层幕墙越来越受到开发商和建筑师的青睐，虽然一次性投资要高于普通幕墙，但从长远看它却更具有经济和社会效益。双层幕墙不仅减少了太阳辐射热的影响，而且节约了大量的能源，它比单层幕墙采暖节能40%～50%，制冷节能40%～60%，这为双层幕墙的推广提供了巨大空间。双层幕墙既可用于夏热冬暖的南方地区，又适用于严寒的北方地区，其中内通风双层幕墙通常在冬季较为寒冷的地区使用。从我国首个双层幕墙北京国家会计学院教学楼开始，各地陆续建造了许多典型工程，如北方国际传媒中心、微软(中国)研发集团总部、上海烟草集团公司科教中心、清华大学超低能耗示范楼、中青旅大厦、大连万达中心、中国人寿广场、上海中心大厦(见图2)等。
图2 上海中心大厦—双层幕墙
现代城市的公共建筑，几乎大多被玻璃、石材或者铝塑幕墙所包裹。所以，用太阳能幕墙来替代原来的幕墙，就成为BIPV(光伏建筑一体化)最亮丽的风景线。光电幕墙突破了传统幕墙通过隔热、断热、密封等以减少能量损失来实现节能的思维定式，通过采用光电技术，把以前被当作有害因素而屏蔽的太阳光转化为能被人们利用的电能，主要适用于太阳能资源比较丰富的地区。尽管光电幕墙刚刚起步，但其有着广阔的发展前景。汕头金刚光伏公司办公楼、无锡尚德光伏研发中心(见图3)、方大大厦、广东科学中心、北京南站、北京净雅大酒店、长沙中建大厦、广州电视塔等都是我国光电幕墙探索之路上的一些成功案例。
图3 无锡尚德光伏研发中心—光电幕墙
在倡导低碳经济的今天，幕墙的面板材料已经由以前单一的追求高科技的势头转向追求天然古朴、人文气息、节能环保的趋势，与三大传统幕墙(玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙)相比，陶板幕墙所特有的优势，符合建筑幕墙人本化发展的潮流。可广泛应用于建筑外墙和内饰，特别是行政办公、商务办公、高端地产、旧房改造等项目外用建筑幕墙。典型工程如天津泰达金融中心(见图4)、北京南新仓工程、北京新华社综合楼、南京南站、北京通州区第三中学、上海商飞综合实验室、武广高铁武汉站、辽宁省政府机关事务附属办公楼、东北电网电力调度交易中心等。
图4 天津泰达金融中心—陶板幕墙
生态幕墙是新结构幕墙，是新理念幕墙。笔者认为，国内一些学者把生态幕墙等同于双层幕墙，其实这种观点过于局限，我们可以把生物气候缓冲层和双层幕墙相融合，开发出某一种生态幕墙，但是并不是所有的生态幕墙都具有双层幕墙结构形式。我国生态幕墙还处于萌芽初期，需要学习和借鉴国外先进技术和理念，填补这一领域的空白。上海世博主题馆(见图5)工程是生态幕墙在我国成功应用的典范。
图5 上海世博主题馆—生态幕墙
4 结语
低碳幕墙作为现代建筑的一种节能环保外衣，是公共建筑外维护结构的主导。低碳幕墙能耗比传统建筑幕墙能耗显著降低，这将对建筑节能产生深远影响，具有广阔的应用前景。无论采用何种形式的低碳幕墙，其关键所在就是找到适合建筑本身的节能途径。
参考文献
[1]GB 50189—2005,公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材[S].
[2]GB/T21086—2007,建筑幕墙[S].