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【摘 要】 我国建筑业“十二.五”规划：以建筑节能减排为重点，坚持节能减排与科技创新相结合。发展绿色建筑，加强工程建设全过程的节能减排，实现低耗、环保、高效生产;大力推进建筑业技术创新、管理创新，推进绿色施工，发展现代工业化生产方式，使节能减排成为建筑业发展新的增长点。本文将对玻璃幕墙保温与节能进行探讨：
【关键词】 幕墙;节能;保温;材料
一、玻璃幕墙节能与保温设计的理论基础
我国幅员辽阔，各地气候差异较大。为使建筑物适应各地不同的气候条件，满足节能要求，应根据建筑物的类别和其所处的建筑气候分区，确定建筑外围护结构合理的热工性能参数。
幕墙的传热系数是通过幕墙面材部分与框料部分的传热系数进行面积加权获得的平均值。所以在对幕墙进行保温设计时应综合考虑幕墙面材部分的传热系数和幕墙框料部分的传热系数的配合关系，从而得到一套系统的配合设计。
根据ISO15099得到以下公式：
Ut=（∑UfAf+∑UgAg+Ψglg）/At
Ut——板块传热系数，W/（m2·K）
Uf——框的传热系数，W/（m2·K）
Ug——玻璃中心的传热系数，W/（m2·K）
Af——框的面积，m2
Ag——玻璃中心的面积，m2
At——板块的面积，m2
Ψg——线性传热系数，采用铝合金间隔条，取0.1W/（m·K）;
lg——玻璃区域的周长，m
二、玻璃幕墙节点的保温设计
下面选用一个典型的幕墙横剖节点为例进行玻璃幕墙保温设计论述：
在幕墙框料的断面节点中，玻璃的中空层与隔热条之间连成的曲线A是影响幕墙保温性能的关键部位。曲线A所经过的区域包括：隔热型材、玻璃间隔条、隔热型材与玻璃端面间的空腔Ⅰ、两隔热型材之间的空腔Ⅱ等部分，在这些部位做出正确的保温设计，可以有效的提高幕墙框料部分的保温性能。
1.隔热型材设计
在幕墙中使用的隔热型材包括两种类型：穿条式和浇注式
（1）穿条式：通过开齿、穿条、滚压工序，将条形隔热材料穿入铝合金型材的穿条槽内，并使之被铝合金型材牢固咬合的复合方式。
穿条式隔热型材采用的隔热材料是尼龍66加25%的玻璃纤维材料，导热系数为0.3W/mK。此种隔热条的截面尺寸形式较多，有10mm～38mm范围内的多种长度尺寸。
（2）浇注式：把液态隔热材料注入铝合金型材注浇槽内并固化，切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使之断开金属连接，通过隔热材料将铝合金型材断开的两部分结合在一起的复合方式。浇注式隔热型材采用的隔热材料是聚氨基甲酸乙酯，导热系数为0.163W/mK。此种隔热型材的形式种类有限，最大的隔热长度仅为9.53mm，不能满足更高要求的隔热性能。
2.玻璃间隔条设计
中空玻璃的传热系数是指中空玻璃中心的传热系数，并不包括中空玻璃间隔条部位的传热。传统的铝合金间隔条的导热能力很强，严重影响了幕墙整体的保温性能，所以先后出现了几种暖边间隔条。
（1）不锈钢间隔条由于不锈钢的导热系数为17W/mK，近似于铝合金的十分之一，所以使用不锈钢材料代替原有的铝合金材料可以降低玻璃周边部位的热量传递。
（2）浇注式间隔条采用与浇注式隔热型材相同的方式使铝合金间隔条的内外两部分被隔热材料分离，从而降低玻璃周边部位的热量传递。
3.空腔设计
封闭空腔内的导热包括空腔内空气的对流和辐射。总的来说，单个空腔的面积越大，空腔的当量导热系数也就越大。根据这一原理，空腔部位的设计就可以通过两方面进行：
（1）在空腔部位填充导热系数较低的保温材料。如在玻璃端部与隔热条之间的空腔Ⅰ处添加泡沫棒，降低尺寸空腔的导热系数，提高幕墙的保温性能。
（2）加入柔性材料将整个大空腔划分为若干个相对较小的空腔。如在单元幕墙两框之间隔热条相对的空腔Ⅱ加挡水胶条，并将该处的空腔划分成若干小腔，这样就可以降低空腔的当量导热系数，提高幕墙的保温性能。
（3）在幕墙的横竖框等部位，隔热型材与两个隔热条复合，这是在两隔热条之间也会存在一个较大的空腔Ⅲ。在这种空腔部位加入泡棉等导热系数较低的材料可以有效的改善幕墙的保温性能
4.隔热型材与中空玻璃的相对位置设计
曲线A经过的区域是影响幕墙保温性能的关键部位，使曲线A尽量平行与玻璃平面（隔热条与中空玻璃空气层的中心距），可以提高幕墙的保温性能。
三、节能保温与材料选择
1.非透明幕墙部分
建筑幕墙分为透明幕墙与非透明幕墙，透明幕墙是指可见光直接投射入室内的幕墙。石材幕墙、金属幕墙、（非透明）人造板幕墙、彩釉玻璃幕墙有后置墙体或保温处理的保温隔热层的部位均属于非透明幕墙。
以下是常用的几种外墙常用燃烧性能为A级高性能保温材料，推荐实践工程中采用：
（1）发泡陶瓷保温板：导热系数：≤0.1W/（m2.k）;
（2）岩棉板：导热系数：≤0.04W/（m2.K）;
（3）玻璃棉：导热系数：0.04-0.05W/（m2.K）;
（4）STP超薄隔热保温装饰板：导热系数：导热系数：≤0.008W/（m2.K）;
2.透明幕墙部分
透明幕墙部分节能技术的主要衡量指标是：传热系数和遮阳系数。
（1）型材：普通铝型材（非隔热型材），其热导率非常大（160W/m2·K），这样的铝型材的传热系数K在6.0以上。
隔热型材中的隔热条起到了非常重要的作用。其一，标准尼龙隔热条（PA66GF25）的热导率为0.3W/m2·K，与铝合金的比值为1：533，它的“断热”效应，把热传导的路径给阻断了;其二，因为隔热条的采用，在热传递的路径上形成了多个空腔，对流和辐射的影响明显减少。这样隔热型材从热传递的三种方式上有效的阻止了热量的传递。
影响隔热型材传热系数K的因素有：
①隔热条的宽度;
②隔热条形状的设计：C型、T型、空腔型等;
③型腔设计及辅助措施：发泡材料、空腔密封条等。
在注重节点设计的同时，选用的隔热型材的质量非常重要，必须满足国标GB5237.6《铝合金建筑型材第6部分：隔热型材》的要求。而隔热条的质量必须满足行业标准JG/T174-2005《建筑用硬制隔热条》的要求。
（2）玻璃
根据我国现行标准GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的规定：除在夏热冬暖地区，且建筑窗墙比≤0.2的情况以外，单片玻璃已经不允许作为单一透明面材进行使用。
普通的双层中空玻璃的传热系数为2.8W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在3.0W/m2/K～4.0W/m2/K范围内的幕墙中使用;LOW-E双层中空玻璃的传热系数为1.7W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在2.0W/m2/K～3.0W/m2/K范围内的幕墙中使用。LOW-E双层中空充氩气玻璃的传热系数为1.4W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在1.7W/m2/K～2.5W/m2/K范围内的幕墙中使用。双银LOW-E双层中空充氩气玻璃的传热系数为1.1W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在1.4W/m2/K～2.0W/m2/K范围内的幕墙中使用。在工程实践中，根据建筑物的使用功能要求和所在地区气候条件选择相应功能的玻璃非常重要。
四、结束语
本文通过介绍了影响玻璃幕墙节能与保温的原理和因素，从节点的细节设计再到保温材料的选用，从工程实践的角度出发，探讨玻璃幕墙节能与保温的合理性与可行性，努力降低能耗，建设绿色建筑。
参考文献：
[1]民用建筑热工设计规范《GB50176-1993》
[2]建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程《JGJ/T151-2008》
[3]公共建筑节能设计标准《GB50189-2005》
【关键词】 幕墙;节能;保温;材料
一、玻璃幕墙节能与保温设计的理论基础
我国幅员辽阔，各地气候差异较大。为使建筑物适应各地不同的气候条件，满足节能要求，应根据建筑物的类别和其所处的建筑气候分区，确定建筑外围护结构合理的热工性能参数。
幕墙的传热系数是通过幕墙面材部分与框料部分的传热系数进行面积加权获得的平均值。所以在对幕墙进行保温设计时应综合考虑幕墙面材部分的传热系数和幕墙框料部分的传热系数的配合关系，从而得到一套系统的配合设计。
根据ISO15099得到以下公式：
Ut=（∑UfAf+∑UgAg+Ψglg）/At
Ut——板块传热系数，W/（m2·K）
Uf——框的传热系数，W/（m2·K）
Ug——玻璃中心的传热系数，W/（m2·K）
Af——框的面积，m2
Ag——玻璃中心的面积，m2
At——板块的面积，m2
Ψg——线性传热系数，采用铝合金间隔条，取0.1W/（m·K）;
lg——玻璃区域的周长，m
二、玻璃幕墙节点的保温设计
下面选用一个典型的幕墙横剖节点为例进行玻璃幕墙保温设计论述：
在幕墙框料的断面节点中，玻璃的中空层与隔热条之间连成的曲线A是影响幕墙保温性能的关键部位。曲线A所经过的区域包括：隔热型材、玻璃间隔条、隔热型材与玻璃端面间的空腔Ⅰ、两隔热型材之间的空腔Ⅱ等部分，在这些部位做出正确的保温设计，可以有效的提高幕墙框料部分的保温性能。
1.隔热型材设计
在幕墙中使用的隔热型材包括两种类型：穿条式和浇注式
（1）穿条式：通过开齿、穿条、滚压工序，将条形隔热材料穿入铝合金型材的穿条槽内，并使之被铝合金型材牢固咬合的复合方式。
穿条式隔热型材采用的隔热材料是尼龍66加25%的玻璃纤维材料，导热系数为0.3W/mK。此种隔热条的截面尺寸形式较多，有10mm～38mm范围内的多种长度尺寸。
（2）浇注式：把液态隔热材料注入铝合金型材注浇槽内并固化，切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使之断开金属连接，通过隔热材料将铝合金型材断开的两部分结合在一起的复合方式。浇注式隔热型材采用的隔热材料是聚氨基甲酸乙酯，导热系数为0.163W/mK。此种隔热型材的形式种类有限，最大的隔热长度仅为9.53mm，不能满足更高要求的隔热性能。
2.玻璃间隔条设计
中空玻璃的传热系数是指中空玻璃中心的传热系数，并不包括中空玻璃间隔条部位的传热。传统的铝合金间隔条的导热能力很强，严重影响了幕墙整体的保温性能，所以先后出现了几种暖边间隔条。
（1）不锈钢间隔条由于不锈钢的导热系数为17W/mK，近似于铝合金的十分之一，所以使用不锈钢材料代替原有的铝合金材料可以降低玻璃周边部位的热量传递。
（2）浇注式间隔条采用与浇注式隔热型材相同的方式使铝合金间隔条的内外两部分被隔热材料分离，从而降低玻璃周边部位的热量传递。
3.空腔设计
封闭空腔内的导热包括空腔内空气的对流和辐射。总的来说，单个空腔的面积越大，空腔的当量导热系数也就越大。根据这一原理，空腔部位的设计就可以通过两方面进行：
（1）在空腔部位填充导热系数较低的保温材料。如在玻璃端部与隔热条之间的空腔Ⅰ处添加泡沫棒，降低尺寸空腔的导热系数，提高幕墙的保温性能。
（2）加入柔性材料将整个大空腔划分为若干个相对较小的空腔。如在单元幕墙两框之间隔热条相对的空腔Ⅱ加挡水胶条，并将该处的空腔划分成若干小腔，这样就可以降低空腔的当量导热系数，提高幕墙的保温性能。
（3）在幕墙的横竖框等部位，隔热型材与两个隔热条复合，这是在两隔热条之间也会存在一个较大的空腔Ⅲ。在这种空腔部位加入泡棉等导热系数较低的材料可以有效的改善幕墙的保温性能
4.隔热型材与中空玻璃的相对位置设计
曲线A经过的区域是影响幕墙保温性能的关键部位，使曲线A尽量平行与玻璃平面（隔热条与中空玻璃空气层的中心距），可以提高幕墙的保温性能。
三、节能保温与材料选择
1.非透明幕墙部分
建筑幕墙分为透明幕墙与非透明幕墙，透明幕墙是指可见光直接投射入室内的幕墙。石材幕墙、金属幕墙、（非透明）人造板幕墙、彩釉玻璃幕墙有后置墙体或保温处理的保温隔热层的部位均属于非透明幕墙。
以下是常用的几种外墙常用燃烧性能为A级高性能保温材料，推荐实践工程中采用：
（1）发泡陶瓷保温板：导热系数：≤0.1W/（m2.k）;
（2）岩棉板：导热系数：≤0.04W/（m2.K）;
（3）玻璃棉：导热系数：0.04-0.05W/（m2.K）;
（4）STP超薄隔热保温装饰板：导热系数：导热系数：≤0.008W/（m2.K）;
2.透明幕墙部分
透明幕墙部分节能技术的主要衡量指标是：传热系数和遮阳系数。
（1）型材：普通铝型材（非隔热型材），其热导率非常大（160W/m2·K），这样的铝型材的传热系数K在6.0以上。
隔热型材中的隔热条起到了非常重要的作用。其一，标准尼龙隔热条（PA66GF25）的热导率为0.3W/m2·K，与铝合金的比值为1：533，它的“断热”效应，把热传导的路径给阻断了;其二，因为隔热条的采用，在热传递的路径上形成了多个空腔，对流和辐射的影响明显减少。这样隔热型材从热传递的三种方式上有效的阻止了热量的传递。
影响隔热型材传热系数K的因素有：
①隔热条的宽度;
②隔热条形状的设计：C型、T型、空腔型等;
③型腔设计及辅助措施：发泡材料、空腔密封条等。
在注重节点设计的同时，选用的隔热型材的质量非常重要，必须满足国标GB5237.6《铝合金建筑型材第6部分：隔热型材》的要求。而隔热条的质量必须满足行业标准JG/T174-2005《建筑用硬制隔热条》的要求。
（2）玻璃
根据我国现行标准GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的规定：除在夏热冬暖地区，且建筑窗墙比≤0.2的情况以外，单片玻璃已经不允许作为单一透明面材进行使用。
普通的双层中空玻璃的传热系数为2.8W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在3.0W/m2/K～4.0W/m2/K范围内的幕墙中使用;LOW-E双层中空玻璃的传热系数为1.7W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在2.0W/m2/K～3.0W/m2/K范围内的幕墙中使用。LOW-E双层中空充氩气玻璃的传热系数为1.4W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在1.7W/m2/K～2.5W/m2/K范围内的幕墙中使用。双银LOW-E双层中空充氩气玻璃的传热系数为1.1W/m2/K，可以满足采光部位传热系数要求在1.4W/m2/K～2.0W/m2/K范围内的幕墙中使用。在工程实践中，根据建筑物的使用功能要求和所在地区气候条件选择相应功能的玻璃非常重要。
四、结束语
本文通过介绍了影响玻璃幕墙节能与保温的原理和因素，从节点的细节设计再到保温材料的选用，从工程实践的角度出发，探讨玻璃幕墙节能与保温的合理性与可行性，努力降低能耗，建设绿色建筑。
参考文献：
[1]民用建筑热工设计规范《GB50176-1993》
[2]建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程《JGJ/T151-2008》
[3]公共建筑节能设计标准《GB50189-2005》