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【摘 要】 随着社会的进步,科学技术的发展,现代建筑的技术含量也在不断提高,合理资源利用、节约能源、绿色环保等正成为建筑业发展的主流。幕墙是一种悬挂在建筑物结构框架上的外围护构件,它的自重和所受风荷载通过锚接点传至建筑物结构框架上。普通玻璃幕墙作为建筑外围护结构,其保温、隔热性能均远不及传统墙体,其热损失是传统墙体的5~6倍。幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右,因此,幕墙节能在我国建筑节能中占有极其重要的地位。
【关键词】 建筑工程;幕墙节能;节能技术
一、幕墙建筑节能的设计原则
中国是一个地大物博,幅员辽阔的发展中国家,并且自古以来,南北方的季节差异就非常显著,我国北方向来都是春夏秋冬四季分明,而南方因多雨水,空气比较潮湿,所以具有温和、湿润,气候相对比较平衡的特点,因此本文结合各地区的气候特点提出以下列措施,以此来作为幕墙建筑节能的设计原则:
1、针对不同地区的气候特点,我们应该遵循不同的保温设计原则,例如,冬季的保温设计我们应该应用在气候相对比较寒冷和气候温和地区的幕墙,而夏季的隔热设计主要应用在夏天热冬天冷和夏天热冬天暖等地区的幕墙。
2、我国目前尚没有专门的幕墙热工设计标准或规范,幕墙热工设计依据国家现行的外墙和窗户热工设计的有关标准、规范和参考国外的有关热工设计规程。
3、进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究,幕墙的传热过程大致有3种途径:幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热,外表面与周围空气间的对流换热,外表面与外界环境间的辐射换热,外表面与空间的各种长波(如电磁波、红外线等产生的长波)辐射换热;幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热,内表面与室内空气间的对流换热,内表面与室内环境间的辐射换热;幕墙和金属框格的传热,通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热,通过玻璃的镀膜层减少辐射换热。
4、幕墙的传热系数由建筑物的外形和所处地区的气候条件、型材的传热系数和玻璃的传热系数等去综合确定。
二、单层玻璃幕墙的节能技术
透明幕墙,即采用玻璃或其它透明材料的幕墙。普通玻璃对可见光和长波辐射的反射有限。在夏热冬冷地区,由于玻璃的通透性,夏日阳光直射到室内,产生温室效应,造成室内过热,增加空调能耗。为了解决这样的问题,可以减少玻璃幕墙的使用面积、建筑方位的调整、采用不同形式的遮阳、选择合理的玻璃幕墙材料及安装时增强其密封性等。
1、减少玻璃幕墙的使用面积玻璃幕墙使用面积的减少,在夏日可降低热透射量,使室内温度不至于过高,降低空调的能耗;冬季则可减少热交换量,从而降低由于玻璃的保温性能差而造成的热损失。但是,目前在幕墙的设计使用中,为了追求立面上的效果,减少幕墻的使用面积并不是一个好的选择。
2、玻璃幕墙建筑方位的节能设计建筑方位的设计也是建筑外墙节能设计的要素之一。建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒,建筑的长向应朝南北向配置。
3、选择合理的玻璃幕墙材料由于玻璃表面换热性强、热透射率高,产生的室内温度过高,除了减少玻璃幕墙的使用面积和调整幕墙建筑方位的设计外,还可以选择合理的玻璃幕墙材料、采用铝塑复合材料、断桥隔热型材等高热阻材料,使玻璃幕墙结构的传热系数大大降低。
4、玻璃幕墙的遮阳节能技术玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射,但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳措施远比改变玻璃材质的效果好。在玻璃幕墙上设置遮阳系统,可以最大限度减少阳光的直接照射,从而避免室内过热,是炎热地区建筑防热的主要措施之一。如果在玻璃幕墙外做遮阳影响光洁的立面效果,也可以采用室内遮阳。室内遮阳使用最普遍的就是窗帘,遮阳效果的好坏就取决于窗帘朝阳面材料的性质。
三、双层玻璃幕墙的节能技术
双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成,两层幕墙中间形成一个通道,同时在外层幕墙设置进风口和出风口。与传统玻璃幕墙相比,双层玻璃幕墙独特的夹层设计,不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能,更重要的是,既能有效遮阳,又不破坏建筑外观效果。
1、双层玻璃幕墙的节能原理双层玻璃幕墙在夏季利用“烟囱效应”,通过自然通风换气,降低室内温度;在冬季能产生温室效应,提高保温效果,降低取暖能耗。双层玻璃幕墙在夏季的阳光照射下,幕墙通道中的空气被加热,使空气自下而上地流动,从而带走通道中的热空气,达到降低房间温度的作用。同时,可以放下半透明卷帘,通过卷帘反射后除去大部分太阳辐射,降低房间温度,减少降温负荷,起到节约能源的目的。
2、在双层玻璃幕墙间填充不同的气体在双层玻璃幕墙中填充空气和氩气,节能效果可大大提高。在采暖季节,为了降低采暖能耗,应尽可能选用导热系数小的填充介质;在制冷季节,幕墙系统的导热系数是主要影响因素,应首选导热系数大的填充介质。
3、通过强化通风降温降低能耗幕墙周边的温度往往要比气象观测温度高,对于每层隔断的双层玻璃幕墙,幕墙中的换气量更取决于风速和风向,而不是烟囱效应;在设计中应该将双层玻璃幕墙的空间与通风口隔断以防止夏季热风倒灌,或者在炎热的季节完全打开外表幕墙。
四、幕墙新节能技术在工程中的应用探讨
太阳能是当今社会一个随处可见的重要能源,它不但给人们的生活带来了更多的便利,而且也促进了我国社会的不断进步,地球上每平方米的土地上每年可以获得的太阳光能平均为1000kW,那么我们如何将这种太阳能充分的利用起来并无任何污染的转换为我们可以利用的能源呢?我们前面所提到的双层幕墙正是合理利用太阳能的一种重要尝试,而目前幕墙领域成功利用太阳能的技术主要包括太阳光变向照明技术和光电幕墙技术。
1、太阳光变向照明技术
太阳光变相照明技术它在一定程度上取代了传统的遮阳机构,它的照明原理主要是利用幕墙上的光线反射装置把室外的日光反射到室内的天花板上,再由天花板反射到工作或者生活区域,从而为人们提供正常的照明。这样的光照条件要远远优于传统的光柱式的太阳光。首先,它的太阳光要显得更为柔和、均匀;其次,这样形成的光照条件消除了由直接入射的强烈阳光在电脑或者电视屏幕上所造成的眩光;最后,它有效改善了日光在房间或者建筑物的分布区域,甚至说它可以深入到各个边角区域,以此来减少照明费用。
2、光电幕墙
光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建筑幕墙,这种幕墙集合了太阳能光电技术与幕墙技术,是一种新型的功能性建筑幕墙。它利用太阳能发电技术,把以前被当作有害因素而屏蔽掉的太阳光,转化为能被人们利用的电能。光电幕墙另外的重大意义还体现在它把太阳能发电技术集成到建筑幕墙产品中,不占用专门的土地,而且太阳能光电板也可以替代传统的玻璃等幕墙面板材料,无需重复投资。
五、结束语
总而言之,社会在进步,科技在发展,这就告诉我们,未来就会有更多的节能技术应用到建筑工程中去,只有更多的节能新技术不断的出现和发展,才能将建筑业这个高耗能逐渐的降低,节约资源,保护环境,从而不断促进自身的发展。
参考文献:
[1]雷军辉,冯殿庆.对玻璃幕墙节能技术发展的探讨[J].城市建设理论研究,2012(14).
[2]李双庆.高层建筑幕墙工程中节能技术的应用[J].城市建设理论研究,2013(16).
【关键词】 建筑工程;幕墙节能;节能技术
一、幕墙建筑节能的设计原则
中国是一个地大物博,幅员辽阔的发展中国家,并且自古以来,南北方的季节差异就非常显著,我国北方向来都是春夏秋冬四季分明,而南方因多雨水,空气比较潮湿,所以具有温和、湿润,气候相对比较平衡的特点,因此本文结合各地区的气候特点提出以下列措施,以此来作为幕墙建筑节能的设计原则:
1、针对不同地区的气候特点,我们应该遵循不同的保温设计原则,例如,冬季的保温设计我们应该应用在气候相对比较寒冷和气候温和地区的幕墙,而夏季的隔热设计主要应用在夏天热冬天冷和夏天热冬天暖等地区的幕墙。
2、我国目前尚没有专门的幕墙热工设计标准或规范,幕墙热工设计依据国家现行的外墙和窗户热工设计的有关标准、规范和参考国外的有关热工设计规程。
3、进行幕墙热工设计时,必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究,幕墙的传热过程大致有3种途径:幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热,外表面与周围空气间的对流换热,外表面与外界环境间的辐射换热,外表面与空间的各种长波(如电磁波、红外线等产生的长波)辐射换热;幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热,内表面与室内空气间的对流换热,内表面与室内环境间的辐射换热;幕墙和金属框格的传热,通过单层玻璃的热流传热,通过金属框格传热,通过玻璃的镀膜层减少辐射换热。
4、幕墙的传热系数由建筑物的外形和所处地区的气候条件、型材的传热系数和玻璃的传热系数等去综合确定。
二、单层玻璃幕墙的节能技术
透明幕墙,即采用玻璃或其它透明材料的幕墙。普通玻璃对可见光和长波辐射的反射有限。在夏热冬冷地区,由于玻璃的通透性,夏日阳光直射到室内,产生温室效应,造成室内过热,增加空调能耗。为了解决这样的问题,可以减少玻璃幕墙的使用面积、建筑方位的调整、采用不同形式的遮阳、选择合理的玻璃幕墙材料及安装时增强其密封性等。
1、减少玻璃幕墙的使用面积玻璃幕墙使用面积的减少,在夏日可降低热透射量,使室内温度不至于过高,降低空调的能耗;冬季则可减少热交换量,从而降低由于玻璃的保温性能差而造成的热损失。但是,目前在幕墙的设计使用中,为了追求立面上的效果,减少幕墻的使用面积并不是一个好的选择。
2、玻璃幕墙建筑方位的节能设计建筑方位的设计也是建筑外墙节能设计的要素之一。建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒,建筑的长向应朝南北向配置。
3、选择合理的玻璃幕墙材料由于玻璃表面换热性强、热透射率高,产生的室内温度过高,除了减少玻璃幕墙的使用面积和调整幕墙建筑方位的设计外,还可以选择合理的玻璃幕墙材料、采用铝塑复合材料、断桥隔热型材等高热阻材料,使玻璃幕墙结构的传热系数大大降低。
4、玻璃幕墙的遮阳节能技术玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射,但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳措施远比改变玻璃材质的效果好。在玻璃幕墙上设置遮阳系统,可以最大限度减少阳光的直接照射,从而避免室内过热,是炎热地区建筑防热的主要措施之一。如果在玻璃幕墙外做遮阳影响光洁的立面效果,也可以采用室内遮阳。室内遮阳使用最普遍的就是窗帘,遮阳效果的好坏就取决于窗帘朝阳面材料的性质。
三、双层玻璃幕墙的节能技术
双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成,两层幕墙中间形成一个通道,同时在外层幕墙设置进风口和出风口。与传统玻璃幕墙相比,双层玻璃幕墙独特的夹层设计,不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能,更重要的是,既能有效遮阳,又不破坏建筑外观效果。
1、双层玻璃幕墙的节能原理双层玻璃幕墙在夏季利用“烟囱效应”,通过自然通风换气,降低室内温度;在冬季能产生温室效应,提高保温效果,降低取暖能耗。双层玻璃幕墙在夏季的阳光照射下,幕墙通道中的空气被加热,使空气自下而上地流动,从而带走通道中的热空气,达到降低房间温度的作用。同时,可以放下半透明卷帘,通过卷帘反射后除去大部分太阳辐射,降低房间温度,减少降温负荷,起到节约能源的目的。
2、在双层玻璃幕墙间填充不同的气体在双层玻璃幕墙中填充空气和氩气,节能效果可大大提高。在采暖季节,为了降低采暖能耗,应尽可能选用导热系数小的填充介质;在制冷季节,幕墙系统的导热系数是主要影响因素,应首选导热系数大的填充介质。
3、通过强化通风降温降低能耗幕墙周边的温度往往要比气象观测温度高,对于每层隔断的双层玻璃幕墙,幕墙中的换气量更取决于风速和风向,而不是烟囱效应;在设计中应该将双层玻璃幕墙的空间与通风口隔断以防止夏季热风倒灌,或者在炎热的季节完全打开外表幕墙。
四、幕墙新节能技术在工程中的应用探讨
太阳能是当今社会一个随处可见的重要能源,它不但给人们的生活带来了更多的便利,而且也促进了我国社会的不断进步,地球上每平方米的土地上每年可以获得的太阳光能平均为1000kW,那么我们如何将这种太阳能充分的利用起来并无任何污染的转换为我们可以利用的能源呢?我们前面所提到的双层幕墙正是合理利用太阳能的一种重要尝试,而目前幕墙领域成功利用太阳能的技术主要包括太阳光变向照明技术和光电幕墙技术。
1、太阳光变向照明技术
太阳光变相照明技术它在一定程度上取代了传统的遮阳机构,它的照明原理主要是利用幕墙上的光线反射装置把室外的日光反射到室内的天花板上,再由天花板反射到工作或者生活区域,从而为人们提供正常的照明。这样的光照条件要远远优于传统的光柱式的太阳光。首先,它的太阳光要显得更为柔和、均匀;其次,这样形成的光照条件消除了由直接入射的强烈阳光在电脑或者电视屏幕上所造成的眩光;最后,它有效改善了日光在房间或者建筑物的分布区域,甚至说它可以深入到各个边角区域,以此来减少照明费用。
2、光电幕墙
光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建筑幕墙,这种幕墙集合了太阳能光电技术与幕墙技术,是一种新型的功能性建筑幕墙。它利用太阳能发电技术,把以前被当作有害因素而屏蔽掉的太阳光,转化为能被人们利用的电能。光电幕墙另外的重大意义还体现在它把太阳能发电技术集成到建筑幕墙产品中,不占用专门的土地,而且太阳能光电板也可以替代传统的玻璃等幕墙面板材料,无需重复投资。
五、结束语
总而言之,社会在进步,科技在发展,这就告诉我们,未来就会有更多的节能技术应用到建筑工程中去,只有更多的节能新技术不断的出现和发展,才能将建筑业这个高耗能逐渐的降低,节约资源,保护环境,从而不断促进自身的发展。
参考文献:
[1]雷军辉,冯殿庆.对玻璃幕墙节能技术发展的探讨[J].城市建设理论研究,2012(14).
[2]李双庆.高层建筑幕墙工程中节能技术的应用[J].城市建设理论研究,2013(16).