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【摘要】玻璃幕墙是当前大型公共建筑较常采用的外部围护结构，相交于传统墙体，玻璃幕墙更具美观性。但是在实际的城市环境中，玻璃幕墙本身所拥有的高能耗和带来的城市光污染等问题历来为人们所诟病。针对绿色节能建筑标准，建筑施工设计方面应当对原有的玻璃幕墙施工方案进行调整，其中可以采用增设遮阳设备、选择新颖节能的玻璃材料以及通过折射方式来转变光线照射路径等方式，来降低太阳光照射产生的能耗影响，提高绿色节能效果。
【关键词】绿色节能;大型公共建筑;玻璃幕墙;建筑施工设计
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.082
1、大型公共建筑玻璃幕墙的节能特性
1.1玻璃幕墙材料特征
具有绿色节能特性的玻璃幕墙主要优势体现在幕墙材料本身所具有的导热性，这种玻璃幕墙材料在实际应用当中能够极大地提高内部环境的舒适度，降低内部对于各类电器设备的依赖。与此同时，在建筑施工过程中，这类节能材料采用中空剥离施工策略能够降低材料整体的热传导技术，从而实现对于光污染、噪声污染等外部污染的有效控制，避免外部因素对施工过程产生的影响，充分发挥室内环境协调性。
1.2施工连接特性
相比于传统的常规玻璃幕墙材料，节能材料在实际连接施工方面进行了一定的优化。传统施工中的玻璃幕墙在多块玻璃进行连接中需要采用较为复杂的连接材料来保证固定，这种施工方式相对困难，施工质量难以得到保证。而节能材料主要采用热连接施工技术，除了能够保证较为理想的节能效果之外，还能够极大地降低施工难度，保证施工质量。
1.3节能技术使用原则
绿色节能建筑标准除了与材料和施工方式紧密相关之外，也与建筑工程项目所处的地理位置、自然环境等有着一定的關联性，其中寒冷区域和较为炎热区域，在节能施工导向方面有所不同。其中寒冷地区的节能施工要注重室内保温，以保温材料的使用为核心，提高玻璃幕墙的节能属性。而较为炎热区域则应当坚持隔热性原则，避免外部过高温度造成对于室内问题的提升影响，实现节能效果。在实际的玻璃幕墙施工方面，也需要结合不同朝向、不同结构单位进行标准化调整，以保证施工效率和节能效果。
2、玻璃幕墙的绿色节能技术实现
2.1玻璃幕墙的节能情况
在大型公共建筑设计当中，为了提高建筑本身的美观度，相关设计人员主要选择玻璃幕墙为核心材料。但是在提升了美观度的同时，玻璃幕墙本身的保温隔热功能和对于建筑的围护能力，仍然与传统墙体结构无法同日而语。相关统计数据现实，其中热损失方面相较传统墙体高出五倍左右，同时能耗占比约为40%，是建筑项目的重要耗能单元。在绿色建筑标准全面实施的当下，公共建筑在绿色节能方面需要着力解决保温和隔热性能并存的问题，明确在幕墙使用过程中多种外部环境产生的对于玻璃幕墙耗能的影响，以保证玻璃幕墙能够借助施工技术的提升来实现与传统墙体结构相近或超越的节能水平。
2.2明确热传导性能产生节能影响
现阶段应用于公共建筑当中的玻璃幕墙系统当中，对于玻璃幕墙节能属性产生影响的因素主要来源于幕墙本身与幕墙结构支撑件之间的综合热传导系数情况。在物理性能方面，热传导系数主要用以对当前所处环境中的热流量进行量化衡量，公共建筑玻璃幕墙内外两侧一旦出现较大的温度差异时，外部的热量便会从高温区域传到如低温区域，温差越大，这种热量的流动便约为活跃，相应的能量的散逸速度和散逸总量便会越大。对于玻璃幕墙的绿化节能施工来说，需要有效对玻璃幕墙与结构支撑件之间连接的阻热性能进行控制，最大限度降低热传导所带来的能量散逸。
2.3注重对流产生的节能影响
除了热传导之外，空气对流的存在也会产生对于玻璃幕墙节能性能的影响，玻璃幕墙本身的结构气密性情况会产生对流情况，部分施工单位在施工技术和施工质量方面的不足，会导致玻璃幕墙的气密性较差，长时间的气密性问题则会使玻璃幕墙出现进一步的老化甚至是开裂，出现内外部空气对流渗透，产生能量损失，使节能属性下降。
3、大型公共建筑传统玻璃幕墙存在的问题
3.1整体耗能水平较高
前述中对于玻璃幕墙和传统墙体结构进行了对比分析，提出玻璃幕墙在实现美观度的同时，存在能耗情况较高的现状。除此之外，相关统计研究资料针对城市建筑能耗进行了整体衡量，其中玻璃幕墙在城市建筑当中能耗总量占比达到25%，除了低于传统墙体之外，玻璃幕墙在城市建筑当中的能耗情况也不容乐观。
3.2存在光污染问题
玻璃幕墙所造成的另一个问题是城市内部的光污染，部分高层建筑所采用的玻璃幕墙会产生较为严重的反光现象，在进行光线折射时，除了会对城市居民产生光照影响之外，还有可能对交通情造成影响，导致出现交通事故。
3.3整体强度不足
玻璃幕墙在公共建筑当中的主要代替传统框架结构、混凝土结构墙体使用，在承受称重作用的同时，玻璃材料本身的强度不足问题会导致建筑整体的风险性增加。目前玻璃幕墙所采用的硅胶、结构胶等连接材料保质期不超过十年，随着时间推移，这类连接胶出现老化现象，会导致玻璃幕墙本身的强度进一步下降，导致建筑强度存在安全隐患。
4、玻璃幕墙建筑施工提升节能效果的技术策略
4.1提高玻璃幕墙的热阻性能
热传导是导致能量散逸的重要因素，在绿色节能的玻璃幕墙施工当中，需要通过提高热阻性能的方式来降低热传导能量散逸，降低玻璃幕墙的能耗水平。目前应用于大型公共建筑当中的玻璃幕墙类型丰富，不同种类的玻璃幕墙在太阳光照射、反射和光线吸收中，所带来的室内温度有所不同。绿色节能施工中需要结合玻璃幕墙本身的材料特性，综合对比当前地理位置的光照情况，从材料控制方面进行热阻性能提升，其中更换玻璃类型、增设双层玻璃或者采用复合中空玻璃等，都是比较理想的选择。除了材料之外，玻璃幕墙的强度结构设置，也能够在一定程度上改善热传导状况。传统采用的结构支撑件主要以金属型材为主，其中钢材料、铝材料等虽然具有较为理想的强度，但是这类材料导热系数较大，能耗水平较高。在进行材料选择方面，可以尝试选用断热金属型材参与结构支撑，在保证强度的同时，提高热阻性能，避免热传导导致的能量消耗。 4.2优化玻璃幕墙的气密性
相关统计数据显示，目前城市玻璃幕墙建筑当中，有超过半数的室内热量来源于玻璃幕墙本身的气密性不足，其中空气渗透将外部热量代入室内，增加了建筑能耗。为了有效提高节能属性，建筑施工层面需要针对性进行气密性管理，从玻璃幕墙质量、密封材料和后续维护等层面来降低玻璃幕墙内部缝隙，同时采用明框、阴框、点支式等，控制窗口玻璃数量，避免过多玻璃拼接导致气密性问题扩大。
5、大型公共建筑玻璃幕墙绿色节能的设计策略
5.1玻璃幕墙外部增设遮阳系统
现有的施工系统当中，针对玻璃幕墙所面对的保温隔热节能诉求，一般可以通过增设外部结构的方式来实现节能功能。相关建筑施工单位针对玻璃幕墙外部设置遮阳系统，以这样系统来降低太阳直射对于玻璃幕墙和室内环境温度产生的不利影响。常见的遮阳系统如固定遮阳、内外遮阳等，施工单位可以结合玻璃幕墙的材料情况有序选择，在保证美观的前提下，发挥遮阳节能作用，进一步提高建筑的绿色节能质量。
5.2实行玻璃幕墙贴膜技术
玻璃幕墙贴膜技术的节能原理与遮阳系统原理相类似，都是通过增设设备的方式来进行太阳光直射的阻断，以避免温差过大所带来的能量损耗。与外设遮阳系统不同，贴膜技术能够直接利用覆膜形式在玻璃幕墙之上进行光线阻断，施工中结合玻璃幕墙的改造，将贴膜贴敷于玻璃幕墙之上，以达到降低太阳光照射、保证室内温度、提高节能水平的目的。
5.3更换玻璃幕墙的节能材料
玻璃幕墙所采用的玻璃材料是最为直接也最为有效的绿色节能方案，不同施工环境中可以选择的玻璃材料有所不同。常见的节能玻璃材料如隔热玻璃、低辐射玻璃、真空玻璃等，都能够有效提高玻璃幕墙的绿色节能水平。其中隔热玻璃主要针对太阳光直射当中紫外线和红外线进行反射，以避免紫外线红外线对于室内直射。在实际使用中，常见隔热玻璃材料有钠钙硅酸盐类玻璃和浮法玻璃镀膜两种，其中钠钙硅酸盐类玻璃主要通过融合着色剂来实现吸热，而浮法玻璃则通过采用特质金属氧化镀膜的方式来实现隔热，两种玻璃都可以用作节能材料应用于玻璃幕墙的施工之中。低辐射玻璃俗称low-e玻璃，主要采用高温热解沉积来实现玻璃表面多层金属涂层，利用角膜来完成对于可见光的投射，在保证较高的透光性的同时，拥有十分理想的隔热性。真空玻璃主要采用中空设置方式，将两块玻璃平行布置，通过四周密封和中央抽空，來实现内里的真空压强。这类玻璃无法实现导热，具有较为理想的保温效果。除了以上几种节能玻璃材料之外，建筑施工中还可以采用符合玻璃、双层玻璃等材料，应用于玻璃幕墙施工。
5.4太阳光变向照明
太阳光变向照明施工技术主要通过增设光线反射装置改编玻璃幕墙接收太阳光线的入射角度和方向，使原本直射于室内的太阳光线通过反射将其反射到天花板上，再通过二次反射的方式，将光线折射之工作生活区域。这种施工设置方式能够避免形成“光柱”，而实现柔和布光，避免生活工作人们在太阳光直射中产生视觉眩光问题。这种模式有助于改变优化室内光照环境，降低室内照明成本。
参考文献：
[1]纪伟东，乔亚萍，刘玉蛟，袁振皓.基于热环境优化的办公建筑玻璃幕墙改造设计研究——以滨州某办公楼为例[J].建筑节能（中英文），2021，49（06）：125-130.
[2]郑仁春.全玻璃幕墙三星级绿色建筑节能设计探讨[J].福建建设科技，2021（03）：91-92+105.
[3]矫富磊，张晓东.节能型建筑幕墙设计及其未来发展趋势的探究核心要点构架[J].智能建筑与智慧城市，2020（09）：48-49.
[4]郭玉润，刘俊红，张文科.冷凝水冷却玻璃幕墙构建及其对室内环境的影响分析[J].中国环境科学，2020，40（07）：3143-3149.
作者简介：
孟强（1985.03—），男，山东济宁市泗水县，中级工程师，本科，研究方向：建筑学。
【关键词】绿色节能;大型公共建筑;玻璃幕墙;建筑施工设计
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.082
1、大型公共建筑玻璃幕墙的节能特性
1.1玻璃幕墙材料特征
具有绿色节能特性的玻璃幕墙主要优势体现在幕墙材料本身所具有的导热性，这种玻璃幕墙材料在实际应用当中能够极大地提高内部环境的舒适度，降低内部对于各类电器设备的依赖。与此同时，在建筑施工过程中，这类节能材料采用中空剥离施工策略能够降低材料整体的热传导技术，从而实现对于光污染、噪声污染等外部污染的有效控制，避免外部因素对施工过程产生的影响，充分发挥室内环境协调性。
1.2施工连接特性
相比于传统的常规玻璃幕墙材料，节能材料在实际连接施工方面进行了一定的优化。传统施工中的玻璃幕墙在多块玻璃进行连接中需要采用较为复杂的连接材料来保证固定，这种施工方式相对困难，施工质量难以得到保证。而节能材料主要采用热连接施工技术，除了能够保证较为理想的节能效果之外，还能够极大地降低施工难度，保证施工质量。
1.3节能技术使用原则
绿色节能建筑标准除了与材料和施工方式紧密相关之外，也与建筑工程项目所处的地理位置、自然环境等有着一定的關联性，其中寒冷区域和较为炎热区域，在节能施工导向方面有所不同。其中寒冷地区的节能施工要注重室内保温，以保温材料的使用为核心，提高玻璃幕墙的节能属性。而较为炎热区域则应当坚持隔热性原则，避免外部过高温度造成对于室内问题的提升影响，实现节能效果。在实际的玻璃幕墙施工方面，也需要结合不同朝向、不同结构单位进行标准化调整，以保证施工效率和节能效果。
2、玻璃幕墙的绿色节能技术实现
2.1玻璃幕墙的节能情况
在大型公共建筑设计当中，为了提高建筑本身的美观度，相关设计人员主要选择玻璃幕墙为核心材料。但是在提升了美观度的同时，玻璃幕墙本身的保温隔热功能和对于建筑的围护能力，仍然与传统墙体结构无法同日而语。相关统计数据现实，其中热损失方面相较传统墙体高出五倍左右，同时能耗占比约为40%，是建筑项目的重要耗能单元。在绿色建筑标准全面实施的当下，公共建筑在绿色节能方面需要着力解决保温和隔热性能并存的问题，明确在幕墙使用过程中多种外部环境产生的对于玻璃幕墙耗能的影响，以保证玻璃幕墙能够借助施工技术的提升来实现与传统墙体结构相近或超越的节能水平。
2.2明确热传导性能产生节能影响
现阶段应用于公共建筑当中的玻璃幕墙系统当中，对于玻璃幕墙节能属性产生影响的因素主要来源于幕墙本身与幕墙结构支撑件之间的综合热传导系数情况。在物理性能方面，热传导系数主要用以对当前所处环境中的热流量进行量化衡量，公共建筑玻璃幕墙内外两侧一旦出现较大的温度差异时，外部的热量便会从高温区域传到如低温区域，温差越大，这种热量的流动便约为活跃，相应的能量的散逸速度和散逸总量便会越大。对于玻璃幕墙的绿化节能施工来说，需要有效对玻璃幕墙与结构支撑件之间连接的阻热性能进行控制，最大限度降低热传导所带来的能量散逸。
2.3注重对流产生的节能影响
除了热传导之外，空气对流的存在也会产生对于玻璃幕墙节能性能的影响，玻璃幕墙本身的结构气密性情况会产生对流情况，部分施工单位在施工技术和施工质量方面的不足，会导致玻璃幕墙的气密性较差，长时间的气密性问题则会使玻璃幕墙出现进一步的老化甚至是开裂，出现内外部空气对流渗透，产生能量损失，使节能属性下降。
3、大型公共建筑传统玻璃幕墙存在的问题
3.1整体耗能水平较高
前述中对于玻璃幕墙和传统墙体结构进行了对比分析，提出玻璃幕墙在实现美观度的同时，存在能耗情况较高的现状。除此之外，相关统计研究资料针对城市建筑能耗进行了整体衡量，其中玻璃幕墙在城市建筑当中能耗总量占比达到25%，除了低于传统墙体之外，玻璃幕墙在城市建筑当中的能耗情况也不容乐观。
3.2存在光污染问题
玻璃幕墙所造成的另一个问题是城市内部的光污染，部分高层建筑所采用的玻璃幕墙会产生较为严重的反光现象，在进行光线折射时，除了会对城市居民产生光照影响之外，还有可能对交通情造成影响，导致出现交通事故。
3.3整体强度不足
玻璃幕墙在公共建筑当中的主要代替传统框架结构、混凝土结构墙体使用，在承受称重作用的同时，玻璃材料本身的强度不足问题会导致建筑整体的风险性增加。目前玻璃幕墙所采用的硅胶、结构胶等连接材料保质期不超过十年，随着时间推移，这类连接胶出现老化现象，会导致玻璃幕墙本身的强度进一步下降，导致建筑强度存在安全隐患。
4、玻璃幕墙建筑施工提升节能效果的技术策略
4.1提高玻璃幕墙的热阻性能
热传导是导致能量散逸的重要因素，在绿色节能的玻璃幕墙施工当中，需要通过提高热阻性能的方式来降低热传导能量散逸，降低玻璃幕墙的能耗水平。目前应用于大型公共建筑当中的玻璃幕墙类型丰富，不同种类的玻璃幕墙在太阳光照射、反射和光线吸收中，所带来的室内温度有所不同。绿色节能施工中需要结合玻璃幕墙本身的材料特性，综合对比当前地理位置的光照情况，从材料控制方面进行热阻性能提升，其中更换玻璃类型、增设双层玻璃或者采用复合中空玻璃等，都是比较理想的选择。除了材料之外，玻璃幕墙的强度结构设置，也能够在一定程度上改善热传导状况。传统采用的结构支撑件主要以金属型材为主，其中钢材料、铝材料等虽然具有较为理想的强度，但是这类材料导热系数较大，能耗水平较高。在进行材料选择方面，可以尝试选用断热金属型材参与结构支撑，在保证强度的同时，提高热阻性能，避免热传导导致的能量消耗。 4.2优化玻璃幕墙的气密性
相关统计数据显示，目前城市玻璃幕墙建筑当中，有超过半数的室内热量来源于玻璃幕墙本身的气密性不足，其中空气渗透将外部热量代入室内，增加了建筑能耗。为了有效提高节能属性，建筑施工层面需要针对性进行气密性管理，从玻璃幕墙质量、密封材料和后续维护等层面来降低玻璃幕墙内部缝隙，同时采用明框、阴框、点支式等，控制窗口玻璃数量，避免过多玻璃拼接导致气密性问题扩大。
5、大型公共建筑玻璃幕墙绿色节能的设计策略
5.1玻璃幕墙外部增设遮阳系统
现有的施工系统当中，针对玻璃幕墙所面对的保温隔热节能诉求，一般可以通过增设外部结构的方式来实现节能功能。相关建筑施工单位针对玻璃幕墙外部设置遮阳系统，以这样系统来降低太阳直射对于玻璃幕墙和室内环境温度产生的不利影响。常见的遮阳系统如固定遮阳、内外遮阳等，施工单位可以结合玻璃幕墙的材料情况有序选择，在保证美观的前提下，发挥遮阳节能作用，进一步提高建筑的绿色节能质量。
5.2实行玻璃幕墙贴膜技术
玻璃幕墙贴膜技术的节能原理与遮阳系统原理相类似，都是通过增设设备的方式来进行太阳光直射的阻断，以避免温差过大所带来的能量损耗。与外设遮阳系统不同，贴膜技术能够直接利用覆膜形式在玻璃幕墙之上进行光线阻断，施工中结合玻璃幕墙的改造，将贴膜贴敷于玻璃幕墙之上，以达到降低太阳光照射、保证室内温度、提高节能水平的目的。
5.3更换玻璃幕墙的节能材料
玻璃幕墙所采用的玻璃材料是最为直接也最为有效的绿色节能方案，不同施工环境中可以选择的玻璃材料有所不同。常见的节能玻璃材料如隔热玻璃、低辐射玻璃、真空玻璃等，都能够有效提高玻璃幕墙的绿色节能水平。其中隔热玻璃主要针对太阳光直射当中紫外线和红外线进行反射，以避免紫外线红外线对于室内直射。在实际使用中，常见隔热玻璃材料有钠钙硅酸盐类玻璃和浮法玻璃镀膜两种，其中钠钙硅酸盐类玻璃主要通过融合着色剂来实现吸热，而浮法玻璃则通过采用特质金属氧化镀膜的方式来实现隔热，两种玻璃都可以用作节能材料应用于玻璃幕墙的施工之中。低辐射玻璃俗称low-e玻璃，主要采用高温热解沉积来实现玻璃表面多层金属涂层，利用角膜来完成对于可见光的投射，在保证较高的透光性的同时，拥有十分理想的隔热性。真空玻璃主要采用中空设置方式，将两块玻璃平行布置，通过四周密封和中央抽空，來实现内里的真空压强。这类玻璃无法实现导热，具有较为理想的保温效果。除了以上几种节能玻璃材料之外，建筑施工中还可以采用符合玻璃、双层玻璃等材料，应用于玻璃幕墙施工。
5.4太阳光变向照明
太阳光变向照明施工技术主要通过增设光线反射装置改编玻璃幕墙接收太阳光线的入射角度和方向，使原本直射于室内的太阳光线通过反射将其反射到天花板上，再通过二次反射的方式，将光线折射之工作生活区域。这种施工设置方式能够避免形成“光柱”，而实现柔和布光，避免生活工作人们在太阳光直射中产生视觉眩光问题。这种模式有助于改变优化室内光照环境，降低室内照明成本。
参考文献：
[1]纪伟东，乔亚萍，刘玉蛟，袁振皓.基于热环境优化的办公建筑玻璃幕墙改造设计研究——以滨州某办公楼为例[J].建筑节能（中英文），2021，49（06）：125-130.
[2]郑仁春.全玻璃幕墙三星级绿色建筑节能设计探讨[J].福建建设科技，2021（03）：91-92+105.
[3]矫富磊，张晓东.节能型建筑幕墙设计及其未来发展趋势的探究核心要点构架[J].智能建筑与智慧城市，2020（09）：48-49.
[4]郭玉润，刘俊红，张文科.冷凝水冷却玻璃幕墙构建及其对室内环境的影响分析[J].中国环境科学，2020，40（07）：3143-3149.
作者简介：
孟强（1985.03—），男，山东济宁市泗水县，中级工程师，本科，研究方向：建筑学。