论文部分内容阅读
【摘 要】 随着科技的进步，人们物质生活水平的提高，人们对建筑物的能量消耗愈加关注，越来越多的技术规范和设计要求都瞄准了建筑节能设计，由于玻璃幕墙的传热系数较大，所以建筑玻璃幕墙的绿色节能设计显得尤为重要。本文将从多个方面对建筑玻璃幕墙的节能设计问题进行论述。
【关键词】 玻璃幕墙；节能设计；绿色；；真空玻璃；光电幕墙
玻璃幕墙作为现代建筑的音符已经深深的走进了人们的生活，玻璃幕墙是现代建筑中采用最多的外围护结构之一，并且已经打破了传统的窗与墙的界限，它不仅更新了现代建筑设计的理念和手法，更展现了现代建筑技术的新进展。但是玻璃幕墙是建筑物热交换，热传导最为敏感和活跃的部位，从而带来的高能耗问题也引起了人们的高度重视。
建筑玻璃幕墙不仅需要满足建筑美学和建筑功能的需求，更应该做到绿色、环保，降低能量消耗。提高玻璃幕墙节能保温性能的措施有很多，主要是采用节能环保的材料，例如；低辐射LOW-E玻璃、中空玻璃、真空玻璃、断热铝型材降低结构传热系数K等；合理的选用玻璃幕墙系统；采用合理的遮阳系统；充分利用太阳能等，下面就将针对这几个代表性的节能设计方案做以介绍。
一、采用新型的节能材料
提到玻璃幕墙的节能设计，肯定首先要考虑的是材料本身的热工性能，节能型材料的选用就显的尤为重要，节能型材料包括节能玻璃、节能型材、节能铝塑板等。
现阶段中空玻璃，镀膜玻璃以及低辐射玻璃等都已经应用的非常普遍了，这里重点介绍一下新型的真空玻璃。真空玻璃采用适当分布的微粒支柱作为间隔，间隙层很小，仅仅只有0.1mm到0.2mm左右，空腔内抽成真空，真空达到0.1帕以上，总厚度最薄只有6mm左右。真空玻璃具有比中空玻璃更好的保温隔热性能以及隔声性能，其保温性能足足是中空玻璃的2倍，是单片普通浮法玻璃的4倍。由于真空玻璃热阻值较高，因此真空玻璃同时也具有很好的防结露性能，也不会出现普通中空玻璃经常出现的“内结露”的现象。
在建筑门窗中，真空玻璃是继单层玻璃、中空玻璃之后，国际上推崇的第三代门窗玻璃，是目前最有效的节能门窗材料之一。与双层玻璃相比，采用真空玻璃后，窗户的传热系数由4.0W/（m2*K）下降到了2.23 W/（m2*K）。建筑物节能率由36.2%提高到了42.7%。真空玻璃是新型玻璃深加工产品，是我国玻璃工业中为数不多的具有自主知识产权的前沿产品，它的研发推广符合我国鼓励自主创新的政策，也符合国家大力提倡的节能政策，在节能、隔音方面有很大的作用，具有良好的发展潜力和前景。真空玻璃目前的市场价格一般是普通中空玻璃的3-4倍，它的推广无疑还需要国家相关政策的扶持。
同时大面积使用真空玻璃仍然存在这相关的技术不足，材料的进一步完善和改进也一样重要。随着实践的过程，此种优良的建筑材料必将成为建筑界的宠儿。
二、采用双层玻璃幕墙系统
顾名思义，双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙构成的，外层幕墙主要以隐框、明框和点式玻璃幕墙为主，并设置进风口和出风口，而内层幕墙主要是以明框幕墙或铝合金门窗为主，在内外两层幕墙中间形成一个便于空气流通的通道。
双层幕墙主要分为封闭式内循环双层玻璃幕墙和敞开式外循环双层玻璃幕墙，最为常用的便是后者，通常我们称之为呼吸式双层玻璃幕墙，外层一般由单层玻璃与非断热铝材组成，内层一般由隔热或断热的明框或单元幕墙组成。在寒冷的冬天到来时，关闭通风层的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成温室效应，有效地提高了内层玻璃的温度，降低建筑物的采暖能耗。在炎热的夏天到来时，打开通风层的进排风口，可利用自然通风降低室内温度，阳光照射过程中，空气在通道中被逐渐加热以产生自下而上的流动现象，热空气被源源不断地带走，冷空气进入室内，达到降温目的，利用烟囱效应带走内外层通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，节省了空调能耗。
虽然采用双层玻璃幕墙系统成本上肯定远远高于普通的单层玻璃幕墙，但是综合建筑的全寿命周期的成本，这样的前期投入還是值得的。现在越来越多的公共建筑选择了这种低能耗、绿色、环保的双层幕墙，并不断的更新优化，并且被越来越多的人们所接受。在选用良好的节能材料后，再配合双层玻璃幕墙系统，整个建筑的节能效果非常明显，是名副其实的低碳建筑。
三、采用合理的遮阳系统
传统玻璃幕墙基本上都是平板化的视觉效果，缺乏必要的视觉细节，而采用不同形式的遮阳系统，在追求丰富的墙体光影效果的同时又可以为建筑节约能耗，实属一举两得。遮阳系统不但可以屏蔽部分太阳辐射，还可以防止炫目，丰富建筑的美感，使得光秃秃的建筑外墙增添了立体感，显得更是生动。
玻璃幕墙的遮阳系统，可以有效减少太阳光的直接照射，从而避免室内过热，是夏季建筑防热的重要措施。尤其是在炎热的热带地区基本上是随处可见。 常见的遮阳系统主要有内遮阳系统和外遮阳系统，其中内遮阳系统主要包括；遮阳帘、遮阳百叶，中空玻璃内置遮阳帘等，同时也包括传统的窗帘；外部遮阳系统主要包括；遮阳百叶、遮阳板、遮阳棚、遮阳翼、遮阳格栅、遮阳卷帘等。
现代建筑中，人们更注重人与自然的和谐统一，遮阳问题的解决，除了从传统建筑构件方式的选择入手以外，越来越多的建筑师开始着眼于整体设计中的生态化方式。
例如；采用植物遮阳、在玻璃幕墙前种植落叶植物等。这些方式更符合可持续发展理念，迎合低碳的时代主题。根据不同季节可以形成较大阴影或稀疏的枝干空间，为夏季提供遮阳以降低幕墙周围温度，为冬季提供日照以温暖室内环境。有了绿色植物的装饰不但满足了遮阳的要求，同时也增添了城市的绿化面积，释放更过的氧气，吸附更多的有害气体和颗粒。更多的绿色植物能有效降低PM2.5的含量，为净化空气美化环境做出了贡献。
四、采用净能源光电幕墙
太阳能光电幕墙光伏发电技术在建筑幕墙中的合理利用，是一种新型的高科技产品，是集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建筑材料，特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音，是一种绿色环保的净能源，与环境有很好的相容性。 光电幕墙除了具备普通幕墙的性能外，最大特点是具有将光能转化为电能的功能。光电幕墙实现光电转换的关键部件是光电模板。其在实现光电转换时，不消耗宝贵的矿物性能源，不排放二氧化硫等有害气体，不产生噪音，也没有废渣，是一种清洁的净能源。现在的光电模板已具备较强的抗侵扰能力，能在零下50℃到90℃的温度范围内正常工作；在臭氧或酸雨的环境中，可以使用几十年。
根据建筑美学的需求，光电模板的背面还可衬以不同颜色，以适应不同的建筑风格。其特殊的外观具有独特的装饰效果，可赋予建筑物鲜明的时代色彩。传统的遮阳，格栅等多被增加了光电板，即在遮阳方面节能，又能将光能转换为电能，甚至有的个别建筑已经实现了电能的自给自足，极大的节省了能源。
二十世纪九十年代以来，随着常规发电成本的上升和人们环保意识的提高，全球大部分国家尤其是在发达国家纷纷推广、实施太阳能利用技术，并提出了"建筑物产生能源"的概念，推动了光电技术应用于建筑物的科研和使用，并取得了可喜的成果。
目前，世界上最大的建筑物太阳能光电系统安装在新慕尼黑贸易展览中心，总容量超过1兆瓦，年发电量100万千瓦时。光电幕墙虽然环保节能，但相对昂贵的建设成本限制了它的推广应用，相信随着节能和环保的需要，光电幕墙会在我国建筑装饰市场上占有一席之地。
结束语
总之，采用玻璃幕墙是现代建筑的一种潮流，应用绿色环保节能的设计理念更是一种趋势，玻璃幕墙和窗户的能耗约占建筑总能耗的50%，要达到超低能耗的目的，玻璃幕墙和窗户采用合理的节能设计技术是第一要务。玻璃幕墙只要合理進行设计，选用合适的节能环保材料，采用合理的构造，也是可以达到节能标准的要求的。
随着科技的进步，新材料的更新，新型的环保节能建筑玻璃幕墙系统也将像雨后春笋般陆续问世。进而加速建筑幕墙节能环保设计的规范化与市场化，推广建筑玻璃幕墙新技术将是建筑装饰市场的发展方向。
参考文献：
[1]赵西安.建筑幕墙工程手册.中国建筑工业出版社，2002.
[2]景颖.玻璃幕墙外遮阳设计探究[J].山西建筑，2009，（04）：53-54
[3]卢达强.通风双层玻璃幕墙的结构设计探讨[J].工程技术，2010，（7）：26-28
[4]徐志武.真空玻璃提升建筑门窗节能隔声效果.北京：2005年中国加工玻璃年会论集：171-175。
【关键词】 玻璃幕墙；节能设计；绿色；；真空玻璃；光电幕墙
玻璃幕墙作为现代建筑的音符已经深深的走进了人们的生活，玻璃幕墙是现代建筑中采用最多的外围护结构之一，并且已经打破了传统的窗与墙的界限，它不仅更新了现代建筑设计的理念和手法，更展现了现代建筑技术的新进展。但是玻璃幕墙是建筑物热交换，热传导最为敏感和活跃的部位，从而带来的高能耗问题也引起了人们的高度重视。
建筑玻璃幕墙不仅需要满足建筑美学和建筑功能的需求，更应该做到绿色、环保，降低能量消耗。提高玻璃幕墙节能保温性能的措施有很多，主要是采用节能环保的材料，例如；低辐射LOW-E玻璃、中空玻璃、真空玻璃、断热铝型材降低结构传热系数K等；合理的选用玻璃幕墙系统；采用合理的遮阳系统；充分利用太阳能等，下面就将针对这几个代表性的节能设计方案做以介绍。
一、采用新型的节能材料
提到玻璃幕墙的节能设计，肯定首先要考虑的是材料本身的热工性能，节能型材料的选用就显的尤为重要，节能型材料包括节能玻璃、节能型材、节能铝塑板等。
现阶段中空玻璃，镀膜玻璃以及低辐射玻璃等都已经应用的非常普遍了，这里重点介绍一下新型的真空玻璃。真空玻璃采用适当分布的微粒支柱作为间隔，间隙层很小，仅仅只有0.1mm到0.2mm左右，空腔内抽成真空，真空达到0.1帕以上，总厚度最薄只有6mm左右。真空玻璃具有比中空玻璃更好的保温隔热性能以及隔声性能，其保温性能足足是中空玻璃的2倍，是单片普通浮法玻璃的4倍。由于真空玻璃热阻值较高，因此真空玻璃同时也具有很好的防结露性能，也不会出现普通中空玻璃经常出现的“内结露”的现象。
在建筑门窗中，真空玻璃是继单层玻璃、中空玻璃之后，国际上推崇的第三代门窗玻璃，是目前最有效的节能门窗材料之一。与双层玻璃相比，采用真空玻璃后，窗户的传热系数由4.0W/（m2*K）下降到了2.23 W/（m2*K）。建筑物节能率由36.2%提高到了42.7%。真空玻璃是新型玻璃深加工产品，是我国玻璃工业中为数不多的具有自主知识产权的前沿产品，它的研发推广符合我国鼓励自主创新的政策，也符合国家大力提倡的节能政策，在节能、隔音方面有很大的作用，具有良好的发展潜力和前景。真空玻璃目前的市场价格一般是普通中空玻璃的3-4倍，它的推广无疑还需要国家相关政策的扶持。
同时大面积使用真空玻璃仍然存在这相关的技术不足，材料的进一步完善和改进也一样重要。随着实践的过程，此种优良的建筑材料必将成为建筑界的宠儿。
二、采用双层玻璃幕墙系统
顾名思义，双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙构成的，外层幕墙主要以隐框、明框和点式玻璃幕墙为主，并设置进风口和出风口，而内层幕墙主要是以明框幕墙或铝合金门窗为主，在内外两层幕墙中间形成一个便于空气流通的通道。
双层幕墙主要分为封闭式内循环双层玻璃幕墙和敞开式外循环双层玻璃幕墙，最为常用的便是后者，通常我们称之为呼吸式双层玻璃幕墙，外层一般由单层玻璃与非断热铝材组成，内层一般由隔热或断热的明框或单元幕墙组成。在寒冷的冬天到来时，关闭通风层的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成温室效应，有效地提高了内层玻璃的温度，降低建筑物的采暖能耗。在炎热的夏天到来时，打开通风层的进排风口，可利用自然通风降低室内温度，阳光照射过程中，空气在通道中被逐渐加热以产生自下而上的流动现象，热空气被源源不断地带走，冷空气进入室内，达到降温目的，利用烟囱效应带走内外层通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，节省了空调能耗。
虽然采用双层玻璃幕墙系统成本上肯定远远高于普通的单层玻璃幕墙，但是综合建筑的全寿命周期的成本，这样的前期投入還是值得的。现在越来越多的公共建筑选择了这种低能耗、绿色、环保的双层幕墙，并不断的更新优化，并且被越来越多的人们所接受。在选用良好的节能材料后，再配合双层玻璃幕墙系统，整个建筑的节能效果非常明显，是名副其实的低碳建筑。
三、采用合理的遮阳系统
传统玻璃幕墙基本上都是平板化的视觉效果，缺乏必要的视觉细节，而采用不同形式的遮阳系统，在追求丰富的墙体光影效果的同时又可以为建筑节约能耗，实属一举两得。遮阳系统不但可以屏蔽部分太阳辐射，还可以防止炫目，丰富建筑的美感，使得光秃秃的建筑外墙增添了立体感，显得更是生动。
玻璃幕墙的遮阳系统，可以有效减少太阳光的直接照射，从而避免室内过热，是夏季建筑防热的重要措施。尤其是在炎热的热带地区基本上是随处可见。 常见的遮阳系统主要有内遮阳系统和外遮阳系统，其中内遮阳系统主要包括；遮阳帘、遮阳百叶，中空玻璃内置遮阳帘等，同时也包括传统的窗帘；外部遮阳系统主要包括；遮阳百叶、遮阳板、遮阳棚、遮阳翼、遮阳格栅、遮阳卷帘等。
现代建筑中，人们更注重人与自然的和谐统一，遮阳问题的解决，除了从传统建筑构件方式的选择入手以外，越来越多的建筑师开始着眼于整体设计中的生态化方式。
例如；采用植物遮阳、在玻璃幕墙前种植落叶植物等。这些方式更符合可持续发展理念，迎合低碳的时代主题。根据不同季节可以形成较大阴影或稀疏的枝干空间，为夏季提供遮阳以降低幕墙周围温度，为冬季提供日照以温暖室内环境。有了绿色植物的装饰不但满足了遮阳的要求，同时也增添了城市的绿化面积，释放更过的氧气，吸附更多的有害气体和颗粒。更多的绿色植物能有效降低PM2.5的含量，为净化空气美化环境做出了贡献。
四、采用净能源光电幕墙
太阳能光电幕墙光伏发电技术在建筑幕墙中的合理利用，是一种新型的高科技产品，是集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建筑材料，特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体，也无噪音，是一种绿色环保的净能源，与环境有很好的相容性。 光电幕墙除了具备普通幕墙的性能外，最大特点是具有将光能转化为电能的功能。光电幕墙实现光电转换的关键部件是光电模板。其在实现光电转换时，不消耗宝贵的矿物性能源，不排放二氧化硫等有害气体，不产生噪音，也没有废渣，是一种清洁的净能源。现在的光电模板已具备较强的抗侵扰能力，能在零下50℃到90℃的温度范围内正常工作；在臭氧或酸雨的环境中，可以使用几十年。
根据建筑美学的需求，光电模板的背面还可衬以不同颜色，以适应不同的建筑风格。其特殊的外观具有独特的装饰效果，可赋予建筑物鲜明的时代色彩。传统的遮阳，格栅等多被增加了光电板，即在遮阳方面节能，又能将光能转换为电能，甚至有的个别建筑已经实现了电能的自给自足，极大的节省了能源。
二十世纪九十年代以来，随着常规发电成本的上升和人们环保意识的提高，全球大部分国家尤其是在发达国家纷纷推广、实施太阳能利用技术，并提出了"建筑物产生能源"的概念，推动了光电技术应用于建筑物的科研和使用，并取得了可喜的成果。
目前，世界上最大的建筑物太阳能光电系统安装在新慕尼黑贸易展览中心，总容量超过1兆瓦，年发电量100万千瓦时。光电幕墙虽然环保节能，但相对昂贵的建设成本限制了它的推广应用，相信随着节能和环保的需要，光电幕墙会在我国建筑装饰市场上占有一席之地。
结束语
总之，采用玻璃幕墙是现代建筑的一种潮流，应用绿色环保节能的设计理念更是一种趋势，玻璃幕墙和窗户的能耗约占建筑总能耗的50%，要达到超低能耗的目的，玻璃幕墙和窗户采用合理的节能设计技术是第一要务。玻璃幕墙只要合理進行设计，选用合适的节能环保材料，采用合理的构造，也是可以达到节能标准的要求的。
随着科技的进步，新材料的更新，新型的环保节能建筑玻璃幕墙系统也将像雨后春笋般陆续问世。进而加速建筑幕墙节能环保设计的规范化与市场化，推广建筑玻璃幕墙新技术将是建筑装饰市场的发展方向。
参考文献：
[1]赵西安.建筑幕墙工程手册.中国建筑工业出版社，2002.
[2]景颖.玻璃幕墙外遮阳设计探究[J].山西建筑，2009，（04）：53-54
[3]卢达强.通风双层玻璃幕墙的结构设计探讨[J].工程技术，2010，（7）：26-28
[4]徐志武.真空玻璃提升建筑门窗节能隔声效果.北京：2005年中国加工玻璃年会论集：171-175。