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【摘 要】传统玻璃幕墙存在能耗大、光污染等缺点,其应用受到限制,大力推广应用新型节能幕墙,如双层呼吸式幕墙、智能幕墙,光电幕墙是时代发展的潮流。
【关键词】节能;双层呼吸式幕墙;智能幕墙;光电幕墙
一、玻璃幕墙的发展概况及存在的问题
玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来,建筑物从不同角度呈现出不同的色调,随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑,如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。
玻璃幕墙大约于上世纪80年代传入我国,在深圳、广州、北京、上海等大中城市得到大量应用,据了解,目前我国已经建成的各式建筑幕墙工程已有6000多万平方米,从北京到经济特区,从上海等东部沿海大中城市到西部新兴城市,随处可见新型建筑幕墙装点着秀丽的城市大街。建筑幕墙已经成为现代建筑文化、建筑个性化、建筑艺术、建筑新科学的重要标志。
建筑幕墙产品在我国经过20多年的发展壮大取得了长远的进步,技术得到了发展,形成了具有中国特色的产品结构体系。
但我们应该清醒的认识到玻璃幕墙也存在着一些局限性,例如光污染、能耗较大,易被污染等问题。光污染容易造成交通事故,影响周边居民的正常生活,影响行人视力。能耗较大造成大量能源消耗。玻璃幕墙很容易被污染,尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区,玻璃幕墙更易蒙尘纳垢。
研究解决光污染,注重节能环保以及新技术的开发和应用,应该是我国今后幕墙玻璃的发展大方向。
二、玻璃幕墙施工新技术
根据原单层幕墙的缺点,经过广大科技人员的努力,已开发出新型节能、无光污染、隔音效果好的幕墙,如双层呼吸式幕墙,智能幕墙、光电幕墙等。淘汰落后的技术和产品,提高各类幕墙工程的质量水平,是幕墙工程施工的发展新潮流。
(一)双层呼吸式幕墙
呼吸式幕墙,它由内、外两道幕墙组成,内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间,空气可以从下部进风口进入,又从上部排风口离开这一空间,这一空间经常处于空气流动状态,热量在这一空间流动。
1、呼吸式幕墙的原理与分类
呼吸式幕墙由内外两层玻璃幕墙组成,与传统幕墙相比,它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层,由于此换气层中空气的流通或循环的作用,使内层幕墙的温度接近室内温度,减少温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42%-52%;制冷时节约能源38%-60%。另外由于双层幕墙的使用,整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。
1)封闭式内循環体系呼吸式幕墙
封闭式内循环体系呼吸式幕墙,一般在冬季较为寒冷的地区使用,其外层原则上是完全封闭的,一般由断热型村中空玻璃组成外层玻璃幕墙,其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙式可开启窗,以便对外层幕墙进行清洗。两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200mm。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连,形成自下而上的强制性空气循环,室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层,使内侧幕墙玻璃温度达到式接近室内温度,从而形成优越的温度条件,达到节能效果。在通道内设置可调控的百叶窗式垂帘,可有效地调节日照遮阳,为室内创造更加舒适的环境。其节能效果较传统单层幕墙相比达50%以上。
2)敞开式外循环体系呼吸式幕墙
敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反,其外层是单层玻璃与非断热型村组成的玻璃幕墙,内层是由中空玻璃与断热型村组成的幕墙。内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排气装置,通道内也可设置百页等遮阳装置。冬季时,关闭通风层两羰的进、排风口,换气层中的空气在阳光的照射下温度升高,形成一个温室,有效地提高了内层玻璃的温度,减少建筑物的采暖费用。夏季时,打开换气层的进、排风口,在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮,形成自下而上的空气流,由于烟囱效应带走通道内的热量,降低内层玻璃表面的温度,减少制冷费用。另外,通过对进、排风口的控制以及对内层幕墙结构的设计,达到由通风层向室内输新鲜空气的目的,从而优化建筑物通风质量。
可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点,在舒适节能方面更为突出,提供了高层、超高层建筑自然通风的可能,从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。
(二)呼吸式幕墙的发展-智能幕墙
智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸,是将呼吸式幕墙与电子计算机系统结合在一起发展起来的,是智能化建筑的基础上将建筑配套技术(暖、热、光、电)的适度控制,在幕墙材料、太阳能的有效利用方面进行力改进,通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线,从而节省了建筑物使用过程的能源,降低了生产和建筑物使用过程的费用。它包括以下几个部分:呼吸式幕墙、通风系统、遮阳系统、空调系统、环境监测系统、智能化控制系统等。
智能幕墙的关键在智能控制系统,这种智能化控制系统是一套较为复杂的系统工程,是从功能要求到控制模式、从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及气侯、温度、湿度、空气新鲜度、照度的测量,采暖、通风空调遮阳等机构运行状态信息采集及控制,电力系统的配置及控制,楼宇计算机控制等多方面因素。
(三)光电幕墙
光电幕墙,即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上,镶嵌于两片片玻璃之间,通过电池可将光能转化成电能,这就是-太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术,把太阳光能转化为电能,它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量,使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动,从而产主电压,这称为光电效应。
太阳能光电幕墙集合了光伏发电技术和幕墙技术,是一种高科技工产品,集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建材,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钵,也无噪声,是一种净能源,与环境有很好的相容性。但因价格比较昂贵,光电幕墙现多用于标志性的屋顶和外墙。充分体现了建筑的智能化与人性化特点,代表着国际上建筑光伏一体化技术的最新发展方向。
工作原理
设计光电幕墙需考虑电池、模板、导线和变压器各个因素,各电池组成模板,各模板组成小分格,并通过导线连接,所有导线又组成一个PV变压器。一个PV变压器是一个封闭的幕墙部分,每套光电设备可由一个或多个变压器组成。每套光电设备都先产生直流电,再由直流电转变成交流电,并由电网传输,逆整流器再将230V-400V的电压转变成频率通常为50HZ的电能。
晶体电池通过导线相互连通,并被接在大表面的模板上,这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中,导线可接在模板背面或玻璃边
【关键词】节能;双层呼吸式幕墙;智能幕墙;光电幕墙
一、玻璃幕墙的发展概况及存在的问题
玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来,建筑物从不同角度呈现出不同的色调,随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑,如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。
玻璃幕墙大约于上世纪80年代传入我国,在深圳、广州、北京、上海等大中城市得到大量应用,据了解,目前我国已经建成的各式建筑幕墙工程已有6000多万平方米,从北京到经济特区,从上海等东部沿海大中城市到西部新兴城市,随处可见新型建筑幕墙装点着秀丽的城市大街。建筑幕墙已经成为现代建筑文化、建筑个性化、建筑艺术、建筑新科学的重要标志。
建筑幕墙产品在我国经过20多年的发展壮大取得了长远的进步,技术得到了发展,形成了具有中国特色的产品结构体系。
但我们应该清醒的认识到玻璃幕墙也存在着一些局限性,例如光污染、能耗较大,易被污染等问题。光污染容易造成交通事故,影响周边居民的正常生活,影响行人视力。能耗较大造成大量能源消耗。玻璃幕墙很容易被污染,尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区,玻璃幕墙更易蒙尘纳垢。
研究解决光污染,注重节能环保以及新技术的开发和应用,应该是我国今后幕墙玻璃的发展大方向。
二、玻璃幕墙施工新技术
根据原单层幕墙的缺点,经过广大科技人员的努力,已开发出新型节能、无光污染、隔音效果好的幕墙,如双层呼吸式幕墙,智能幕墙、光电幕墙等。淘汰落后的技术和产品,提高各类幕墙工程的质量水平,是幕墙工程施工的发展新潮流。
(一)双层呼吸式幕墙
呼吸式幕墙,它由内、外两道幕墙组成,内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间,空气可以从下部进风口进入,又从上部排风口离开这一空间,这一空间经常处于空气流动状态,热量在这一空间流动。
1、呼吸式幕墙的原理与分类
呼吸式幕墙由内外两层玻璃幕墙组成,与传统幕墙相比,它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层,由于此换气层中空气的流通或循环的作用,使内层幕墙的温度接近室内温度,减少温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42%-52%;制冷时节约能源38%-60%。另外由于双层幕墙的使用,整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。
1)封闭式内循環体系呼吸式幕墙
封闭式内循环体系呼吸式幕墙,一般在冬季较为寒冷的地区使用,其外层原则上是完全封闭的,一般由断热型村中空玻璃组成外层玻璃幕墙,其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙式可开启窗,以便对外层幕墙进行清洗。两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200mm。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连,形成自下而上的强制性空气循环,室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层,使内侧幕墙玻璃温度达到式接近室内温度,从而形成优越的温度条件,达到节能效果。在通道内设置可调控的百叶窗式垂帘,可有效地调节日照遮阳,为室内创造更加舒适的环境。其节能效果较传统单层幕墙相比达50%以上。
2)敞开式外循环体系呼吸式幕墙
敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反,其外层是单层玻璃与非断热型村组成的玻璃幕墙,内层是由中空玻璃与断热型村组成的幕墙。内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排气装置,通道内也可设置百页等遮阳装置。冬季时,关闭通风层两羰的进、排风口,换气层中的空气在阳光的照射下温度升高,形成一个温室,有效地提高了内层玻璃的温度,减少建筑物的采暖费用。夏季时,打开换气层的进、排风口,在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮,形成自下而上的空气流,由于烟囱效应带走通道内的热量,降低内层玻璃表面的温度,减少制冷费用。另外,通过对进、排风口的控制以及对内层幕墙结构的设计,达到由通风层向室内输新鲜空气的目的,从而优化建筑物通风质量。
可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点,在舒适节能方面更为突出,提供了高层、超高层建筑自然通风的可能,从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。
(二)呼吸式幕墙的发展-智能幕墙
智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸,是将呼吸式幕墙与电子计算机系统结合在一起发展起来的,是智能化建筑的基础上将建筑配套技术(暖、热、光、电)的适度控制,在幕墙材料、太阳能的有效利用方面进行力改进,通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线,从而节省了建筑物使用过程的能源,降低了生产和建筑物使用过程的费用。它包括以下几个部分:呼吸式幕墙、通风系统、遮阳系统、空调系统、环境监测系统、智能化控制系统等。
智能幕墙的关键在智能控制系统,这种智能化控制系统是一套较为复杂的系统工程,是从功能要求到控制模式、从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及气侯、温度、湿度、空气新鲜度、照度的测量,采暖、通风空调遮阳等机构运行状态信息采集及控制,电力系统的配置及控制,楼宇计算机控制等多方面因素。
(三)光电幕墙
光电幕墙,即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上,镶嵌于两片片玻璃之间,通过电池可将光能转化成电能,这就是-太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术,把太阳光能转化为电能,它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量,使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动,从而产主电压,这称为光电效应。
太阳能光电幕墙集合了光伏发电技术和幕墙技术,是一种高科技工产品,集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建材,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钵,也无噪声,是一种净能源,与环境有很好的相容性。但因价格比较昂贵,光电幕墙现多用于标志性的屋顶和外墙。充分体现了建筑的智能化与人性化特点,代表着国际上建筑光伏一体化技术的最新发展方向。
工作原理
设计光电幕墙需考虑电池、模板、导线和变压器各个因素,各电池组成模板,各模板组成小分格,并通过导线连接,所有导线又组成一个PV变压器。一个PV变压器是一个封闭的幕墙部分,每套光电设备可由一个或多个变压器组成。每套光电设备都先产生直流电,再由直流电转变成交流电,并由电网传输,逆整流器再将230V-400V的电压转变成频率通常为50HZ的电能。
晶体电池通过导线相互连通,并被接在大表面的模板上,这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中,导线可接在模板背面或玻璃边