摘要：玻璃幕墙是现代建筑发展的一种新理念，主要应用于大型公共建筑领域，具有美观通透、恢弘气派等视觉效果，广泛应用于建筑工程中。但是一般的建筑玻璃幕墙存在许多不足，如保温性差、能耗高、通风效果差、光污染严重等。因此在设计过程中要选择合理构造及措施，提升建筑节能效果，本文作者基于从事幕墙设计多年，从参与的项目中总结了幕墙设计中关于节能设计的一些要点，希望能为幕墙设计者提供参考。
关键词：建筑工程；玻璃幕墙；设计；绿色节能
现今随着城市化发展的进程的不断加快，大型的公共建筑不断产生，对能源的需求也越来越大，对建筑的节能设计要求也越来越高。因此对建筑幕墙而言，不仅需要满足结构安全，在节能设计方面，从构造设计、材料选择、工艺方面也提出了更高的要求。在体现建筑美观的同时不断提升建筑的品质和使用的舒适度。
1、构造设计
玻璃幕墙在类型上大致可分为：点支式玻璃幕墙、全玻璃幕墙、框支撑玻璃幕墙。其中点支式和全玻璃幕墙的热量传导主要通过面板传导，针对次类型的玻璃幕墙，节能措施为玻璃参数的选择。在框支撑玻璃幕墙中，除面板外，框的热力传导也是影响幕墙整体节能的重要因素。因此，在框支撑玻璃幕墙的设计中，除了玻璃面板的选择外，还需要阻隔室内外框的热传导。因此在设计中需要注意等温线的控制，减少热辐射。
2、材料选择
自然界中热量的传递通常有三种形式：对流、辐射和传导。由于玻璃是透明材料，通过玻璃的传热除上述三种形式外还有太阳能量以光辐射形式的直接透过。衡量通过玻璃进行能量传播的参数有热传导率及K值、可见光透射比、遮蔽系数（太阳得热系数）、相对热增益等。
节能玻璃的主要品种：吸热玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃、高性能中空玻璃
节能玻璃的选择：根据中空玻璃使用地点的不同，使用目的不同，中空玻璃所用的原材料和结构也不尽相同。如在南方地区，全年的气温较高，光照时间较长，使用中空玻璃的目的主要是减少外部的热量进入室内，所以在选择中空玻璃的原片时，会更多地考虑使用镀膜玻璃。在北方地区，使用中空玻璃的主要目的是采暖和保温，所以就会较多地考虑选用透明玻璃作中空玻璃的原片。
随着玻璃加工技术的不断发展，可供选择的范围越来越大，但不管选择哪钟玻璃都应把玻璃是否能有效控制太阳能和能隔热保温即节省能源放在重要位置来考虑。要是玻璃在使用中能尽量减少能量损失，必须根据需要选择合适的玻璃。在选择使用节能玻璃时，应根据玻璃所在位置确定玻璃品种：日照时间长且处于向阳面的玻璃应尽量控制太阳能进入室内以减少空调负荷，最好选择热反射玻璃或吸热玻璃及由热反射玻璃或吸热玻璃组成的中空玻璃；寒冷地区或背阳面的玻璃应以控制热传导为主，尽量选择中空玻璃或低辐射玻璃组成的中空玻璃。只有因地制宜选择玻璃才能使节能玻璃更充分地发挥节能特性。
选择合理的气体间隔层厚度：主要是通过对厚度的控制，使中空玻璃内部形成紊态气流（冷热气流互相干扰）来控制对流传热。间隔层厚度的大小，对中空玻璃的隔热能力影响最大。要提高间隔层的隔热能力，必须适当增大间隔层的厚度。在不考虑对流传热的情况下，传导的传热系数是K =λ/δ，其中空气的导热系数λ是基本恒定的，如果间隔层的厚度δ越大，则传导传热系数K越小，中空玻璃的隔热性能越好；反之就越大，中空玻璃的隔热性能就越差。理论与实践全部证明，当间隔层厚度小于10mm时，间隔层内热量以传导传递为主，当间隔层厚度超过13mm时，对流传热开始逐步增大，中空玻璃整体的隔热系数变化不大。合理的中空玻璃间隔层厚度应该是12mm左右。
3、选择适当的气体种类和湿度
在中空玻璃的内部充入的惰性气体，可以降低中空玻璃的隔热、隔音性能。如充入氩气和氟化硫可分别提高中空玻璃的隔热、隔音性能。中空玻璃内部的水蒸气的含量增大，会产生内部结露，从而造成中空玻璃的传导传热系数增大，降低隔热效果。
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4、选用合理的边部密封材料和边框材料，并确保密封良好
中空玻璃在生产过程中，使用不同的边部密封材料，产品的隔热性能是不同的，原因在于：传统的方法是使用铝条，在虽然在其与玻璃之间有一层丁基胶，但毕竟很薄，面积较大（一般为5mm宽），所以热传导率较高，提高中空玻璃整体的隔热性能。而使用Swiggle胶条作密封材料，胶条中的铝隔带的宽度仅0.3mm，又由于这种产品的密封性能较好，进入中空玻璃内部的水蒸气较少，因此热传导率较低，对中空玻璃整体的隔热性能几乎没有影响。
另一方面，如果中空玻璃的边部密封不好，则水气通过密封胶层进入中空玻璃内部的比例就会增大，中空玻璃失效的速度也会加快。
5、选择合适的玻璃品种
中空玻璃的传热主要是以辐射的方式进行，所以高透过低反射（辐射）率的普通透明玻璃肯定没有低透过高反射（辐射）的镀膜玻璃或Low-E玻璃的好。
6、双层呼吸式幕墙
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，减小温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能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
7、呼吸式幕墙的优点
呼吸式幕墙与传统的单层幕墙相比有如下突出的优点：
从原理上，呼吸式幕墙采用“烟囱效应”与“温室效应”的原理，是从幕墙的功能上解决节能问题；单层幕墙则只是从材料的选用上，通过材料本身的特性来达到一定的节能效果。
从环保上，呼吸式幕墙由于其功能解决节能，外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响（“光污染”）；单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑，玻璃一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。
从节能上，呼吸式幕墙由于换气层的作用，比单层幕墙节能约50%.是解决建筑节能的一个新的方向。
从使用上，换气层的出现，使呼吸式幕墙夏季节省制冷费用，冬季可节省取暖费用。同时遮阳帘置于换气层，能有效地防止日晒又不影响立面效果。
从舒适度方面，呼吸式幕墙的隔音性能可达到55dB，让室内生活与工作的人们有一个清静的环境；另一方面，无论天气好坏，勿须开窗换气层都可直接将自然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，从而提高室内的舒适度。并有效地降低高层建筑单纯依赖暖通设备机械通风带来的弊病。
8、智能化设计理念
通过智能化与建筑设计的有效结合，体现建筑的内涵。融合智能化手段和绿色理念来实现人、资源、环境的可持续发展，实现高效地的资源利用、最低限度地影响环境的建筑光电技术在建筑玻璃幕墙设计中的应用太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，因此将太阳能光电系统应用于建筑中是大势所趋。将光电技术应用于建筑玻璃幕墙中称为光电玻璃幕墙，能大大减轻环境负担。光电玻璃幕墙属于高科技建筑外壳，在极其恶劣的天气也能满足建筑物的阻燃、保暖、隔热等要求。光电玻璃幕墙能将光能转化为电能，并储存起来以备用，因此，光电玻璃幕墙具有良好的经济效益和社会效益
9、结束语
目前玻璃幕墙已被推广用于各大大型公共工程的外观设计方面，其不仅可以提高建筑结构总体美感，还增大了建筑结构的总体能耗。所以，要重视选取具有节能性高和绿色的玻璃幕墙，且在实际设计中，以不断提高玻璃幕墙的合理性为基础，注重细节构造的设计，选取大量实效性很好的绿色材料，提高建筑结构总体的绿色节能质量。
参考文献：
[1]许焱.绿色节能技术在建筑玻璃幕墙设计中应用研究[J].四川水泥，2018（10）：125.
[2]江晓勇.绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用[J].绿色环保建材，2018（08）：71-72.
[3]徐亮.绿色节能技术在公共建筑幕墙设计中的应用[J].门窗，2016（11）：6+9.
论文作者:唐茂盛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：中空玻璃论文; 玻璃论文; 幕墙论文; 玻璃幕墙论文; 节能论文; 建筑论文; 间隔论文; 《基层建设》2019年第15期论文;