摘要：随着建筑业的不断发展，人们对建筑的外观及外立面材料的要求也日新月异，玻璃幕墙作为一种自重较轻、安装简便、造型多样的新型外墙材料得到了广泛地运用，并带来了完美的建筑外立面效果，能够较好地体现建筑的艺术特征。然而，玻璃幕墙具有传热系数大及反光性强等特点，使得建筑在夏天和冬天需要消耗更多的能源进行供冷和供暖，间接造成了建筑能耗的增加。因此，在玻璃幕墙的运用中如何兼顾美观与节能是当前十分重要的问题。基于此，本文就围绕玻璃幕墙的节能设计展开分析论述。
关键词：玻璃幕墙；节能设计；原则
引言
现阶段，建筑节能已发展成为一个世界性高度关注的问题。但是，尽管建筑玻璃幕墙能够为人们提供较好采光，但是在采暖和制冷等方面的耗能是非常高的。因此，当前建筑玻璃幕墙成为建筑耗能的一非常薄弱的环节。所以，当前对建筑玻璃幕墙节能设计对今后建筑节能顺利开展具有十分重要的意义。
1、节能型玻璃幕墙的设计原则
建筑玻璃幕墙的设计需要充分考虑周边环境的建设，如温度，气压，风向，建筑环境等。此外，我们需要考虑建立他们自己的情况，如朝向，内部空间布局，使用特定设备的能源，建筑外墙外保温措施等。总之，节能型玻璃幕墙的设计应当考虑建筑与环境的多方面关系和多方面因素的综合影响，如隔热和得热，采光和遮阳，通风和热交换，气密性和水密性，隔声和降噪等等。由此可见，节能型玻璃幕墙的设计应当遵循以下原则：
1.1科学性
玻璃幕墙的传热系数由建筑物的造型、所处地区的气候条件、型材的传热系数以及玻璃的传热系数等多因素综合决定。在科学性原则指导下进行玻璃幕墙设计，就是统筹考虑诸因素，在满足建筑设计基本功能的基础上，权衡各类因素对建筑能耗的影响，合理选择幕墙的具体类型与尺寸。
1.2适用性
建筑采用玻璃幕墙除了达到美化外立面的目的之外，还必须注重幕墙的适用性。玻璃具有反光性的特点，对于玻璃幕墙来说这一特点尤其突出。因而在建筑设计中应紧密结合建筑具体的功能、朝向、内部结构以及外部环境等各类要素，以保证建筑内部的舒适度。
1.3集约化
建筑的玻璃幕墙在设计时需综合考虑到节能及经济性两方面问题：一方面，玻璃幕墙的设计在很大程度上将影响到建筑内部的能耗；另一方面，如若采取相应的节能手段又可能带来成本的增加。因此应综合考虑节能与经济，进行集约化的设计，力求经济效益的最大化，满足可持续的当代设计要求。
2、玻璃幕墙节能设计的分析
2.1单层玻璃幕墙节能设计
2.1.1降低玻璃幕墙使用面积
降低玻璃幕墙设计面积，能够减少夏季热透射量，这样一来，建筑室内温度不会非常热，从而减少对空调消耗；在冬季，能够大大降低热交换量，减少因玻璃的热量损失。现阶段，在建筑节能设计过程中，过于追求外观效果，并不是减少玻璃幕墙设计面积的一个最佳选择。
2.1.2建筑方位设计
在建筑玻璃幕墙节能设计中，对建筑方位设计也是非常重要的。在设计时，要使建筑能够同时满足采光、通风以及遮阳等各种要求。一般来说，建筑方位都是朝南北方向配置的。在我国大部分地区，其建筑朝向都是采用坐北朝南的朝向。然而，在确定朝向时，还要结合地理环境、气候等条件，随着需求的改变而变化，并不是一成不变的。这样一来，在应用玻璃幕墙时，保证室内外温差不会过大。
2.1.3材料选择
通常情况下，利用单片吸热玻璃或者是Low-E玻璃等，可以获得较好的节能效果，然而，这种效果相对是极其有限的，如果建筑玻璃面积偏大，那么则很难满足实际要求。但是，在选择使用上述玻璃而构成中空玻璃，则是非常好的一个选择。在应用中空玻璃后，既可以大大减少太阳能辐射热量，又能大大降低温差传热。因此，中空玻璃为建筑玻璃幕墙节能设计的首选材料。
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2.1.4遮阳节能技术
现阶段，室内遮阳常用的材料即为窗帘，但是，其遮阳效果则主要由窗帘的遮阳一面材料性质所决定的。如果选用的位普通布料，那么大量热量的吸入会造成室内温度不断升高，使空调能耗大大增大，所以，选择新型遮阳材料是极其重要的。目前，纳米材料既对紫外线照射有较强反射作用，又有较强的吸收性能，进而把所吸收的紫外线转变为热能。
2.2双层玻璃幕墙节能设计
2.2.1节能原理
在夏季，通常双层玻璃幕墙通过“烟囱效应”，利用自然通风进行换气，以便降低室内空气的温度；若在冬季，则是利用“温室效应”，既可以获得较好的保温效果，又能给大大降低取暖消耗。当双层玻璃幕墙在接受夏季高温照射时，会将幕墙通道中的空气予以加热，这样一来，空气便会由下向上流动，进而将通道中的热空气带走，以便快速降低室内空气温度。若在冬季，能够将双层玻璃幕墙的外层通风口予以关闭，从而使玻璃幕墙中的空气在接受阳光照射后，温度持续升高，缩小室内外温差，获得良好的保温效果，同时又能大大降低空调取暖费用的消耗。
2.2.2强化通风或降温
一般来说，玻璃幕墙周围温度要比实际气象观测到的温度高出几度。如果为双层玻璃幕墙，那么在玻璃幕墙中换气量大小是由风俗与风向决定的，并不是受烟囱效应的影响；因此，在玻璃幕墙建筑节能设计过程中，要把双层玻璃幕墙空间和通风口隔开，这样做的主要目的的减少夏季热风向室内的倒灌。然而，此种节能设计所消耗的造价是非常高的，甚至会降低玻璃幕墙的保温性能。
3、建筑工程中玻璃幕墙节能设计的实例分析
3.1工程概况
以某综合办公楼为例，该建筑共20层，地下2层地上18层，整体采用玻璃幕墙结构。
据实际调查，此建筑在夏季主要存在以下几个问题：①建筑中庭热环境不理想且能耗大。②此建筑顶层也全部采用玻璃幕墙结构，夏季阳光将直接射入建筑内部，导致室内温度过高。针对以上问题，建设单位采用夹层设计，即在玻璃幕墙下设置一个封闭的夹层，但运用该手法后室内温度过高的问题并没有得到有效地解决。主要因为夹层为封闭式，吸收的热辐射并不能有效地向外发散而是全部向建筑内进行辐射。在建筑使用过程中，夏季空调系统耗电量巨大。
3.2设计措施
结合工程对其进行节能设计，主要可以选择以下几种措施来进行：
3.2.1此建筑为综合性大楼，楼层比较高并且受周围植物及建筑物的影响较小，相互之间没有遮挡。这样可进行外遮阳体系的设计，以此将大量的热辐射阻挡于外界，降低室内温度。
3.2.2在顶层夹层处设计通风口，结合地理条件选择机械通风或者是自然通风。
3.2.3在建筑中庭位置增设通风装置，通过自然通风的方式来增强中庭空气流动，降低中庭温度。
结束语
综上所述，当前节能成为世界各个国家所面临的一个焦点问题。近年来，由于我国科学进步与社会的发展，从而使得建筑理念不断在更新，因此，在建筑节能、资源利用以及环境保护等方面都提出了较高的要求，这使得玻璃幕墙在建筑中应用十分广泛。由于玻璃幕墙属于一种新技术，因此，节能效果和幕墙设计有十分紧密的关联。因此，我们必须使用科学、合理的手段，在玻璃幕墙建筑节能设计方面做出巨大努力。
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论文作者:欧日昌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/27
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