摘要：节能理念是我国各个行业都提倡的，特别是高能源损耗，如建筑物。建筑物的外围结构保温及隔热是实现节能的方法及目的。本文根据多年的工作实践，对建筑幕墙的节能设计要求及方法进行探索，供同行借鉴参考。
关键词：建筑幕墙；理念；保温和隔热；节能设计
前言
随着我国幕墙行业的蓬勃发展，建筑类型呈现多样化，大量的高层建筑，造型新颖的建筑层出不穷。由于资源的匮泛，节能理念的应用是我国可持续发展的根本，建筑幕墙作为建筑的外围结构，其导热性造成室内温度散失严重，能源损耗严重。幕墙工程的节能性直接影响到建筑整体的节能性，因此，在对幕墙工程进行设计施工过程中，要采取合理的节能技术，以保障建筑具有节能性，从而符合城市发展的需求。
一、建筑幕墙的保温隔热性能及重要性
（一）建筑幕墙的保温和隔热性能
幕墙保温性能是指当室内设定的舒适性温度大于室外温度时，室内的热量向室外散失的能力，幕墙隔热性能是指室外温度大于室内设定的舒适性温度时，幕墙阻挡室外的热量向室内传递的能力。
通过具体的隔热及保温技术实现建筑幕墙的节能，核心就是需要减少热量传递。传热系数和遮阳系数是衡量保温隔热能的主要指标，幕墙的热工性能是阻隔室内外热量的传递，在幕墙设计时应重点考虑的因素之一。
（二）建筑幕墙保温隔热的重要性
我国建筑的能源损耗方面，空调占比50%～60%左右，建筑外围护结构占20%～50%。因此，建筑幕墙的保温隔热性能是必要的。建筑幕墙对建筑主要有两方面的影响，第一：空调的冬季采暖及夏季空调利用率，第二：受太阳辐射而造成的室内热量。建筑幕墙优良的保温隔热性能可以起到节约冬季采暖、夏季空调运行的作用。同时，作为建筑的外维护结构，其保温隔热性能的优劣也直接影响建筑的使用功能。良好的保温隔热性能也可以为人们的生产、生活提供舒适的条件。节能幕墙产品在寒冷的冬季应具有较高的保温功能，在夏季具备较高的隔热性能。隔热的实现是要通过提高幕墙的热阻及气密性能。
二、玻璃幕墙设计要求
玻璃幕墙作为现代最经常使用的一种建筑设计形式，在对其进行设计时需要满足一些要求，其中比较重点有两点：
（一）满足美观要求，之所以玻璃幕墙会受到如此的欢迎，主要就是因为它能够带来不同的美感，与其他的形式的幕墙相比，艺术性更强，因此在设计时要注重建筑整体的美感，通过玻璃帷幕的独特设计而使烘托出建筑美。因为玻璃帷幕式的建筑对设计人员以及施工人员水平要求都比较高，因此无论是设计人员，还是施工人员水平都应该达到一定的程度，并且在建设期间设计与施工双方要互相的沟通，以此保证施工进展。就设计人员来说，为了突出玻璃幕墙美感，设计人员不仅要懂得设计知识，更需要了解美学知识以及相关的建筑学知识，与此同时还需要自身有所提高，因为玻璃幕墙技术在不断地发展，人们的审美也在发生变化，因此设计人员要不断地充实自身，充分利用自身的学识突出玻璃幕墙式的建筑美感。
（二）满足安全、耐久的要求，这种玻璃幕墙设计的硬性要求，因为任何建筑类型无论采用哪种方式，其最终的目的都是为了能够满足功能性的要求，而对于玻璃幕墙来说，安全、耐久是其需要满足的最重要的功能性要求，尤其是公共建筑，对这两方面的要求更严格。安全耐久是设计这是对人们生命财产负责人的表现，更可以保证公共财产损失。而影响玻璃幕墙安全以及耐久性能的主要是火灾，因此在设计时要着重对防火进行设计，使用不燃或者难以燃烧的材料来充实墙缝；与此同时，防雷设计也是设计人员需要关注的重点，防雷设计并不只是针对玻璃帷幕，更重要的是建筑主体，因此需要将建筑主体的防雷体系设计与玻璃幕墙的防雷体系设计结合起来。现代玻璃幕墙通常使用的材料是安全玻璃，虽然这种玻璃的材质与普通的玻璃相比性能比较好，但是依然存在着破碎坠落的可能，因此设计人员在使用时需要将这一问题考虑进去，一般情况下，为了避免出现安全问题，通常设计人员都在玻璃幕墙下面设计裙房，我国最常见的处理方式就是在建筑出入口的地方设计雨罩。
三、建筑幕墙节能的设计方法
建筑幕墙节能设计方法通常有：材料节能法，系统构造节能法，双层结构体系节能法，遮阳体系节能法。
（一）幕墙材料节能法
建筑幕墙按面板的材料可分为玻璃幕墙、金属板幕墙、石材幕墙、陶土板幕墙等，通常在幕墙中玻璃的面积占据外立面材料用量的绝大部分，可以参与热交换的面积较大，这就决定玻璃是幕墙节能的关键。.png)
图一
1．为提高玻璃幕墙的热工性能，可选择不同类型的玻璃面板，如：普通中空玻璃，Low-E中空玻璃，双银Low-E中空玻璃，三银Low-E中空玻璃，三玻双中空玻璃，真空Low-E玻璃，采取暖边技术以及中空层充惰性气体的中空玻璃。根据玻璃厂家所提供的相关传热系数统计分析，颜色和透光率相近的Low-E中空玻璃，一般情况下，采用双银Low-E、暖边技术、中空层充惰性气体的中空玻璃与单银Low-E中空玻璃相比保温性能均可提高10%左右。
2.对于框支式幕墙，主要采用铝型材断热方式。采用具有足够强度的低导热系数材料，将内、外铝型材隔离开，降低传热系数，增加热阻值，从而减少热量损失，达到节能目的。
（二）幕墙系统构造节能法
幕墙保温性能的优劣，节点构造设计非常重要，建筑物热量主要是通过幕墙结构的传热和空气渗透损失的，幕墙构造设计的关键是提高幕墙系统的气密性能及加强对保温薄弱环节的处理。
提高幕墙系统气密性能方法有：①选用优质的密封胶条（宜选用三元乙丙、氯丁橡胶、硅橡胶），设计合理的胶条槽口尺寸、胶条形状。②胶条安装应连续，对接要严密、可靠。③合理设计密封胶条的位置及数量。④合理设计开启窗的尺寸、型材及胶条断面、锁点数量、锁点位置，并确保加工和组装质量。⑤选用优质的耐候密封胶，设计合理的胶口尺寸，严格控制打胶质量。⑥单元幕墙十字接口的密封处理。
需加强的保温薄弱环节部位及处理方式有：①合理使用保温岩棉的厚度、容重、吸水率等，尽可能采用整体铺装方案。②在寒冷地区应采用隐框玻璃幕墙系统。③隐框幕墙及翻窗采用等片中空玻璃。④幕墙的顶封修、底封修、侧封修等收口部位处理。⑤透明幕墙层间位置的保温封修构造处理。⑥点式幕墙断热驳接头的选用。⑦全玻幕墙玻璃肋的设置方式。⑧隐框单元幕墙玻璃四周护边材料的选用。
依照附图对幕墙保温节能设计分析如下：.png)
在图一～四中，云线所标注位置为A、B、C、D、E、F共六处，均为幕墙设计常见部位，上述部位处理得当，可大幅提高建筑幕墙的保温性能。
A部位：附图一为幕墙层间位置常见做法，按照建筑节能设计要求，该位置属于非透明幕墙部分，在寒冷地区，其综合传热系数为0.25～0.6之间，仅靠玻璃面板无法达到保温要求，故采用背面增加岩棉保温做法，同时铝合金横框位置存在保温薄弱环节，故在横框位置增设岩棉保温，提高该部位整体保温性能。.png)
B部位：附图一、三中云线所标注的B部位的构造设计对保温性能影响极大。影响保温性能的薄弱环节主要是断热型材的设计以及气密性能的保证，该节点在采用胶条密封的同时采用耐候密封把玻璃四周与断热条之间进行二次密封，同时根据热工计算选择合适的断热条的长度，通过上述措施可极大的提高幕墙的保温和气密性能。
C、D、F部位：该位置为幕墙顶、底、侧封修的基本做法，常见问题是封修保温岩棉设计、安装遗漏，从保温节能方面考虑，此处必须铺设保温岩棉。.png)
E部位：该部位为非透明幕墙部分保温常见做法，理想的首选材料莫过于岩棉及玻璃棉，因为从其导热系数、密度、施工安全难易、可操作性、造价各方面综合考虑，岩棉及玻璃丝棉具有容重轻、导热系数小、不燃烧、
防火无毒、适用范围广、化学性能稳定、使用周期长等突出优点。
（三）双层体系节能法
采用双层幕墙作为围护结构，控制双层幕墙中间空腔内的空气流动，并在双层幕墙之间设置电动遮阳装置，可以大幅度提高幕墙的保温隔热性能。采用双层通风幕墙的最直接效果是节能，与单层幕墙相比，它可节能30%以上。同时双层幕墙隔声效果也十分显著，可大为改善室内使用条件。
（四）遮阳体系节能法
由于建筑幕墙大面积采用玻璃，应尽可能地屏蔽和利用来至太阳的辐射热。节能的本质就是如何实现在炎热的夏季将光（能量）挡在室外，或在寒冷的冬季能让充足的光（能量）传入室内。在建筑幕墙系统中融入遮阳技术也是节能的有效途径之一。
四、经济分析
通常情况下采用节能产品往往比普通产品先期投入价格要高出10%～40%；但是通过对建造成本及运营成本的综合分析表明，通常投资者在建筑使用5～7年即可收回由于采用节能产品而增加的投入，并可使投资者在以后的使用过程中获得可观的经济效益。一次投资，终身受益。因此，从长远打算还是使用节能产品更为经济。
五、结束语
国家建设部曾在全国门窗会议上强调，“现行的幕墙、窗，损失掉了30%的能量，加强节能产品的设计及应用，不节能的产品绝对不允许上墙”，由此可见，能源浪费问题，已经引起业内人士的高度重视；另外，从长远考虑，采用节能产品可获得更多的经济效益和社会效益。为此，提高全民节能意识，加大节能知识宣传，大力推广使用节能幕墙产品势在必行。
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论文作者:柴龙飞
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/14
标签：幕墙论文; 建筑论文; 节能论文; 性能论文; 玻璃幕墙论文; 中空玻璃论文; 玻璃论文; 《基层建设》2016年13期论文;