摘要：随着我国经济的快速发展和社会的不断进步，玻璃幕墙在建筑中应用越来越广泛，在建筑幕墙设计中需要积极采用节能技术。因此，本文阐述了玻璃幕墙的节能原理，要点及措施，并对相关案例进行分析。
关键词：玻璃幕墙 节能 原理 措施
1、玻璃幕墙的节能原理
玻璃幕墙在建筑施工中的应用已成为建筑行业发展的主要趋势。 玻璃幕墙是一种透明材料，可通过对流、辐射和传导的方式进行热能的有效传递， 为了更好的对玻璃传递能量的过程进行评估，可通过单位面积、单位温差和单位时间内的传递焦耳数进行确定，焦耳数越大则说明玻璃的能耗就越大，这种情况下，采取节能措施是非常必要的。 为了更好的对玻璃幕墙节能效果进行测试，还可以通过遮蔽系数进行研究，在同等条件下，将玻璃组件和透明玻璃放置在阳光下，通过太阳辐射能量的比值来确定遮蔽系数， 遮蔽系数越小则说明玻璃的能耗越小，即节能效果越好。 太阳光在经过玻璃照射到房间时部分太阳能是直接通过的，另一部分则会被玻璃幕墙吸收并转化为热能，且这部分热能会直接进入室内，导致室内热能增加，从而提升房间温度。
2、 建筑玻璃幕墙节能设计的要点
2．1 保温隔热设计
玻璃幕墙的使用，能够大大提高房屋的采光效果。但是在夏季，由于采光面积过大，就会导致室内温度上升，被迫使用空调降低温度，这样就会造成电力资源的浪费。在冬季，由于幕墙面积过大，导致热量过度流失，造成室内温度过低。所以对玻璃幕墙进行绿色节能设计时应该重点考虑玻璃幕墙的保温隔热处理。只有保温隔热工作处理的好，夏天室内温度才不会过高，冬天室内温度才不会过低，使室内温度在一个合理的范围内，减少空调的使用，进而降低电力资源的消耗。
2．2 玻璃幕墙遮阳设计
为了保持室内温度处在正常范围内，可以对玻璃幕墙采取遮挡处理，这样能够有效减少阳光对幕墙进行直射，保证室内温度不会过高。对玻璃幕墙进行遮阳处理常见的方法有三种，第一种方法就是选用遮阳能力比较强的玻璃，这样施工之后就能有效阻挡热量的进入，保持室内温度，减少电力资源的浪费。第二种方法就是在室内设置遮阳物，在室内设置遮阳物也能防止阳光的进入，设置室内遮阳物时可以根据实际情况选择合适形状的遮阳物，这样对光线的阻挡能力才能更好。第三种方法就是在室外设置遮阳物，室外遮阳物可以有效遮挡阳光，降低屋内温度。选用合适的遮挡方式能够很好对屋内进行遮挡，进而保证屋内气温不会太高。
2．3 自然通风
玻璃幕墙在使用以前要经过严格的设计，对玻璃幕墙设计时要注意考虑整体通风，玻璃幕墙一般应用于写字楼，写字楼内部人员密度相对较高，这就导致内部通风不是很好，进而影响工作人员身体健康。所以良好的通风能够很好的保证人们的身体健康，这就需要提高玻璃幕墙通风效果。提高玻璃幕墙通风效果可以促进空气的流通，还能降低室内通风系统能源消耗。对玻璃幕墙进行通风设置时，应该考虑玻璃幕墙外窗数量设计是否合理，玻璃幕墙外窗数量太少就会导致通风质量差，数量太多又会造成室内温度流失。所以设计玻璃幕墙外窗时一定要综合考虑，控制玻璃外窗的数量。玻璃幕墙的外窗还要严格控制密闭性，增强玻璃幕墙节能效果。
3、建筑玻璃幕墙节能设计措施
3．1 双层玻璃幕墙
双层玻璃幕墙，顾名思义，就是玻璃幕墙由双层玻璃构成，使用双层玻璃幕墙时，内外两层玻璃构造也不相同，外部经常使用点式玻璃幕墙、明框、隐框玻璃幕墙，内部经常使用铝合金或者明框玻璃幕墙材料。使用双层玻璃在玻璃幕墙绿色节能设计中经常见到。使用这种设计时首先要对选用的玻璃幕墙材料进行选择，然后再对玻璃幕墙通风口进行设计，保证设计的合理性。确定玻璃幕墙通风层宽度时，应该对玻璃幕墙隔声效果和绿色节能设计进行综合分析，然后再确定空气层的厚度。双层玻璃幕墙容易受到环境变化影响，所以在设计时应该保证设计参数正确，常见的双层玻璃幕墙有箱式、井式和走廊式双层玻璃幕墙。
3．2 节能型幕墙
建筑玻璃幕墙在设计时，为了达到遵循绿色节能理念，应该使用绿色节能玻璃材料，玻璃材料选择完成之后，还得便于工程的施工。如果建筑所在区域气温类型是我国南方气候类型，温度相差不大且平均温度较高，那么在选用玻璃幕墙材料时应该选择反射好或者能吸收热量的材料。对于我国北方气候类型，冬季和夏季温差较大，最好选择中空玻璃作为玻璃幕墙。选用玻璃幕墙材料时，如果条件允许，应该尽量采用辐射较低的中空玻璃材料，这种玻璃材料综合性能极好，还不会产生光污染。中空玻璃幕墙是现在应用最广泛的一种玻璃幕墙样式，中空玻璃幕墙在应用时可以使用间隔框将玻璃中间架空，并且保证间隔框四周密封良好。中空玻璃中间注入空气或者惰性气体，再放上干燥剂，保证内部气体的干燥，这样才能更好的保温隔热。
3．3 运用新型技术
随着科技不断发展，新型玻璃幕墙材料也越来越多，为了提升玻璃幕墙绿色节能效果，新型材料的应用也越来越多。比如光电技术，光电玻璃幕墙可以利用外界的光能和热能，产生新的能源，这样就能大大减少资源的消耗，起到绿色节能效果。光电玻璃幕墙主要是利用的太阳能，通过对太阳能电池组的加工，将太阳能电池组和玻璃进行融合，各个玻璃之间通过线路连接，使整个玻璃幕墙构成一个整体。
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4、工程实例
4.1 实例概况
某机场共三座航站楼，其中第一航站楼（T1）因改造已停用，第二航站楼（T2）的建筑总面积为 9万m2，地下 1 层，地上 2 层；第三航站楼 A 座（T3）的建筑面积为 26 万 m2， 地面总高 25.8万 m2，航站楼办票大厅和候机厅面积为 4.7 万 m2，在该区域采用了湿温度独立控制的空调方式，且在其长廊上一般都有大面积的玻璃幕墙。
4.2 T3 航站楼空调能耗的特点
①温度调节系统在机场总能耗中占据较大比例，由于航站楼内部维护结构使用玻璃幕墙的面积较大，导致航站楼内部不同高度之间都存在温差，特别是在夏季，在热空气聚集的作用下，屋面负荷过高，第二层的人员和地面直接受到较大的辐射热；②航站楼温度调控系统长期处于高负荷运作状态，外部热源距航站楼较远，再加上建筑内部用户较为分散，这种情况下，就可选择直连多级循环泵空调水系统，有利于降低输送能耗；③从该市的气候条件来看，春季和秋季可为该航站楼提供自然的通风和降温条件，但在夏季，机场外部环境早晚温差较大、相对湿度较低，每天约 14h 的时间，室外温度比室内常温低 26℃，这种情况下，可采用全空气系统来实现温度的有效降低。T3 航站楼配备的是新型节能空调系统 ，可为整个航站楼提供舒适的温度和高质量空气，而 T2 航站楼的温度调节系统主要采用普通的机械送风，在对相关能耗统计数据进行分析后发现 T3 航站楼温度调节系统的能耗比 T2 航站楼低，可见，新型空调系统的应用已取得良好的节能效果。
4.3 机场航站楼玻璃幕墙的形式分析
4.3.1 T2 航站楼玻璃幕墙分析
该航站楼一层到达层和二层出发层采用的幕墙形式不同， 其中二层主要采用大面积单柱支承的点支式驳接玻璃幕墙，该形式幕墙结构简单、视觉效果好，施工方便，通常适用在层间较低的层间幕墙或上下都具备稳固支承体系的幕墙。 而一层到达层则使用了带玻璃肋的全玻璃幕墙， 玻璃肋通过结构密封胶和外侧玻璃形成了一个完整的受力体系， 这种形式的幕墙可有效提高室内亮度，以此来保证建筑的美观。相关设计人员在对太阳方位、天气变化等情况进行综合考虑后，决定采用 SV30 隔热膜安装在 T2 航站楼四周的玻璃幕墙，这一措施实施后，在夏季，该航站楼温度调节系统的用电量节约了 21.2 万 k W/h，若用 0.85 元千瓦时进行计算的话，每年可节约空调费用约 18 万元。
4.3.2 T3 航站楼玻璃幕墙分析
T3 航站楼的出发层和到达层都采用了明框式玻璃幕墙 ，将玻璃板用铝框进行镶嵌，保证其成为一个四周都有铝框的幕墙元件，并将其固定在二层到达层的钢桁架上，而钢桁架的支撑主要来源于整个建筑主体，使得幕墙和钢桁架完全融为一体，不仅有效解决了整体受力问题，还提升了建筑整体的美感。T3 航站楼主要采用了中空 LOW-E 双钢化玻璃， 在相关计算后得出该中空玻璃的传热系数为 2.2W/m2•k，而单层玻璃传热系数为 5.7W/m2•k，可见中空玻璃的传热系数远小于单层玻璃的传热系数，节能率高达 61.2%，另外，在遮阳方案的制定上，T3 航站楼还在除东侧以外的其它三侧采用了彩釉中空LOW-E 双钢化玻璃 ，可有效节约工程成本 ，减少工程施工量 ，方便后期维护，能够有效降低光透射率，从而满足特殊要求。
4.4 总结
T2 航站楼在增贴隔热膜后，明显提高了幕墙的隔热能力，T3 航站楼在采用中空 LOW-E 双钢化玻璃后，大大降低了热能的透射率，但仍需提高建筑的遮阳能力，降低空调系统冷负荷。
5、未来玻璃幕墙的发展趋势
随着科技的发展，玻璃幕墙的应用也越来越多，玻璃幕墙的应用也使我国建筑行业的建筑水平有很大程度的提高，同时也能促进我国经济不断发展。玻璃幕墙对仅节能有不小的促进作用，玻璃幕墙的设计在玻璃幕墙使用时起着关键作用，所以应该按照相关规定进行严格设计，设计时还要与建筑想融合，不断采用新型绿色节能材料，这样我国建筑玻璃幕墙使用时才能更加遵循绿色节能理念。
6、结束语
对建筑工程玻璃幕墙进行绿色节能设计，是工程建设的关键性要求，在对玻璃幕墙进行节能设计时，需要结合其所具有的特点，对以往经验进行总结，确定设计要点，做好结构方式、玻璃材料的选择，并积极应用各项新型技术，争取不断提高幕墙节能设计效果。
参考文献
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论文作者:李伟平
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/4
标签：玻璃幕墙论文; 节能论文; 航站楼论文; 玻璃论文; 温度论文; 幕墙论文; 建筑论文; 《基层建设》2016年27期论文;