摘要:由于现今社会经济的发展势头非常迅猛，因而建筑中的玻璃幕墙运用愈发广泛，对于很多公共建筑尤其高层办公建筑来说，几乎所有建筑立面都要使用玻璃幕墙。建筑节能属于现今我国建筑行业最为重视的内容之一，玻璃幕墙保温隔热效果并不是很好，其效果是无法和传统的墙体相比的，一般情况热损失要7倍于传统墙体，所以玻璃幕墙在建筑节能方面是有很大限制作用的。因而玻璃幕墙节能设计是有关键价值的。
关键词：建筑幕墙；节能；节能设计
中图分类号：TU201
文献标识码：A
引言
随着社会的不断发展和人们生活水平的不断提高，人们的需求层次已经慢慢转变为绿色环保和生态高效。在当今能源日益紧张并且国家大力倡导环保的背景下，建筑设计作为社会活动的重要组成部分，其公共建筑的节能设计可以大大加快建设节约型社会的历史进程。实践表明，公共建筑的外窗及透明玻璃幕墙是外围护结构中热量活动及损失较为严重的部位之一，所以针对公共建筑的门窗，其玻璃幕墙的节能化改造是提升建筑整体节能水平的有效方法之一。近些年来，随着社会经济的飞速发展，公共建筑的建设也进入到了黄金时代，尤其是大型的高层建筑、综合体及地标等公共建筑。由于公共建筑的功能及结构各不相同且复杂性较高，所以针对建筑物的结构特点来加强公共建筑的外窗幕墙节能施工成为了学者们研究的重要方向之一。
1建筑幕墙节能设计的基本原则
针对公共建筑幕墙的节能化设计，首先，应严格遵守当地相关法律法规以及行业的技术标准和规范守则，其次，应该对施工地点周围的状况进行充分的调研，充分考虑本建筑的布局及位置。从招标文件中外窗幕墙的功能要求出发，从结构设计、材料选择等方面着手，在满足使用需求的前提下设计合理的节能方案，在设计中要保证外窗幕墙的隔热效果、隔音效果及气密效果和抗风能力。
1.1窗墙比设计
窗墙比主要就是窗户面积和房间立面区域面积的比值，房间立面区域面积就是建筑物高度和开间定位线共同围成的区域。通过窗户，热量传递到室内空间，具体利用空气渗透、太阳辐射和窗材导热等渠道实现。上述渠道和窗户大小之间拥有直接联系，窗户的面积和空调负荷之间呈现出一种线性联系。为了促进窗户能耗的有效降低，各种节能窗户也相继诞生，但是却无法彻底改善因为大开窗所导致的能源浪费问题。经过相关实验发现，大部分人在20%的开窗率下就已经得到基本满足，在窗户敞开程度达到30%的时候，达到心理满足最高程度，在开窗幅度超出30%时，对于满足视觉要求不再具有任何影响。此外人类对于开窗面积最低要求是底板面积的6.15%，开窗率在20%～30%的条件下不会对通风效果产生任何影响。而目前有部分公共建筑的开窗率已经达到70%，不满足节能要求。
1.2外窗方位设计
外窗方位的变化影响建筑内部所接收的太阳辐射热量。结合太阳运行规律来看，在冬季时，南向窗户太阳辐射热量较大，夏季则是西面或是东面的接收热量大。此外因为广东地区夏季以亚热带季风气候为主，在设计窗户方位的过程中也应该尽量按照北向、东南向和南向的方位设计，促进室内形成穿堂风。水平屋顶这一方位的气候变化最为强烈，针对顶层居住环境和能源问题，可以进一步加强保温设计，尽量不要使用水平天窗方法进行设计。在广东地区的公共建筑设计中，为了提高屋顶采光效果，降低水平日照量，可以设计成变化形式的屋顶造型，结合垂直采光设计。结合季风影响和太阳辐射程度，促进房屋外墙面积的不断扩大，正对南方向设置多一点的开窗，对于东西方向的外墙则应该尽量避免开窗设计，朝北方向尽量少设计开窗。这也是当地的建筑外窗设计的理想方位朝向。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2节能理念在公共建筑幕墙设计中的应用
2.1遮阳技术的应用
在公共建筑幕墙节能设计中，合理应用遮阳技术能够有效降低太阳辐射对建筑的影响。在公共建筑幕墙设计中，常见的遮阳类型包括水平遮阳、垂直遮阳以及百叶遮阳等，在具体的设计过程中要充分考虑好建筑外观、用户类型以及幕墙的朝向等因素。以垂直遮阳技术为例，它一般会设置在玻璃前的凸出板位置，能够有效遮挡角度相对较小、从玻璃窗侧斜射进来的阳光，在东北和西北方向的幕墙工程中应用较多。
2.2优化构造设计
公共建筑热量消耗的途径主要有幕墙结构的传热和空气渗透所产生的热能损失两部分，通过优化幕墙构造设计，能有效提高建筑幕墙系统的气密性，强化幕墙的保温效果。提高幕墙系统气密性的设计方法有：①严格控制好密封胶条的材质，常见的如三元乙丙、氯丁橡胶、硅橡胶等胶条。②设计合理的胶条形状、位置以及密封数量，同时把握好胶条的形状和槽口尺寸，以及固定型材的压紧配合尺寸。③选用优质的耐候密封胶，并且科学设计胶口的尺寸。④处理好单元幕墙十字接口部位的封设计。⑤对于幕墙结构中的开启窗，合理设计其型材、尺寸及胶条断面和锁点数量等细节，并且从整体上把握好开启窗的生产加工和后期整窗的组装质量。
2.3优化幕墙采光设计
科学、合理的建筑幕墙采光设计，能够降低室内照明能耗，节约资源。首先，可以选用新型的玻璃材质，同时配合幕墙的遮阳系统来实现遮阳与采光双功能的效果。其次，在具体的遮阳系统设计时，可以根据建筑所在区域气候条件、使用功能和要求的不同，合理地选择临时性遮阳、永久性遮阳、内遮阳和外遮阳等形式。例如，外遮阳相对于内遮阳来讲其遮阳、隔热效果要好，但由于常年暴露在外，对于活动构件的性能要求较高，其成本相对较高。而内遮阳设计则更加美观，成本相对较低。在设计过程中可根据不同的需求情况而定。
2.4智能型幕墙的应用
（1）双层玻璃幕墙。双层玻璃幕墙是公共建筑幕墙设计中常用到的围护结构类型之一，它能有效起到隔音降噪的作用，对于办公环境要求较高的商业建筑有良好效果。同时，这种结构还能够提升室内空气质量和环境的舒适度，尤其是在冬季冷处理和夏季隔热处理方面有明显优势，从而有效提高建筑能源的利用效率。（2）光电幕墙。光电幕墙结构的原理是通过将太阳能转换模板密封在双层钢化玻璃中，从而将太阳能转换为电能，实现对太阳能的高效利用。光电具备有装饰、隔热、发电等多种功能，全面满足了现代化公共建筑幕墙结构对于智能化以及节能环保的需求。在具体的设计过程中，需要综合考虑到模板、电池、导线以及变压器等因素，并且充分利用好幕墙骨料的空腔部分，可以将线路部分隐藏其中，满足建筑外立面的美观需求。另外，光电幕墙可以通过加装光电模板的形式来节约传统建筑材料，提高太阳能的吸收效率，并且避免墙面和屋顶温度过高，降低建筑内部的空调负荷与能耗。
3.结束语
随着我国建筑行业的快速发展以及施工工艺、材料类型的不断更新换代，越来越多的新工艺、新技术出现在城市的公共建筑中，极大地满足了现代化城市建设的需求。这其中，幕墙作为建筑的一种外部围护结构，不仅能提高建筑的整体外观美感，而且能起到良好的节能降耗的效果。为此，在设计过程中应当加强重视和积极推广节能设计理念，为我国建筑行业的可持续发展奠定基础。
参考文献：
[1]张淼.高技术建筑玻璃表皮的生态节能性技术策略研究[D].西南交通大学,2018.
[2]朱立杰.浅析公共建筑外窗幕墙的节能设计[J].智能城市,2018,4(22):80-81.
[3]郑海超.既有公共建筑围护结构绿色改造技术研究[D].山东建筑大学,2017.
[4]余元波，谭洪卫，庄智，等.新型建筑光伏幕墙和外窗自然通风设计[J].建筑节能，2014（10）：28-31.
[5]焦安娟.探讨建筑玻璃幕墙和窗的节能设计[J].科学与财富，2014（7）：347.
论文作者:黄磊
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/2
标签：幕墙论文; 遮阳论文; 建筑论文; 节能论文; 公共建筑论文; 效果论文; 结构论文; 《工程管理前沿》2019年第07期论文;