建筑玻璃幕墙的节能技术应用论文_周炽棠

建筑玻璃幕墙的节能技术应用论文_周炽棠

广东创高幕墙门窗工程有限公司 广东佛山

摘要:随着建筑行业的快速发展,当前对建筑的要求已经不局限在安全性、适用性和耐久性等基本要求的满足,而是向着多样化、节能、环保、美观的方向发展,建筑幕墙的出现大大增加了建筑物的美感,常用的新型建筑幕墙有石材幕墙、金属板幕墙、玻璃幕墙等,其中玻璃幕墙由于美观、良好的通透性和艺术性而在现代建筑中被广泛采用,然而普通玻璃幕墙的热工性能较差,因此受太阳辐射影响白天室内的温度很高,而晚上室内的热量又容易通过玻璃与外界环境发生热交换,从而较快的散失,大大增加了建筑物内部空调的运行成本,因此必须发展更为先进的玻璃幕墙技术,以满足节能要求。

关键词:建筑工程;玻璃幕墙;施工技术

幕墙是一种悬挂在建筑物结构框架前面的外墙围护构件,它的自重和所受风荷载通过锚接点传至建筑物结构框架上。幕墙构件之间的接缝和连接用现代建筑技术手法处理,使幕墙形成连续的墙面。而玻璃幕墙以其外观简洁、通透、富有现代感,甚至是企业实力和形象的象征,加之人们的审美倾向受现代主义风格的影响,使当今玻璃幕墙在高层办公写字楼商务酒店建筑中的风靡程度有增无减,几乎是世界各大城市高层建筑立面的一致选择。玻璃幕墙可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋、混凝土使用量,对于减少高耗能建材使用所达到的节约能源、资源有很大的帮助;但玻璃幕墙作为建筑外围护结构,其保温、隔热性能均远不及传统墙体,是传统墙体热损失的5-6倍。幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右,故幕墙节能在我国公共建筑设计节能中有极其重要的地位。

1.玻璃幕墙对建筑节能的影响

在炎热的夏季,玻璃幕墙作为建筑的热交换热传导最活跃最敏感的部位,其隔热性能远不及传统墙体。据有关资料研究表明,玻璃幕墙的能耗几乎可以占到整个建筑能耗的一半左右,其单位面积玻璃幕墙能耗是几乎是传统墙体能耗的六到七倍。在炎热的夏天,通过外玻璃幕墙带来的太阳辐射热需要很大的单位建筑面积冷负荷,因此需要制冷和空调设备运行耗电很高。因此,对夏热冬暖地区既有建筑玻璃幕墙进行节能改造以及新建建筑幕墙建筑的幕墙施工指导具有极其重要的意义。建筑的节能与环保是全世界建筑行业面临的共同问题,玻璃幕墙在建筑的外侧构造上有着主导性的作用,是建筑进行热量交换以及热量传递的非常敏感的位置。一般的情况下,传统的建筑墙体损失的热量非常大,在建筑中的能量消耗也是非常大,但是玻璃幕墙的出现却使这种局面更加严重,所以它在对热量的节能方面有着非常重大得意义。作为建筑外围护系统的主要形式,从玻璃幕墙入手进行节能改造,可以完成玻璃幕墙建筑物65%以上的节能任务。目前玻璃幕墙建筑主要从材料学和结构学领域入手进行建筑幕墙节能改造,如中空玻璃特别是Low-E中空玻璃技术,可以把玻璃传热系数降低到普通单片玻璃传热系数的三分之一以下。

2.建筑玻璃幕墙节能的重要技术分析

2.1玻璃幕墙材质的选择

对玻璃的选择就是是如何获得合适有效的玻璃面板。第一,要使玻璃的采光、传热和遮阳系数得到满足,较小的系数,冬季保温好,夏季也会使空调的能耗减少。前者可以选取多层玻璃,并在空气层注入一点的惰性气体用来保温;后者可以选取有色玻璃、镀膜玻璃等等,来让散热性提高。设计把这两方面原因考虑在内,便能够做出合理的玻璃面板。在玻璃面板方面也要考虑玻璃的遮阳结果,可以通过改变遮阳系数来完成,这也是一种关键的立面式的手法。双层玻璃遮阳体系、内、外置遮阳体系是遮阳系统的3大方式。当中德国柏林的GSW大楼就是以双层遮阳体系为主。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆外层是钢化透明玻璃8mm,内层则是使用中空玻璃,并在外内层距离900mm的空中应用橙、粉、红等色彩的具备悬挂折叠作用的穿孔铝板。

2.2双层玻璃幕墙

这种玻璃幕墙还有很多的名称,比如热通道幕墙或者是呼吸式以及通风式幕墙,从上述这些名称中我们可以充分的了解到这种玻璃幕墙的优势,即:通风散热具有热通道的功能。所谓双层玻璃墙不言而喻,其是由内、外两层构成,在这两层之间存有一定的空隙,用来设置换气通风层,最突出的优势就是其外层幕墙设计了出风以及进风两个出人口,进而使得通风层开合自如,这是双层玻璃幕墙能够实现节能的关键,有些双层玻璃幕墙内外层之间不仅仅设计了换气通风层,还设计了百叶,这种设计在做到节能的同时,还能够对自然光进行有效的调节,以使人们生活得更加舒适。其主要的节能原理为:内外层玻璃之间有大量的空气存在,所以缓冲作用比较明显,达到了节能保温的效果。这种玻璃幕墙如果根据通风层结构来划分来可以将其划分为两种不同的循环体系,这两种体系的差别在于,一个是敞开式,另一个是封闭式;一个是外循环,另一个是内循环。封闭内循环是一个体系,敞开外循环是另一个体系。前者要求建筑外墙采取封闭式处理的方法,处理时采用两种材料,一种是中空玻璃,另一种是断热材料,内层可以设计为开启玻璃,也可以设计为单层玻璃,这两层之间的换气层通常在10cm~20cm之间。换气通风层并不是单独的一个体系,其与建筑的整个通风系统相关联,进而实现空气循环,最终使得内部玻璃幕墙的温度始终保持与室内的温度相当,这是封闭式内循环体系的玻璃幕墙能够真正的实现节能的主要原因。

2.3真空玻璃幕墙节能技术

真空玻璃幕墙是近年来发展起来的节能型玻璃幕墙,真空玻璃幕墙节能技术的核心在于使用隔热性优良的真空玻璃来替代传统玻璃作为玻璃幕墙施工的材料,其中真空玻璃与中空玻璃有很多相似之处,如二者都是将两块平板玻璃相互叠加,并使两块玻璃中间形成一个封闭的腔体而成,但中空玻璃两层之间是空气层,并且两块玻璃均为普通玻璃,而真空玻璃是通过将腔体中的空气抽走使之形成一个真空的环境,其中两块玻璃中至少要有一块使用Low-E玻璃(即低辐射玻璃),由于两层玻璃之间无传热介质存在,而使其具有比中空玻璃更好的隔热性能,同时由于使用了低辐射玻璃使其具有较好的抗热辐射性能。在实际工程中,将这样经过特殊组合处理过的真空玻璃作为玻璃幕墙的主体结构,可通过Low-E玻璃的低辐射性有效降低玻璃的辐射传热,同时由于真空层内无任何传热介质,可有效降低玻璃的对流传热和传导传热,综合以上两点可使玻璃幕墙达到隔热和抗太阳光辐射的目的。真空玻璃幕墙相对于传统节能型玻璃幕墙来说其隔热和抗太阳光辐射效果更好,而相对于双层玻璃幕墙来说由于不需要任何通风设施,因此运行成本更低,更便于施工。

结论

在建筑领域的发展当中,随着建筑施工技术的不断发展,新的建筑层出不穷。其中,建筑幕墙作为一种建筑物的外部围护结构,对于建筑物的外观效果有着良好的提升作用。而在建筑幕墙的设计当中,为了实现良好的绿色可持续发展,应当将节能技术应用其中,并且通过对节能材料的选择和应用,实现建筑幕墙良好的节能性。

参考文献

[1]展望.建筑玻璃幕墙的节能技术及应用分析[J].门窗,2014,12:22.

[2]上官安星.玻璃节能技术在建筑设计中的研究及应用[D].天津大学,2009.

[3]曹美生.建筑玻璃幕墙的节能技术应用[J].中华建设,2014,02:146-147.

论文作者:周炽棠

论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期

论文发表时间:2017/10/16

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