关键词：建筑玻璃幕墙；节能设计
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。尽管建筑玻璃幕墙能为人们提供较好采光，但在采暖和制冷等方面的耗能非常高。因此，建筑玻璃幕墙成为建筑耗能的一非常薄弱的环节，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。本文就建筑玻璃幕墙的节能设计进行探析，以期为读者提供参考。
一、节能型玻璃幕墙的设计原则
1.1适用性
建筑采用玻璃幕墙除了达到美化外立面的目的外，还必须注重幕墙的适用性。在建筑设计中应紧密结合建筑具体的功能、朝向、内部结构及外部环境等各类要素，以保证建筑内部的舒适度。
1.2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。
1.3集约化
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。
二、选择新型节能玻璃材料
玻璃幕墙常用的新型节能玻璃有：吸热玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃等。
吸热玻璃是一种能吸收太阳辐射的平板玻璃，包括本体着色和表面镀膜两类：本体着色吸热玻璃是在无色透明平板玻璃中加入特殊着色剂，采用浮法、垂直引上法、平拉法等工艺生产；表面镀膜吸热玻璃是在玻璃表面喷镀吸热的氧化物薄膜形成的吸热玻璃。吸热玻璃能把太阳能吸收转化为热能，然后通过导热、对流和辐射的形式把热能散发出去，减少进入室内的太阳能，降低空调制冷费用。
镀膜玻璃分为热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃两种。热反射镀膜玻璃是在玻璃表面镀上金属、非金属及氧化物薄膜，使其对太阳光具有一定的反射作用，将太阳能反射回大气中，阻挡太阳能进入室内。热反射镀膜玻璃有良好的控光性和隔热性，对太阳辐射熟反射率可达30%，有效减少进入室内的热量，节约能耗。
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中空玻璃是将普通浮法玻璃、钢化玻璃、镀膜玻璃等两层或多层平板玻璃隔开，并用密封胶密封，内部充人干燥空气、惰性气体等。由于空气的导热系数仅是玻璃的1/27，层内气体不产生对流，因此中空玻璃有较好节能效果。中空玻璃大幅提高玻璃幕墙的隔声和保温隔热性能，具有很好的防结露性能。
真空玻璃用适当分布的微粒支柱做间隔，间隙层只有0.1mm～0.2mm，空腔内抽成真空，真空度达到0.1帕以上，总厚度最薄只有6mm左右。真空玻璃具有比中空玻璃更好的保温隔热性能，其保温性能是中空玻璃的2倍，是单片普通浮法玻璃的4倍。由于真空玻璃热阻较高，因此真空玻璃具有很好的防结露性能，不会出现普通中空玻璃经常出现的“内结露”现象。
三、单层玻璃幕墙节能设计
3.1建筑方位设计
在建筑玻璃幕墙节能设计中，对建筑方位设计也非常重要。在设计时，要使建筑能同时满足采光、通风及遮阳等各种要求。在我国大部分地区，其建筑朝向都是采用坐北朝南的朝向。但在确定朝向时，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。在应用玻璃幕墙时，能保证室内外温差不会过大。
3.2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，从而减少对空调消耗；在冬季，能大大降低热交换量，减少因玻璃的热量损失。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。
3.3材料选择
利用单片吸热玻璃或者是Low-E玻璃等，可获得较好的节能效果，但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。
3.4遮阳节能技术
现阶段，室内遮阳常用的材料即为窗帘，但其遮阳效果则主要由窗帘的遮阳一面材料性质所决定。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，因此选择新型遮阳材料极其重要。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，把所吸收的紫外线转变为热能。
四、双层玻璃幕墙节能设计
4.1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，空气便会由下向上流动，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，能将双层玻璃幕墙的外层通风口予以关闭，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，又能大大降低空调取暖费用的消耗。
4.2强化通风或降温
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，这样做的主要目的是减少夏季热风向室内的倒灌。但此种节能设计所消耗的造价非常高，甚至会降低玻璃幕墙的保温性能。
4.3热缓冲区的设置
热传冲区指的是玻璃幕墙与室内设置的空间，如在设计过程中，常会设置外包阳台。此种设计的节能原理是和双层玻璃幕墙大致相同，但空间偏大，因此，为将通风问题处理的更得当，就要把热量进行合理的分流，这样可以获得良好的降温功效，又能大大减少空调能耗。
结束语：
玻璃幕墙不仅要满足建筑美学和建筑功能的要求，更应体现出“舒适与自然”、“环保与节能”的设计精髓，因此要加强对玻璃幕墙的节能设计研究，达到充分利用太阳能、自然通风换气，降低空调能耗，减少风及恶劣气候的影响，营造舒适温馨的生活和工作环境。
参考文献
[1]田丽华.浅谈玻璃幕墙设计的一般原则[J].科技情报开发与经济，2011，21（21）：205-207.
[2]史忠海.对建筑玻璃幕墙节能降耗的探讨[J].建材发展导向，2011，9（5）：92-93.
论文作者:王兴波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/9
标签：玻璃幕墙论文; 玻璃论文; 建筑论文; 节能论文; 中空玻璃论文; 遮阳论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;