对建筑玻璃幕墙的节能技术与应用问题探讨

2011-12-31马淑芬

中国新技术新产品 2011年23期

马淑芬

（秦皇岛经济技术开发区建设规划管理局，河北秦皇岛 066004）

1 玻璃幕墙的分类与物理性能

玻璃幕墙是一种建筑物外围护结构，是悬挂于主体结构上而相对主体可活动的完整的结构体系，它具有自身平面内的变形能力和相对于主体结构有相当的位移能力。

其中玻璃幕墙按立面装饰形式分类，可以分成明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙、全玻璃幕墙。明框玻璃幕墙是最传统的形式，隐框玻璃幕墙板块与金属框之间完全靠结构胶黏结，结构胶要承受板块的自重、风荷载和地震作用力及温度变化的影响。半隐框幕墙分为立柱外露、横梁隐藏的竖显横隐幕墙；横梁外露、立柱隐藏的竖隐横显幕墙。全玻璃幕墙不采用金属框架，而采用玻璃肋或点式钢爪作为支承体系的一种全透明、全视野的玻璃幕墙。它包括玻璃肋粘接全玻璃幕墙、点式连接全玻璃幕墙和拉索式全玻璃幕墙等。

玻璃幕墙物理性能包括：抗风压性能、水密性能、气密性能、热工性能、空气声隔声性能、平面内变形性能和抗震要求、耐撞击性能。其中幕墙抗风压变形性能、水密性能、气密性能的试验称为幕墙三性试验，按照《建筑幕墙》(GB/T21086-2007)的要求，在交收检验时，必须进行幕墙三性试验，把幕墙工程中可能存在的问题在试验阶段就暴露出来，试验必须在由国家认可的检测机构进行。

2 建筑玻璃幕墙节能的关键技术

现阶段提高玻璃的节能保温性能的主要措施有采用镀膜玻璃、Low-E玻璃、双层中空玻璃等玻璃处理技术。

2.1 采用镀膜玻璃技术

镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，减少热交换.从而起到隔热作用。镀膜玻璃按产品的不同特性，可分为以下几类：热反射玻璃、低辐射玻璃、导电膜玻璃等。热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富的色彩，对于可见光有适当的透射率.对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高吸收率，因此，也称为阳光控制玻璃，主要用于建筑和玻璃幕墙：低辐射玻璃是在玻璃表面镀由多层银、铜或锡等金属或其化合物组成的薄膜系，产品对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的反射率，具有良好的隔热性能，由于膜层强度较差，一般都制成中空玻璃使用：导电膜玻璃是在玻璃表面涂敷氧化铟锡等导电薄膜。

上述不同的镀膜玻璃有各自的特性，我们在设计玻璃幕墙时可根据需要采用不同的镀膜玻璃。

2.2 采用Low-E玻璃处理技术

Low-E玻璃也属于镀膜玻璃的一种，用Low-E玻璃制造建筑物门窗，可大大降低因辐射而造成的室内热能向室外的传递，达到理想的节能效果。Low-E玻璃对太阳光中可见光有高的透射比，而反射比则很低，这使其与传统的镀膜玻璃相比，光学性能大为改观。从室外观看，外观更透明、清晰，即保证了建筑物良好的采光，又避免了以往大面积玻璃幕墙、中空玻璃门窗光反射所造成的光污染现象，营造出更为柔和、舒适的光环境。Low-E玻璃是我国大力推广并应用的镀膜玻璃。

2.3 采用双层中空玻璃处理技术

双层中空玻璃指用两块玻璃相隔，中间形成一独立空间，可在此独立空间中充人惰性气体，从而减少热交换，起到保温隔热作用。或不充人惰性气体，让空气自由流动进行通风，双层玻璃相对于单层玻璃同时又具有较好的热绝缘性能。既能自由通风又能起到较好的保温隔热作用。

双层中空玻璃幕墙一般外层幕墙采用透过率大的单层透明玻璃幕墙，如点式幕墙等，内层一般为中空玻璃幕墙。在两层幕墙中间留有一定宽度的空气通道，在通道的上下两端有进风和排风设施，进行空气交换。

3 建筑玻璃幕墙工程实践中应注意的节能问题

3.1 选择适当的建筑方位

建筑方位的选择是建筑外墙节能的要素之一。建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒，建筑物的朝向应朝南北方向配置。坐北朝南的的朝向是我国许多建筑的合理朝向，但朝向的选择是因地域气候、周围环境、建筑需求而改变的，不可一概而论。在城市房屋建筑设计中，建筑方位的选择往往由于城市布局规划等原因不能按最佳朝向，但可以通过调整建筑布局来获得相对合理的方位。

3.2 提高幕墙及窗的气密性，减少室内外空气对流传热

开启窗部位是玻璃幕墙中保温隔热的薄弱环节。由空气渗透性能检测数据可知，在同压力差下，可开启部位的空气渗透量远大干固定部位空气渗透量。因此，开启窗部位开启角度不宜大干30°，开启距离不宜大干300mm，同时要注意在立面分格设计中开启窗设置数量不宜过多、面积不宜过大。在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量提高幕墙及窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的窗材料。扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等；窗扇四周玻璃外侧与固定板块之间增设橡胶密封条，起到隔热保温作用。

3.3 采用百叶、格栅等遮阳设施，减少太阳辐射得热

在玻璃幕墙上设置遮阳系统，可以最大限度减少阳光的直接照射，使室外的热量进不到室内，避免室内过热，从而降低空调的耗能，是炎热地区建筑防热的主要措施之一。同时，遮阳构件可作为建筑的一种装饰特征，营造出丰富多彩的形体。在建筑设计中要求，当室外气温大于29℃、太阳辐射强度大于240w/m2、阳光照射室内时间超过一小时、阳光照射室内深度达0.5m等情况下，就要采用遮阳措施。

3.4 采用双层玻璃幕墙应注意的问题

双层玻璃幕墙是由内外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间形成一个通道，同时在外层幕墙设置进风口和出风口。为了使立面通透、视野开阔，内层幕墙一般可采用悬窗结构形式，还有一种方法是设置通风器，通风器可安装在幕墙的顶部，使得控制方便，通风换气更自然、柔和、使人更加舒适。与传统玻璃幕墙相比，双层玻璃幕墙的夹层设计，不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能，更为重要的是，为遮阳构件提供一个栖身之地，使之既能有效遮阳，又不破坏建筑外观。

3.5 采用光电玻璃幕墙应注意的问题

光电玻璃由低铁玻璃、太阳能光电模块、背面玻璃、特殊金属导线、EVA胶等组成，是一种新颖的建筑用高科技玻璃产品。光电玻璃最大的功能是利用太阳光产生电能，实现建筑物的多功能化、高科技化。它应用在玻璃幕墙和玻璃天棚上具有现代感，是玻璃幕墙技术发展的又一个新的趋势和潮流。把光电玻璃应用于玻璃幕墙和玻璃天棚，可以起到安全、遮阳、隔热、隔音、节能、环保、降低光污染、产生电能、创造效益的作用。最重要的是光电能源取之不尽、用之不竭，清洁无污染，可解决人类能源短缺的困扰。