探析建筑幕墙设计中节能技术应用

陈鹏

深圳市三鑫幕墙工程有限公司 广东深圳 518054

摘要：随着国民经济的发展和人民生活水平的提赢，对建筑幕墙的质量使用功能和装饰效果要求会更高，研究开发新型节能幕墙是今后的主攻方向。当前要以政策为指导，以市场为导向，以技术为依托，协调发展、完善多层多品种节能幕墙，满足当前建筑市场的需要。同时要有超前的意识，吸收国外先进技术，研究开发适合我国未来建筑市场所需的新型节能幕墙。幕墙设计作为建筑设计的重要环节，不仅对建筑物的整体美观有重要影响，对建筑节能也有重要的作用。本文分析了建筑幕墙设计中节能技术应用，以促进我国建筑节能的发展。

关键词：建筑幕墙设计；节能技术

一、建筑幕墙的建筑设计

幕墙也被我们称之为悬吊挂墙，主要是指建筑主体结构外侧位置悬挂的轻质围墙，一般是由板材及金属结构构成，具有一定位移的能力，属于不承担主体结构荷载的一种外围护结构。我们生活中常见的幕墙多是由面板及其后面的支承结构构成。这类墙体具备质量轻、保温、防火、防水、隔音、隔热等要求，因此，近年来各国也在不断地对其进行研究，节能就是研究的一个重要领域，而且目前在这方面已经出现了比较大的突破，为低碳节能环保的经济趋势注入了新的活力。

具体来说，幕墙节能具有以下要求：能够降低溫差传热的热负荷损失；能够提升幕墙气密性；能够降低太阳辐射；而幕墙的节能方法则主要包括：玻璃节能法、铝合金断热型材节能法、双层结构体系节能法以及遮阳体系节能法等。

（一）建筑幕墙的选型

建筑幕墙的选型是建筑设计的内容。建筑设计师不仅要考虑立面的新颖、美观，而且要根据建筑的功能，造价及所具备的施工技术条件进行造型设计。当前用得比较普遍的是框架式建筑幕墙及单元、半单元式建筑幕墙，其形式又分为明框幕墙、半隐幕墙、全隐幕墙。

（二）建筑幕墙的性能要求

对幕墙性能的要求，在很大程度上就决定了幕墙的质量。在选择幕墙风压变形性能和幕墙雨水渗漏性能等级时，必须考虑建筑物的抗震等级；选择幕墙的保温性能等级须考虑当地气温高低；幕墙的空气渗透性能等级要考虑建筑物自身的特点，如建筑造价，功能要求，重要性等等。

（三）建筑幕墙设计的安全要求

幕墙设计必须符合防火规范的要求，特别注意当原建筑设计中无窗下墙时，楼层应设实体墙，窗间墙与幕墙应填充不燃材料，幕墙节点中填充材料也应选用岩棉等不燃材料。幕墙设计还应满足防雷要求，形成幕墙自下而上的防雷体系，并与主体结构防雷体系可靠连接，其中：①第一类防雷建筑，避雷网网格尺寸<5m×5m（<6m×4m）；第二类防雷建筑，避雷网网格尺寸<10m×10m（<12m×8m）；第三类防雷建筑，避雷网网格尺寸<20m×20m（<24m×16m）。②避雷片与铝型材用螺钉进行连接，使幕墙自身防雷体系与主体结构的防雷体系通过焊接方式可靠连接形成闭合回路。③避雷片应表面镀锡，其与铝型材连接需在空气干燥情况下，将铝型材去氧化膜快速坚固，然后在避雷片与铝型材接缝四周刷绝缘漆，避雷钢筋应表面镀锌。为确保安全，幕墙设计时还应采取防止玻璃破碎坠落，如玻璃屋顶应采用夹丝、夹片玻璃或设安全网，出入口设雨罩。

二、节能理念在现代幕墙设计中的应用探析

在现代幕墙设计中，双层幕墙逐渐成为节能的重要方法。双层幕墙指的是在一个单层幕墙上，增加了一个双层幕墙，在这两个幕墙中间会形成一个空间，在空间上下断处安装进风设施和排风设施，从而形成了热通道，因而也可称之为热通道幕墙。通过夹层设计，双层幕墙的保温性能大大提高，还兼具遮阳构建，因而不仅能够遮阳，还保护了建筑物的美观。在双层幕墙的发展基础上，双层通风幕墙也逐步发展起来，可以分为敞开式外循环和封闭式内循环的双层通风幕墙。前者在外层的幕墙内，安装了进风口及出风口，节能的效果非常好；后者在

内层幕墙内，安装了进风口及出风口，以电机来强制抽风，空气的流通完全依靠内循环来完成，节能的效果比前者稍逊一筹。

图1 双层幕墙节点图

（一）保温隔热材料的选择

1.增加隔热型材的采用，降低型材的k 值，措施为：增加隔热条的长度，隔热条之间的空隙注入隔热材料，在热工分析的等温线上增加胶条，增多封闭腔体，减少气体流通传热，提高气密水密性等。在设计中，应考虑到老化、潮湿等对材料性能的不利影响。保温隔热材料在幕墙节点处紧密拼接。

2.玻璃一般采用中空单层Low-E 玻璃、双银Low-E，三银Low-E 等配置，Low-E 玻璃由于镀覆的膜很薄，它对短波辐射是基木透明的，使紫外线和可见光基本通过，而对长波红外线辐射是不透明的。在冬季，能保持室内热能，使其难以向外散发，在夏季，将室外高温散发出的大量热辐射反射回去，使其难以进入室内，做到“冬暖夏凉”。近年来，在中空玻璃领域，暖边技术也不断发展起来，热量在通过玻璃板的方式一般为辐射和导热，中空玻璃的隔热能力主要是因为空气层。在空气层中，填充惰性气体能够有效降低玻璃的热阻。同时，三层玻璃双中空配置，能够实现自然对流，在气温较高时，窗户温度低于室内温度。紧挨窗户的气体迅速冷却，温度下降。在气温较低时，玻璃温热能减少自然对流，从而形成较大程度的热舒适，能有效降低K 值。

3.金属板、石材幕墙后有建筑墙体，k 值容易实现0.35 ～ 0.45。降低k 值的一般措施是增加保温层厚度。

（二）幕墙遮阳系统设计

增加玻璃的遮阳系数sc 的控制。不同的窗墙比不同的遮阳系数，选用遮阳系数低的玻璃。在幕墙这样设计中，可以采取以下方法：水平遮阳、垂直遮阳、格栅式遮阳、挡板式遮阳四种。

1.水平遮阳是常见的遮阳方式，能够遮挡住从窗户上方、高度角大的方向投射来的阳光。水平遮阳一般分布在南向或接近南向窗口的地方才能形成理想阴影区。同时，水平遮阳设计中，在位置和宽度上应遮挡住夏季的阳光，也要让冬天的阳光进入到室内。

2.在垂直遮阳设计中，由于太阳方向角对遮阳效果有很大的影响，因此，垂直遮阳在高度角较低时的遮阳效果较好，但对于窗口正上方的阳光，或者是日出日落时候的阳光，垂直遮阳的效果并不理想。从这里可以得知，垂直遮阳的方法只适用于西北、东北地区，最南面建筑不适用。

3.格栅式遮阳是水平遮阳、垂直遮阳的结合，能够包括两种遮阳方式的有点，能够对各个朝向、高度角的阳光都能进行有效阻隔，且进入室内的光线也比较均匀，非常实用与西南向、东南向范围内方位遮阳。

4.挡板式遮阳能够阻挡高度角小的阳光，主要适用于阳光比较强烈的