建筑幕墙门窗节能技术的应用及控制研究

刘昕怡

[甘肃省建筑科学研究院（集团）有限公司，甘肃 兰州 730000 ]

对于建筑幕墙门窗来讲，其属于建筑工程维护结构当中的重要组成内容，其在提升建筑的整体美观性的同时，也具备着热交换以及热传导能力较强的特点，所以建筑幕墙门窗产生的热量损失往往相对较大，属于建筑开展节能降耗工作时需要着重考虑的内容。因此，为提高建筑节能水平，有必要对建筑幕墙门窗节能技术的应用及控制展开深入研究，以此助推我国建筑行业不断向好发展。

1 建筑幕墙概述

建筑幕墙是建筑的一种外墙围护结构，在实际建设过程中这种结构不承重，可以像幕布一般有效地挂上去，从而得名“帷幕墙”，属于现阶段各类大型以及高层建筑工程项目当中较为常用的一种具备良好装饰性的轻质墙体。建筑幕墙大多数都是由面板还有支承结构体系两大内容组成，其本身相对于主体结构来讲，具备着良好的移动能力或者是变形能力[1]。其具备的优点如表1所示。

表1 建筑幕墙主要优势概况表

2 影响建筑幕墙门窗节能效果的主 要因素

2.1 气密性

对于幕墙门窗（如图1）的气密性来讲，主要指的是幕墙门窗拼接完成后自身对气流方面的阻隔能力，其可以对建筑热损失产生直接影响。在实际施工过程中，若是幕墙门窗的拼接工作未能切实依照相关标准和要求开展合理操作，则很容易出现拼接缝隙相对较大的问题，在这种情况下，内外部的气体能够顺利地从缝隙流过，进而出现热量散失问题，其属于建筑物热量散失的一个关键途径。所以在实际开展幕墙门窗拼接工作时，需要做好气密性实验工作，确保尽可能地减少缝隙，从而保证室内热量不会因为缝隙的存在而出现流失问题[2]。

图1 建筑幕墙门窗

2.2 导热系数

从目前来看，室内热量可以在传导率的有效作用下进行传递，从而出现室内温度下降或者是上升现象，往往热传导系数越大，实际热量损失也就越大，那么建筑保温效果也就会越差。对于建筑幕墙门窗来讲，其本身带有一定的热传导性，所以其材质能够对建筑导热系数造成较大的影响。

例如，现阶段大多数幕墙门窗均为玻璃材质，若选用的玻璃质量相对较好，或者是玻璃的应用形式较为合理，便会促使减少热量损失。如中空玻璃便要比普通玻璃有着更好的保温节能效果。

3 建筑幕墙门窗节能技术的应用研究

3.1 断热技术

对于断热技术来讲，一般指的是切断两个部分之间热量的有效传递，此项技术在建筑幕墙门窗当中的应用，主要是借助一些断热材料来达到对建筑内外之间的热量进行高效隔离的目的。在实际应用中，现阶段应用较为广泛的材料大体上包括两种，分别为铝合金材料以及镀锌材料。这两种材料均有着良好的断热效果，而且能够结合幕墙门窗的美观性要求，设计成不同的形状以及颜色。此外相较于传统材料，这两种材料还有良好的耐火性，而且材料价格低廉，能够降低建设成本。

3.2 高性能密封技术

由于幕墙门窗的气密性能够对建筑的节能效果产生直接影响，所以在实际开展幕墙门窗施工时，有必要给予密封技术足够重视。近几年，密封技术发展相对较快，所能够取得的密封效果也越来越好，但对于建筑空气渗透以及热量交换来讲，仍然存在着一定的不足。现阶段的技术手段多数都是在建筑以及幕墙门窗间的相应缝隙当中有效地填充部分特殊的材料，以此来达到传输空气或者是热量的目的。结合现阶段幕墙门窗技术的实际应用情况来看，节能以及密封的效果存在着密切的关联，往往密封技术足够好，才可以切实保证建筑的节能效果。对于高性能密封技术来讲，便是借助提升室内外空气流动方面的独立性，来达到增强建筑保温以及隔热效果的目的，而且较为良好的密封质量，还可以对建筑隔音方面发挥出一定的促进作用。所以现阶段高性能密封技术已经得到了建筑行业的重视，并且开始得到广泛应用。

3.3 玻璃工艺

对于建筑幕墙门窗来讲，玻璃属于最为常见的一种施工材料，也是实现建筑节能的一个重点内容。现阶段，较为常见的节能玻璃一般包括以下几种。

太阳能反射玻璃。对于此种玻璃而言，目前在建筑幕墙门窗当中有着非常高的应用率。因为这种玻璃的镀膜能够对光线产生良好的反射作用，所以其可以有效地反射远红外光。而对于远红外光来讲，其可以促使建筑整体温度不断升高，通过有效反射，则可以保证房屋建筑具备良好的隔热性能，从而提高房屋的舒适性。可以说在炎热的夏季，这种玻璃可以在一定程度上减少室内空调的使用，进而达到节能环保的目的。

低辐射玻璃。对于低辐射玻璃（如图2）来讲，有又可以称之为Low-E玻璃，指的是一种在玻璃表面有效地镀上多层金属或者是一些其他化合物的相应膜系产品，其可以发挥出良好的节能以及保温功能，其也是现阶段较为常见的一种节能玻璃。此类玻璃一般情况下既可以正常的进行透光，保证建筑得到有效的光照，同时又可以有效地阻隔部分热能。也就是说太阳或者是暖通空调产生的热能有一部分可以被这种玻璃切实反射回原来的空间，并不会顺利通过玻璃进行传递。所以这种玻璃在夏季能够隔热，在冬季能够保温，可以取得良好节能效果。

图2 低辐射玻璃

中空玻璃。对于中空玻璃来讲，其主要指的是由2层或者是多层平板玻璃构成，借助高强度以及高气密性的相应复合粘结剂，有效地将玻璃片和内部带有干燥剂的相应铝合金框架进行粘结，从而制成的一种高效能隔音以及隔热玻璃。现阶段，此种玻璃在建筑工程当中有着极为广泛的应用，可以说是幕墙门窗达到节能保温效果的一个最佳选择。为提高幕墙门窗的节能效果，在实际设计双层中空玻璃时，对于最外层的玻璃，设计人员可以将其设置为遮阳、吸热以及热反射等玻璃，对于最内层的玻璃，则可以选用低辐射等玻璃。这样不但可以保证建筑物的美观性，而且能够促使幕墙门窗的节能保温性能得到大幅度提升。

3.4 五金件配备

对于幕墙门窗来讲，其在安装过程中离不开五金配件。现阶段，应用较为广泛的大多数都是多锁点五金配件，其可以配合幕墙门窗在较大程度上提升其气密性以及保温性，从而促使建筑整体获取到较为良好的节能效果。

3.5 合理设计门窗

首先，控制好门窗设计比例。对于门窗的设计比例来讲，其可以对建筑散热性能产生直接影响。其次，门窗样式设计。对于门窗的样式来讲，不但能够影响建筑的整体美观性，同时也可以对建筑的节能效果产生影响。最后，门窗开启形式设计。结合实践经验来看，固定窗以及平开窗往往比推拉窗有着较为良好的节能效果，同时推拉窗一般都是借助下滑轨道来达到开启的目的，这个操作过程中比较容易快速地形成冷热空气对流，从而导致建筑出现相对较大的能源损耗。

4 建筑幕墙门窗的节能控制措施研究

4.1 做好幕墙门窗朝向以及窗墙比控制工作

在实际开展建筑幕墙门窗设计工作时，设计人员应该对建筑物的性质、具体功能以及建筑所在地区的气候环境条件等做出充分考虑，同时还需要对窗墙比进行合理有效的控制，现阶段对于窗墙比通常需要控制在0.3左右。对于向北来讲其采光最差，尤其是冬季几乎无法汲取热量，所以现阶段在设计中少有采用。综上，在实际开展幕墙门窗设计工作时，对于朝向的设计应该结合业主的要求进行合理选用，若无要求建议朝南，这样能够达到最佳的节能效果。

4.2 做好遮阳设施的设计工作

对于现阶段的幕墙门窗来讲，其在实际应用过程中，仅能发挥出一定的节能保温作用，需要借助一些辅助遮阳设施来有效地减少幕墙门窗玻璃的实际受日照面积，在一定程度上减少空调、风扇等的使用频率，进而达到节省电能的目的。现阶段较为常见的遮阳方式主要包括：水平遮阳、垂直遮阳以及格栅式遮阳还有挡板式遮阳等等，需要结合建筑工程项目的具体类型、实际所处地区、具体朝向还有特定用途等开展合理有效的选用工作。另外，现阶段在幕墙门窗方面应用较为广泛的遮阳措施一般主要为内外卷帘还有百叶窗等。

4.3 做好保温工作

因为在一些寒冷地区建筑当中的热量比较容易流失，而这些热量的流失能够进一步增加建筑供热负担，所以对于寒冷地区的建筑幕墙门窗来讲，应该注意做好保温工作，尽可能地防止热量流失。例如，设计人员可以在框架材料当中有效地添加保温材料，这样能够在较大程度上提升幕墙门窗的保温效果，从而达到节能降耗的目的。

4.4 合理运用幕墙节能技术

首先，加大对光电幕墙的运用力度。对于光电幕墙来讲，其主要是借助光电电池来对太阳能进行收集和利用，基本原理是将一系列并联的相应光电电池组合理有效地列置在建筑幕墙的双层玻璃之间，然后借助导电树脂来将电池组以及玻璃进行有效粘合，从而形成一个光电板。这个光电板的背面需要利用导线合理地连接线盒，这样便能够将光能有效地转变为电能进行利用，进而取得良好的节能效果。

其次，双层幕墙。对于双层幕墙而言，其构成上大体可以分为内外两层幕墙、遮阳系统以及通风设备等。其可以利用通风设备来达到内外层幕墙两者之间空气缓冲的目的，与此同时再配合遮阳系统便可以构成一个较为完整的具备良好保温绝热功能、通风换气功能以及隔音除噪功能的优质节能型还有环保型建筑幕墙。

5 结语

近几年，随着人们环保意识的不断增强，对各类建筑的节能环保性能提出了越来越高的要求。建筑幕墙门窗在提升建筑整体节能效果上可以发挥出重要作用，所以设计人员应该注重结合多种因素，合理地选用相应的节能技术以及节能控制措施，以此提高建筑幕墙门窗的节能水平，从而推动建筑行业实现健康长远的发展。