几种环保节能玻璃幕墙技术研究

　　摘要：近年来，随着幕墙在建筑中的不断应用，人们环保意识的不断进步，社会对环保和节能的呼声越来越高，人们对于幕墙的绿色环保和节能也提出了新的要求。目前在各种建筑中，绿色环保幕墙的应用也越来越多，本文就玻璃幕墙的几种环保措施做一定的分析研究。

　　关键词：环保,节能,幕墙

　　引言：近三四十年来，建筑节能成为世界性潮流，绿色建筑概念大行其道。绿色建筑使用绿色建材和绿色能源，在制造、使用过程中造成的地球环境负荷最小，有利于人类健康。作为现代建筑的象征，玻璃幕墙在世界范围内得到了越来越广泛的应用。而包括幕墙、门窗在内的建筑外围护结构综合考虑占建筑能耗的75%以上。所以，玻璃幕墙的节能和环保问题显得极为重要。

　　一、玻璃幕墙的功能

　　一般来讲，作为建筑物的一种外围护结构，幕墙的功能要求主要有以下几个方面：

　　1.满足结构强度及安全性要求;2.控制热量传递;3.控制空气交换;4.控制日光照射;5.控制凝结水汽;6.控制雨水渗透;7.控制噪声;8.控制火灾;9.建筑美学功能;10.满足经济性要求。

　　幕墙的以上各个功能之间既相互独立，又相互联系，如对热量传递的控制会涉及到对空气交换(空气渗透性能)和日光照射(太阳辐射得热)的控制，而对空气交换的控制主要注重室内环境的换气，通风要求，对日光照射的控制注重解决自然采光、视野通透、消除眩光等问题。它们既相辅相成，又彼此矛盾甚至冲突。只有经过对具体使用环境、影响因素的系统分析，对各功能要求进行仔细的平衡、折衷，才有可能设计出最为适用的幕墙产品。每一个成功的幕墙工程从根本上讲都是综合折衷的产物。幕墙节能、环保性能的提高，主要是通过改善幕墙的热量传递、空气交换、日光照射、噪声控制等功能来实现的。在确保幕墙结构的安全性以及其他物理性功能要求的同时，大力改善上述功能，可以为人们提供更舒适、更经济的居住环境。

　　二、目前在建筑幕墙的设计和应用方面采用的一些节能环保措施

　　1、中空玻璃，特别是LOW-E中空玻璃技术

　　普通白玻璃6mm，k值约为5w/㎡k; 5+6+5的普通中空玻璃，K值约2.6~3.5 w/㎡k;如果使用LOW-E中空玻璃并充氩气，K值可达1.6~1.8 w/㎡k。LOW-E中空玻璃节能环保效果明显，冬季可有效地阻止室内暖气的热辐射向外泄漏;夏季可防止外面的热辐射进入室内。目前全世界Low-E 玻璃的年均用量已达到1.2亿m3。

　　2、光电暮墙

　　光电幕墙，即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上，镶嵌于两片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能.这就是--太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术，把太阳光转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动，从而产生电压，这称为光电效应。其工作原理为：

　　设计光电幕墙需考虑电池、模板、导线和变压器各个因素，各电池组成模板，各模板组成小分格，并通过导线连接，所有导线又组成一个PV变压器。一个PV变压器是一个封闭的幕墙部分，每套光电设备可由一个或多个变压器组成。每套光电设备都先产生直流电，再由直流电转变成交流电，并由电压网传输，逆整流器再将230/400伏的电压转变成频率通常为50赫兹的电能。 晶体电池通过导线相互连通，并被接在大表面的模板上，这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中，导线可接在模板背面或玻璃边缘。作为模板一个组成部分的非晶体是一个完整的平面，相互连通，被嵌入两块玻璃和透明度高的树脂中。所有模板都可作为幕墙的建筑材料使用，这些模板极为坚固，电绝缘性好，符合二级安全标准。采取这些措施后，即使发生失误，在可触摸部位也不会出现危险的电压。光电模板具备抵御外界环境侵扰的能力，或在臭氧，或在酸雨，或在零下50至90℃的环境中，光电模板仍可使用几十年，而且是极为美观的造型材料。

　　3、双层节能幕墙

　　双层节能玻璃幕墙主要分为内循环和外循环体系，有其共同点和不同点，共同特点都是在双层玻璃之间形成温室效应，并将其温室的夏季的过热空气排除室外，冬季把太阳热能有挂制排入室内，使冬夏二季节约大量能源。在夏季为防紫外线和强热辐射要遮阳帘办法是必要的。

　　3.1内循环双层玻璃幕墙结构主要特点

　　(1)其结构设计可采用框架断热或单元断热形式

　　(2)一般外层玻璃选用中空钢化，内层玻璃选择单片钢化

　　(3)采用强制措施，电控管道系统，把夏季的白天将双层封闭热通道大部分热空气排除室外。冬季将温室效应蓄热通过打开内侧开启扇窗或开启门把热空气排向室内，达到节能效果。

　　(4)其内外层之间的空腔厚度设计为：一般150-200mm之内

　　(5)需要增设自然空气进入室内的窗扇通道

　　(6)便于清洗双层玻璃之间的灰尘

　　(7)使用材料较少，因此成本较低

　　(8)但需用电力驱动抽风，它比外循环结构节能率低

　　3.2外循环双层玻璃幕墙结构主要特点

　　(1)其结构设计可采用外层框架、单元或点式驳接等几种结构形式，内层框架断热或单元中空玻璃断热形式。

　　(2)一般外层玻璃选用单片或夹层钢化，内层玻璃选择中空或加LOW—E钢化玻璃。

　　(3)采用自然的“烟筒”效应通风，所有双通道箱体是独立密闭的。夏季的白天将温室的热空气排除室外，注意不同楼层的“烟筒”效应不同。

　　(4)其内外层之间的空腔厚度设计较厚，便于内外层之间的空腔人员进入清洗工作(450mm)。

　　(5)不需要增设专用设备自然空气进入通道和屋内，外层幕墙设计有进出风口，内层幕墙设计有开启门或窗，需要注意的是进出风口应防止沙尘的进入，通道下部设置外空气进入腔体的进风口和上部热空交换后的排风口。

　　(6)双层玻璃之间的灰尘应考虑方便清洗。

　　(7)使用材料较多，因此成本较高，本工程估计设计材料费为2500元/m2。

　　4、生态幕墙及其动态节能技术

　　生态幕墙，它是随着建筑生态化的发展而发展的。所谓生态建筑。是指根据建筑物的使用功能或使用要求。能够改变建筑生态和建筑色彩的建筑称之为生态建筑。根据使用功能或使用要求，能够改变生态和色彩的建筑幕墙称之为生态幕墙，生态幕墙是生态建筑的一种，是生态外围护结构的建筑。它是以“可持续发展”为战略，以使用的高新技术为先导，以生物气候缓冲层为重点，节约资源，减少污染，是健康舒适的生态建筑外围护结构。

　　生态幕墙，可以在建筑与周围生态环境之间，建立的一个缓冲区域，既可以在一定程度防止各种极端气候对室内影响，又可以强化各种微观气候调节的效果，进而满足人们种种舒适的要求，并且能够达到适当节能的目标。生态幕墙建造，超出常规建筑学和建筑工程学的范畴。是一个系统工程，需要建筑师、结构工程师和幕墙工程师熟悉机械传动原理，了解机械加工、装配以及物理、化学和自动控制等相关科学专业的知识，需要多学科的协调，各专业的通力合作。

　　生态建筑与生态幕墙在三维空间中，引入了时间，在功能及美学上具有独特的意义，可以称其为“四维建筑”，即静与动，封闭与开放，收敛与张开，空间与时间，使建筑和幕墙更具有鲜明的音乐韵律。改变了传统建筑和幕墙终身不变的形态和色彩，拓宽了建筑和幕墙的新视野和新技术，对现代建筑和幕墙的实践和理论是一种补充和拓展，有着独立的价值和意义。

　　三、总结

　　总之，建筑幕墙技术与时俱进，我们应该本着“开放与交流、舒适与自然、环保与节能"的建筑原则, 朝着国际前沿方向，开展各种高性能的新型节能、环保、智能化幕墙的研制、开发工作，提高技术建筑幕墙行业的科学技术水平，实现可持续发展。

　　参考文献：

　　【1】 谢士涛. 通风节能环保幕墙[J ] . 建筑学报,2001 , (7) .

　　【2】 刘伟杰，吉业，玻璃幕墙节能设计【J】.门窗。2009，(02)：10—12.

　　【3】 陈海辉。一种新型幕墙的节能原理及设计经验。重庆建筑大学学报。2005(1)：39—40.

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文章名称： 几种环保节能玻璃幕墙技术研究

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