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【摘 要】伴随全球人口的增多和经济的发展,在开发资源上呈现出过度利用的状况,使自然环境遭受了极大的破坏,并成为现如今人类面临的至为关键的一个问题。随着人们对资源节约以及生态环境保护紧迫性和重要性认识的逐步加深,人们对建筑外立面的装饰也愈发注重,其中,作为外围护体系的玻璃幕墙也更为广泛的在建筑幕墙中使用。但因为玻璃有着特殊的物理性能,致使其在建筑节能的要求方面也显得更为特殊,与此同时,这也对玻璃幕墙的设计造成了非常大的影响作用。文中就玻璃幕墙的节能措施作了大致的探讨,以便为节能设计提供可供参考的意见和建议。
【关键词】玻璃幕墙;建筑设计;节能策略
一、引言
玻璃幕墙主要的传热形式包括导热、对流、辐射,而节能设计最终的目的便是尽可能的控制热交换,从而提升玻璃幕墙隔热保温的效果。作为设计人员,在进行设计之时,首先就需要对玻璃幕墙材料的热性能加以重视,通过选用合理的材料使节能目的得以达到。其次,在进行热交换的控制之时可以通过进行构造设计来降低热交换,从而提升节能效果。最后,通过采取一定的辅助措施,也能最大程度上使节能的效果得以提升。
二、通过对材料的选择来达到节能的目的
合理选用玻璃幕墙的材料,最好使用那些节能效果非常好的材料,而要确保材料的节能效果非常好就需对型材和节能玻璃这两个方面进行重点控制。
(一)选用节能玻璃
在现如今的玻璃幕墙中普遍采用的节能型玻璃就包含如下几个主要的类型:中空玻璃、光电玻璃、吸热玻璃、镀膜玻璃、真空玻璃。
镀膜玻璃又包含低辐射镀膜和热反射镀膜两种,前者能确保光的透射率,以便吸收大量红外线形成的热辐射,并且低辐射镀膜反射远红外线的反射率高达百分之八十。后者通过镀一层氧化物薄膜或非金属、金属,在对背光面透视效果不产生影响的情况下,把照射于玻璃之上的阳光予以反射出去,从而使阳光无法进入室内。
吸热玻璃包含本体着色和表面镀膜两类,它们都能对太阳辐射予以有效的吸收。表面镀膜玻璃通过在其表面喷镀一层氧化物薄膜将吸收进来的太阳能用热能的形式予以转化,然后再通过对流、导热、辐射的形式将之排出。
在保温隔热性能方面,真空玻璃处在各类产品的首位,由于它的空腔始终处在真空状态,并且周围水分不能进入夹层,因此真空玻璃不会出现“内结雾”的状况。
在两层平板玻璃之间注入惰性气体,然后通过密封胶将其密封,这样的玻璃便被称之为中空玻璃。由于玻璃的导热系数是空气的二十七倍,并且惰性气体不会对流,所以中空玻璃节能效果非常好,与此同时,它在隔声性能、保温隔热、防结露方面也有着非常显著的效果。
光电玻璃通过把太阳能的光电模块放置在两层玻璃中,并在别的设备辅助下构成太阳能的发电系统。光电玻璃在透光性方面相对其它产品要差一些,并且大多都被使用在南向墙面或建筑屋面等日光比较充足的地方。
(二)选用节能型材
在玻璃幕墙里最为常见的节能型材便是铝塑复合材料和断热铝型材。尽管在玻璃幕墙的结构表面积里金属框架所占比例非常小,但由于铝合金、不锈钢等材料拥有非常高的导热系数,所以它的热量非常容易就被损失掉。如果要想提升金属框架热阻,并确保其不会对其力学性能造成任何损失,在进行设计之时可以通过选择断热桥型的型材来达到目的。比如,断热铝型材便是通过安置隔热条形式把自身分为两部分,以此降低彼此之间的热传递,从而满足节能要求。
三、通过对玻璃幕墙进行合理构造来达到节能目的
对玻璃幕墙进行合理的构造从而使自身隔热保温的水平得以提升,而这当中,双层玻璃幕墙成为应用最为广泛的一种玻璃幕墙。它包括内外两层,并且在这两层中间还有一个通道,能设置遮阳构件或进出风口,此种设计形式大大的提升了玻璃幕墙在保温隔热方面的性能。
玻璃幕墙在节能构造方面主要包括如下两种:敞开式外循环和封闭式内循环。后者通过在内层玻璃幕墙上设置进出风口,通过电机强制通风形式,然后在室内进行空气的循环。前者通过在外层玻璃幕墙上设置进出风口,在自然通风形式之下,使得节能效果非常显著。敞开式外循环玻璃幕墙在夏季会同时开启进出风口,在日光照射之下,两层幕墙彼此将空气的温度会逐渐提升,此时,空气呈上升趋势,并把热量从通道中带出,使内侧幕墙温度得以降低,从而达到控制室温的目的。而在冬季之时,敞开式外循环玻璃幕墙会同时关闭进出风口,使得通道中空气温度不断上升,于是在室内热空气和室外冷空气之间便形成一道屏障,从而使内侧幕墙始终维持在合适的温度范围内,最终达到节省室内采暖费的目的。
四、通过辅助手段来达到节能的目的
所谓的辅助节能手段包含如下两种:密封材料、遮阳系统。
(一)密封材料
由于气密性会对玻璃幕墙节能的效果产生一定的影响,通常情况下,会在玻璃幕墙之间以及型材和玻璃之间会使用密封材料进行密封,以提升玻璃幕墙的气密性,在密封材料的选择上,最常使用的材料便是橡胶密封条和硅酮耐候胶两种。凭借自身的弹性橡胶密封条便能达到密封的目的,并且它还具有耐紫外线、抗老化、耐永久性变形的特点,并且在与玻璃接触的一侧,它们大多被设置成波浪形,这样一来便能在最大程度上将空气阻隔在外。硅酮耐候胶通常被使用在幕墙玻璃嵌缝之中,不论环境温度是高是低,它都能维持自身弹性,并且它还具有耐候、耐水、耐污染的特性,是一种非常优质的密封材料。
(二)遮阳系统
通过设置遮阳系统能使阳光直射在很大程度上得以避免,从而使室内温度提升的幅度不至太高,在夏季常用的遮阳形式包括设置格栅、卷帘、遮阳植物。由于风雨等的侵袭会对构件造成损害,因此构件在强度、耐久性、耐候性方面一定要具备一定水平。通过在建筑底部种植落叶植物来达到外遮阳的目的,从而使玻璃幕墙周围温度得以降低。并且,在冬季,植物叶片都会脱落也不会影响室内采光。平常使用的窗帘、百叶窗等都是内遮阳装置,虽然它们能把一部分太阳辐射反射到之外,但由于其自身对日光辐射也会有吸收作用,因此相对而言遮阳的效果不是很好。最近,国外采用的一种新型纳米材料做成的窗帘,不但能对紫外线予以有效反射,并且还能把自身吸收的能量通过低能、无害的方式予以释放或者消耗,从而在很大程度上达到了消暑降温的目的。除此之外,某些地方通过在玻璃幕墙通道里设置遮阳系统,使空间得到了合理的利用。
五、结语
在如今的建筑行业中,玻璃幕墙的应用越来越广泛,伴随玻璃幕墙技术的发展以及改进,它在建筑设计中拥有者愈发重要的地位。在进行玻璃幕墙的节能设计之时,建筑师不仅要对玻璃幕墙在形式表现方面予以重视,同时还要对其热工性能加以关注,以便使建筑在最大程度上提升节能的效率,从而顺应我国可持续发展的战略措施。
参考文献:
[1] 许之.玻璃幕墙建筑设计中的节能策略研究[D].东南大学,2010.
[2] 陆静,庞弘,孟琪等.节能技术与建筑设计的整合——玻璃建筑节能设计策略[J].华中建筑,2008,26(10):127-129.
[3] 上官安星.玻璃节能技术在建筑设计中的研究及应用[D].天津大学,2009.
[4] 王均华.玻璃幕墙在建筑设计中的节能策略分析[J].科技资讯,2012,(26):63-63.
[5] 亓文斐,宿海燕.玻璃在建筑节能设计中的应用[J].山西建筑,2007,33(29):239-240.
【关键词】玻璃幕墙;建筑设计;节能策略
一、引言
玻璃幕墙主要的传热形式包括导热、对流、辐射,而节能设计最终的目的便是尽可能的控制热交换,从而提升玻璃幕墙隔热保温的效果。作为设计人员,在进行设计之时,首先就需要对玻璃幕墙材料的热性能加以重视,通过选用合理的材料使节能目的得以达到。其次,在进行热交换的控制之时可以通过进行构造设计来降低热交换,从而提升节能效果。最后,通过采取一定的辅助措施,也能最大程度上使节能的效果得以提升。
二、通过对材料的选择来达到节能的目的
合理选用玻璃幕墙的材料,最好使用那些节能效果非常好的材料,而要确保材料的节能效果非常好就需对型材和节能玻璃这两个方面进行重点控制。
(一)选用节能玻璃
在现如今的玻璃幕墙中普遍采用的节能型玻璃就包含如下几个主要的类型:中空玻璃、光电玻璃、吸热玻璃、镀膜玻璃、真空玻璃。
镀膜玻璃又包含低辐射镀膜和热反射镀膜两种,前者能确保光的透射率,以便吸收大量红外线形成的热辐射,并且低辐射镀膜反射远红外线的反射率高达百分之八十。后者通过镀一层氧化物薄膜或非金属、金属,在对背光面透视效果不产生影响的情况下,把照射于玻璃之上的阳光予以反射出去,从而使阳光无法进入室内。
吸热玻璃包含本体着色和表面镀膜两类,它们都能对太阳辐射予以有效的吸收。表面镀膜玻璃通过在其表面喷镀一层氧化物薄膜将吸收进来的太阳能用热能的形式予以转化,然后再通过对流、导热、辐射的形式将之排出。
在保温隔热性能方面,真空玻璃处在各类产品的首位,由于它的空腔始终处在真空状态,并且周围水分不能进入夹层,因此真空玻璃不会出现“内结雾”的状况。
在两层平板玻璃之间注入惰性气体,然后通过密封胶将其密封,这样的玻璃便被称之为中空玻璃。由于玻璃的导热系数是空气的二十七倍,并且惰性气体不会对流,所以中空玻璃节能效果非常好,与此同时,它在隔声性能、保温隔热、防结露方面也有着非常显著的效果。
光电玻璃通过把太阳能的光电模块放置在两层玻璃中,并在别的设备辅助下构成太阳能的发电系统。光电玻璃在透光性方面相对其它产品要差一些,并且大多都被使用在南向墙面或建筑屋面等日光比较充足的地方。
(二)选用节能型材
在玻璃幕墙里最为常见的节能型材便是铝塑复合材料和断热铝型材。尽管在玻璃幕墙的结构表面积里金属框架所占比例非常小,但由于铝合金、不锈钢等材料拥有非常高的导热系数,所以它的热量非常容易就被损失掉。如果要想提升金属框架热阻,并确保其不会对其力学性能造成任何损失,在进行设计之时可以通过选择断热桥型的型材来达到目的。比如,断热铝型材便是通过安置隔热条形式把自身分为两部分,以此降低彼此之间的热传递,从而满足节能要求。
三、通过对玻璃幕墙进行合理构造来达到节能目的
对玻璃幕墙进行合理的构造从而使自身隔热保温的水平得以提升,而这当中,双层玻璃幕墙成为应用最为广泛的一种玻璃幕墙。它包括内外两层,并且在这两层中间还有一个通道,能设置遮阳构件或进出风口,此种设计形式大大的提升了玻璃幕墙在保温隔热方面的性能。
玻璃幕墙在节能构造方面主要包括如下两种:敞开式外循环和封闭式内循环。后者通过在内层玻璃幕墙上设置进出风口,通过电机强制通风形式,然后在室内进行空气的循环。前者通过在外层玻璃幕墙上设置进出风口,在自然通风形式之下,使得节能效果非常显著。敞开式外循环玻璃幕墙在夏季会同时开启进出风口,在日光照射之下,两层幕墙彼此将空气的温度会逐渐提升,此时,空气呈上升趋势,并把热量从通道中带出,使内侧幕墙温度得以降低,从而达到控制室温的目的。而在冬季之时,敞开式外循环玻璃幕墙会同时关闭进出风口,使得通道中空气温度不断上升,于是在室内热空气和室外冷空气之间便形成一道屏障,从而使内侧幕墙始终维持在合适的温度范围内,最终达到节省室内采暖费的目的。
四、通过辅助手段来达到节能的目的
所谓的辅助节能手段包含如下两种:密封材料、遮阳系统。
(一)密封材料
由于气密性会对玻璃幕墙节能的效果产生一定的影响,通常情况下,会在玻璃幕墙之间以及型材和玻璃之间会使用密封材料进行密封,以提升玻璃幕墙的气密性,在密封材料的选择上,最常使用的材料便是橡胶密封条和硅酮耐候胶两种。凭借自身的弹性橡胶密封条便能达到密封的目的,并且它还具有耐紫外线、抗老化、耐永久性变形的特点,并且在与玻璃接触的一侧,它们大多被设置成波浪形,这样一来便能在最大程度上将空气阻隔在外。硅酮耐候胶通常被使用在幕墙玻璃嵌缝之中,不论环境温度是高是低,它都能维持自身弹性,并且它还具有耐候、耐水、耐污染的特性,是一种非常优质的密封材料。
(二)遮阳系统
通过设置遮阳系统能使阳光直射在很大程度上得以避免,从而使室内温度提升的幅度不至太高,在夏季常用的遮阳形式包括设置格栅、卷帘、遮阳植物。由于风雨等的侵袭会对构件造成损害,因此构件在强度、耐久性、耐候性方面一定要具备一定水平。通过在建筑底部种植落叶植物来达到外遮阳的目的,从而使玻璃幕墙周围温度得以降低。并且,在冬季,植物叶片都会脱落也不会影响室内采光。平常使用的窗帘、百叶窗等都是内遮阳装置,虽然它们能把一部分太阳辐射反射到之外,但由于其自身对日光辐射也会有吸收作用,因此相对而言遮阳的效果不是很好。最近,国外采用的一种新型纳米材料做成的窗帘,不但能对紫外线予以有效反射,并且还能把自身吸收的能量通过低能、无害的方式予以释放或者消耗,从而在很大程度上达到了消暑降温的目的。除此之外,某些地方通过在玻璃幕墙通道里设置遮阳系统,使空间得到了合理的利用。
五、结语
在如今的建筑行业中,玻璃幕墙的应用越来越广泛,伴随玻璃幕墙技术的发展以及改进,它在建筑设计中拥有者愈发重要的地位。在进行玻璃幕墙的节能设计之时,建筑师不仅要对玻璃幕墙在形式表现方面予以重视,同时还要对其热工性能加以关注,以便使建筑在最大程度上提升节能的效率,从而顺应我国可持续发展的战略措施。
参考文献:
[1] 许之.玻璃幕墙建筑设计中的节能策略研究[D].东南大学,2010.
[2] 陆静,庞弘,孟琪等.节能技术与建筑设计的整合——玻璃建筑节能设计策略[J].华中建筑,2008,26(10):127-129.
[3] 上官安星.玻璃节能技术在建筑设计中的研究及应用[D].天津大学,2009.
[4] 王均华.玻璃幕墙在建筑设计中的节能策略分析[J].科技资讯,2012,(26):63-63.
[5] 亓文斐,宿海燕.玻璃在建筑节能设计中的应用[J].山西建筑,2007,33(29):239-240.