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【摘 要】 本文主要就建筑门窗幕墙设计中绿色节能的原则以及相关技术进行了分析研究。
【关键词】 建筑门窗幕墙设计;绿色节能技术
一、建筑门窗幕墙设计现状分析
1、光污染问题严重
在大中型城市中,高层建筑和写字楼在设计上大面积采用玻璃幕墙的现象尤为普遍,这样的设计在视觉上给人带来高端大气华丽的冲击效果,但是这种设计也一定程度上给人的健康带来影响,人们长时间面对这样的光线反射干扰,很容易引发心理或生理上的不适,甚至诱发疾病。同时,大面积的光线反射也是造成交通事故的主要原因。
2、节能的重视度不够
就目前情况来看,绝大多数建筑设计单位与建筑施工单位,对门窗幕墙绿色节能设计的重要性缺乏足够认知,因此并未对门窗幕墙的设计与修建工作给予足够重视。另外,相关工作人员对绿色节能知识少有涉及,门窗幕墙设计的归属问题模糊不清,缺乏参照的设计标准,这些情况均给建筑施工的正常开展造成了不利影响。部分施工单位直到工程开始预埋前,才开始进行幕墙的招标工作,幕墙设计尚未正式发布,主体工程就已基本完工,由于时间过于仓促,未对整体建筑布局进行全方位考量,因此建筑结构强度削弱、应用性能受到影响等现象屡见不鲜,严重影响了整个建筑的施工质量【1】。
3、安全隐患突出
若按照现行的玻璃幕墙使用技术规范,其寿命年限最多也只有25年,玻璃幕墙在设计施工过程中所使用的硅胶等辅助材料的保质期则更短。另外,玻璃幕墙对不确定的自然灾害如风暴地震等的抵御能力相对更加脆弱。
二、建筑门窗幕墙设计中绿色节能的原则
1、安全性原则
安全是首要原则,在幕墙以及门窗设计中应该将安全放在重中之重,在设计中应考虑风雪荷载、地震可能产生的影响以及高温低温影响等安全系数,在此前提下实行设计方案。
2、节能环保原则
建筑能耗目前在我国城市的能源消耗中占四分之一,而在未来这个比例可能还会增大。在现代建筑中,幕墙和门窗所起到的已经不仅仅是装饰的作用,将来它将成为建筑功能建设的一部分。人们对于节能环保要求的不断提高,使得节能环保日益成为衡量幕墙、门窗品质的一个重要标准。因此,今后建筑玻璃幕墙以及门窗的设计,无论是从选材还是到形式的构建,节能环保将是不可忽略的重要原则之一。
3、稳定美观、结构合理的原则
在环保节能与安全的基础上,建筑玻璃幕墙和门窗的设计还需要考虑美观与稳定。建筑在很大程度上體现和代表了一座城市的形象,合理的幕墙门窗设计是一座建筑流畅和谐的重要组成部分,而合理稳定的结构一方面保证了幕墙门窗的稳固和安全,另一方面也具有端庄而不失灵动的美感【2】。
4、便于拆换维修的原则
建筑玻璃幕墙和门窗都有固定的使用期限和寿命,并且在日常使用中难免产生损坏,这就要求在幕墙、门窗设计时考虑到今后的拆换和维修的方便与否,并且在该过程中确保幕墙、门窗的整体功能和外观不受影响。此外.从设计到选材再到施工过程中.还要考虑幕墙门窗的经济效益,用合理的资源实现其最大的效用。
三、建筑门窗幕墙设计中的绿色节能技术
1、合理制定节能型建筑物外墙围护设计方案
节能型建筑幕墙的施工内容比较复杂,涉及多方面,将节能型建筑幕墙普及到我国的建筑中还存在一定难度。因此,节能型建筑必定要付出比一般建筑更多的精力与更高的价格。因此,建筑企业更愿意选择普通建筑幕墙。我国对于节能建筑已经出台的一些要求和对策,落实的情况不尽人意,并未从根本上解决此类问题。因此,国家可以出台一些更为严谨、精细的节能建筑标准,这样节能型建筑才有望大力推广。我国目前的节能建筑标准是65%-75%。但实际上建筑节能性能只能达到50%,因此,在大城市中实施此项计划还具有一定困难。它不仅对节能型建筑材料和技术方面有较高要求,而且对于既有建筑的节能改造更加困难。国家可以在已有的节能建筑改造中给予一定的财政补贴,使需要改造的建筑更快地加人到节能行列。建筑节能的推广需要有计划、有系统的进行,在改造过程中,可以先从商场、公共场所等建筑人手,在推广节能建筑过程中,相关节能的法律法规也要顺应颁布,比如,节能产品的技术标准、产品标准等,并加大法律的执行力度,促进市场创新节能配套产品、节能材料等,对于关键的技术需要得到国家的支持。节能型建筑幕墙设计中需要幕墙设计师、室内设计师和建筑工程师之间相互协调,三方在节能上达成一致,各部门紧密配合,才能使我国的建筑节能很快实现。
2、科学计算节能
具体来讲,首先,对建筑所需要的门窗幕墙节能设计进行计算,根据我国标准边界条件计算确定边界条件,同时进行玻璃的光学热工性能计算,继而通过对门窗幕墙所使用的材质的传热系数、可见光透比以及遮阳系数等性能的计算分析,确定出最适合的建筑玻璃幕墙和门窗的节能设计所需要的材料。在设计中,减少玻璃幕墙的使用以及选用合理的玻璃幕墙和门窗材料是节能设计最直接、见效最明显的方式。
3、采光通风的绿色节能技术
近年来,我国科学技术日益精良,各类新型节能材料相继问世,为门窗幕墙的绿色节能发展奠定了良好基石。在现代建筑工程中,设计人员会根据建筑的地理条件,对建筑区域内的光照变化规律进行产全方位考量,计算出对应数据后,再对门窗幕墙进行设计。现代化门窗幕墙多采用双层幕墙结构,不但能有效提高建筑的采光性与通风性,还能降低建筑物在正式使用过程中产生的能耗。另外,在绿色节能技术的支持下,门窗幕墙还能实现自动化调节室内光照强度,提升了建筑的应用性能【3】。
3、遮阳的绿色节能技术
就现阶段门窗幕墙设计行业整体情况来看,遮阳产品多以遮阳帘、天幕遮阳较为常见。考虑到不同建筑工程的类型与功能不尽相同,因此并非任意一种设计方案能够符合这些建筑的全部需求。所以,在对建筑门窗幕墙中的遮阳系统进行设计时,应根据建筑工程的实际情况,结合建筑工程的类型与功能,在确保遮阳幕墙设计能发挥出良好应用效果的同时,不会对建筑的整体结构与功能带来不利影响。笔者建议,设计人员可遵循《建筑门窗幕墙热工计算规程》里的相关规定,对设计中的各项参数进行计算,为设计出绿色、节能门窗幕墙提供参考数据。 4、进一步探索和应用先进节能技术
在建筑幕墙和门窗节能设计的道路上,探索先进的节能技术,传统玻璃幕墙和门窗在冬季采暖热量的损失以及夏季制冷中热量的进人是能源消耗的主要途徑。而未来的幕墙门窗节能设计则是针对上述耗能问题为出发点的,整合传统幕墙门窗设计的优势,摒弃它们的不足,建立和达到幕墙热工效应的多元化和智能化。例如,目前国外使用的光电幕墙即是这种新型幕墙的一种,它极大地解决了保温、隔热、消噪、节能的问题,满足了节能设计的要求。这类建筑幕墙和门窗的设计趋势也将是我国未来建筑节能设计的主要方向。
四、建筑门窗幕墙设计中绿色节能的发展
1、节能双层幕墙
节能双层幕墙作为一种新型的幕墙已经十分流行,这种幕墙设计十分美观,对于室内温度控制与通风都具有良好的效果。外层是由单层的玻璃幕墙构成,内层是由中空玻璃幕墙构成,层间采用特别的通风系统,并且内外层幕墙间采用电动遮阳系统,是一种既节能又美观的幕墙设计。双层幕墙设计分为两种:主动式内循环双层幕墙和外循环式双层幕墙。
1.1主动式内循环双层幕墙的通风系统是由进风口、流通通道、排风口和管道风机组成。进风口一般会放置在内层玻璃的底部,排风口放置在双层幕墙通道的顶部。在设计上,每个单元体上端的铝合金型材上都有排风孔,在型材侧面连接至排风管道。双层幕墙通道内的空气流通需要机械运转,产生风压,将室内空气导人双层幕墙内,在双层幕墙中形成自下而上的空气流动,最后通过排风管道排出。
1.2外循环式双层幕墙。外循环式双层幕墙在冬季时,将通风两侧的排风口关闭,通道内的空气在阳光照射下温度升高,于是便会形成一个温室,这对室内保暖做出相当大的保障,通过温室效应,减少室内采暖费用。当夏季时,将换气层的排风口打开,在阳光的照射下通道内的空气温度上升,形成一种自下而上的空气流,再由烟囱带走通道内热量,降低内层玻璃的温度,减少制冷费用。在对排风口进行控制,并对双层幕墙的结构进行设计,可以通过通风层向室内传输新鲜空气,优化了室内的通风质量。
2、陶土板幕墙
2.1陶土板幕墙的特点
陶土板是一种天然低碳环保材料,它由陶土配合石英砂,经过工厂加工,高温锻烧后形成。陶土板经过高温锻烧后,自身所含的矿物元素被氧化,因此不含有放射性元素,并且陶土是可再生能源,能够回收利用,非常利于环保。
2.2结构安全
陶土板幕墙在经过工厂加工,受1200℃高温烧制后,理化性能非常稳定,具有良好的耐力性,抗折、抗冲击、抗冻、抗腐蚀。陶土板幕墙自身较轻,相对于石材幕墙的60kg/m2,陶土板幕墙仅有31kg/m2。因此,石材幕墙不适合高层建筑使用,而陶土板幕墙则可以。
2.3物理性能卓越
陶土板耐酸碱、高温、霜冻,并且陶土板幕墙能够阻燃,十分适用于民用住宅建筑,安全防火。陶土板中空结构能够降低噪音,由于自身较轻,外观温和,可搭配玻璃、金属等其他材料。陶土板能够减少光污染,增加墙面的抗震性能。
2.4颜色光鲜、色彩永驻
陶土板是由天然的陶土烧制而成,陶土中含有大自然的色泽,具有独特的艺术气息,经过高温烧制,色彩凝聚。陶土色彩较为丰富,自然醇厚,并且表面可以进行喷砂面、槽面、釉面等工艺处理,颜色容易掌控。陶土还可以自由随意的切割,又与陶土的天然色体浑然而成,切割时不必担心外观效果受到影响,陶土板经久耐用,并且色彩永驻。
五、结束语
建筑门窗幕墙设计中绿色节能技术在很大程度上促进了建筑节能减耗目标的实现,只有绿色节能才能使得建筑门窗幕墙设计得以可持续发展,才能更好的促进建筑的进一步发展。
参考文献:
[1]刘晨晖.建筑门窗幕墙设计中的绿色节能技术分析[J].江西建材,2014,07:10.
[2]谢长立.建筑门窗幕墙绿色节能技术在实际中的应用研究[J].门窗,2014,04:234-235.
[3]谭海敏.建筑门窗幕墙设计中的绿色节能技术探讨[J].门窗,2014,06:40-41.
【关键词】 建筑门窗幕墙设计;绿色节能技术
一、建筑门窗幕墙设计现状分析
1、光污染问题严重
在大中型城市中,高层建筑和写字楼在设计上大面积采用玻璃幕墙的现象尤为普遍,这样的设计在视觉上给人带来高端大气华丽的冲击效果,但是这种设计也一定程度上给人的健康带来影响,人们长时间面对这样的光线反射干扰,很容易引发心理或生理上的不适,甚至诱发疾病。同时,大面积的光线反射也是造成交通事故的主要原因。
2、节能的重视度不够
就目前情况来看,绝大多数建筑设计单位与建筑施工单位,对门窗幕墙绿色节能设计的重要性缺乏足够认知,因此并未对门窗幕墙的设计与修建工作给予足够重视。另外,相关工作人员对绿色节能知识少有涉及,门窗幕墙设计的归属问题模糊不清,缺乏参照的设计标准,这些情况均给建筑施工的正常开展造成了不利影响。部分施工单位直到工程开始预埋前,才开始进行幕墙的招标工作,幕墙设计尚未正式发布,主体工程就已基本完工,由于时间过于仓促,未对整体建筑布局进行全方位考量,因此建筑结构强度削弱、应用性能受到影响等现象屡见不鲜,严重影响了整个建筑的施工质量【1】。
3、安全隐患突出
若按照现行的玻璃幕墙使用技术规范,其寿命年限最多也只有25年,玻璃幕墙在设计施工过程中所使用的硅胶等辅助材料的保质期则更短。另外,玻璃幕墙对不确定的自然灾害如风暴地震等的抵御能力相对更加脆弱。
二、建筑门窗幕墙设计中绿色节能的原则
1、安全性原则
安全是首要原则,在幕墙以及门窗设计中应该将安全放在重中之重,在设计中应考虑风雪荷载、地震可能产生的影响以及高温低温影响等安全系数,在此前提下实行设计方案。
2、节能环保原则
建筑能耗目前在我国城市的能源消耗中占四分之一,而在未来这个比例可能还会增大。在现代建筑中,幕墙和门窗所起到的已经不仅仅是装饰的作用,将来它将成为建筑功能建设的一部分。人们对于节能环保要求的不断提高,使得节能环保日益成为衡量幕墙、门窗品质的一个重要标准。因此,今后建筑玻璃幕墙以及门窗的设计,无论是从选材还是到形式的构建,节能环保将是不可忽略的重要原则之一。
3、稳定美观、结构合理的原则
在环保节能与安全的基础上,建筑玻璃幕墙和门窗的设计还需要考虑美观与稳定。建筑在很大程度上體现和代表了一座城市的形象,合理的幕墙门窗设计是一座建筑流畅和谐的重要组成部分,而合理稳定的结构一方面保证了幕墙门窗的稳固和安全,另一方面也具有端庄而不失灵动的美感【2】。
4、便于拆换维修的原则
建筑玻璃幕墙和门窗都有固定的使用期限和寿命,并且在日常使用中难免产生损坏,这就要求在幕墙、门窗设计时考虑到今后的拆换和维修的方便与否,并且在该过程中确保幕墙、门窗的整体功能和外观不受影响。此外.从设计到选材再到施工过程中.还要考虑幕墙门窗的经济效益,用合理的资源实现其最大的效用。
三、建筑门窗幕墙设计中的绿色节能技术
1、合理制定节能型建筑物外墙围护设计方案
节能型建筑幕墙的施工内容比较复杂,涉及多方面,将节能型建筑幕墙普及到我国的建筑中还存在一定难度。因此,节能型建筑必定要付出比一般建筑更多的精力与更高的价格。因此,建筑企业更愿意选择普通建筑幕墙。我国对于节能建筑已经出台的一些要求和对策,落实的情况不尽人意,并未从根本上解决此类问题。因此,国家可以出台一些更为严谨、精细的节能建筑标准,这样节能型建筑才有望大力推广。我国目前的节能建筑标准是65%-75%。但实际上建筑节能性能只能达到50%,因此,在大城市中实施此项计划还具有一定困难。它不仅对节能型建筑材料和技术方面有较高要求,而且对于既有建筑的节能改造更加困难。国家可以在已有的节能建筑改造中给予一定的财政补贴,使需要改造的建筑更快地加人到节能行列。建筑节能的推广需要有计划、有系统的进行,在改造过程中,可以先从商场、公共场所等建筑人手,在推广节能建筑过程中,相关节能的法律法规也要顺应颁布,比如,节能产品的技术标准、产品标准等,并加大法律的执行力度,促进市场创新节能配套产品、节能材料等,对于关键的技术需要得到国家的支持。节能型建筑幕墙设计中需要幕墙设计师、室内设计师和建筑工程师之间相互协调,三方在节能上达成一致,各部门紧密配合,才能使我国的建筑节能很快实现。
2、科学计算节能
具体来讲,首先,对建筑所需要的门窗幕墙节能设计进行计算,根据我国标准边界条件计算确定边界条件,同时进行玻璃的光学热工性能计算,继而通过对门窗幕墙所使用的材质的传热系数、可见光透比以及遮阳系数等性能的计算分析,确定出最适合的建筑玻璃幕墙和门窗的节能设计所需要的材料。在设计中,减少玻璃幕墙的使用以及选用合理的玻璃幕墙和门窗材料是节能设计最直接、见效最明显的方式。
3、采光通风的绿色节能技术
近年来,我国科学技术日益精良,各类新型节能材料相继问世,为门窗幕墙的绿色节能发展奠定了良好基石。在现代建筑工程中,设计人员会根据建筑的地理条件,对建筑区域内的光照变化规律进行产全方位考量,计算出对应数据后,再对门窗幕墙进行设计。现代化门窗幕墙多采用双层幕墙结构,不但能有效提高建筑的采光性与通风性,还能降低建筑物在正式使用过程中产生的能耗。另外,在绿色节能技术的支持下,门窗幕墙还能实现自动化调节室内光照强度,提升了建筑的应用性能【3】。
3、遮阳的绿色节能技术
就现阶段门窗幕墙设计行业整体情况来看,遮阳产品多以遮阳帘、天幕遮阳较为常见。考虑到不同建筑工程的类型与功能不尽相同,因此并非任意一种设计方案能够符合这些建筑的全部需求。所以,在对建筑门窗幕墙中的遮阳系统进行设计时,应根据建筑工程的实际情况,结合建筑工程的类型与功能,在确保遮阳幕墙设计能发挥出良好应用效果的同时,不会对建筑的整体结构与功能带来不利影响。笔者建议,设计人员可遵循《建筑门窗幕墙热工计算规程》里的相关规定,对设计中的各项参数进行计算,为设计出绿色、节能门窗幕墙提供参考数据。 4、进一步探索和应用先进节能技术
在建筑幕墙和门窗节能设计的道路上,探索先进的节能技术,传统玻璃幕墙和门窗在冬季采暖热量的损失以及夏季制冷中热量的进人是能源消耗的主要途徑。而未来的幕墙门窗节能设计则是针对上述耗能问题为出发点的,整合传统幕墙门窗设计的优势,摒弃它们的不足,建立和达到幕墙热工效应的多元化和智能化。例如,目前国外使用的光电幕墙即是这种新型幕墙的一种,它极大地解决了保温、隔热、消噪、节能的问题,满足了节能设计的要求。这类建筑幕墙和门窗的设计趋势也将是我国未来建筑节能设计的主要方向。
四、建筑门窗幕墙设计中绿色节能的发展
1、节能双层幕墙
节能双层幕墙作为一种新型的幕墙已经十分流行,这种幕墙设计十分美观,对于室内温度控制与通风都具有良好的效果。外层是由单层的玻璃幕墙构成,内层是由中空玻璃幕墙构成,层间采用特别的通风系统,并且内外层幕墙间采用电动遮阳系统,是一种既节能又美观的幕墙设计。双层幕墙设计分为两种:主动式内循环双层幕墙和外循环式双层幕墙。
1.1主动式内循环双层幕墙的通风系统是由进风口、流通通道、排风口和管道风机组成。进风口一般会放置在内层玻璃的底部,排风口放置在双层幕墙通道的顶部。在设计上,每个单元体上端的铝合金型材上都有排风孔,在型材侧面连接至排风管道。双层幕墙通道内的空气流通需要机械运转,产生风压,将室内空气导人双层幕墙内,在双层幕墙中形成自下而上的空气流动,最后通过排风管道排出。
1.2外循环式双层幕墙。外循环式双层幕墙在冬季时,将通风两侧的排风口关闭,通道内的空气在阳光照射下温度升高,于是便会形成一个温室,这对室内保暖做出相当大的保障,通过温室效应,减少室内采暖费用。当夏季时,将换气层的排风口打开,在阳光的照射下通道内的空气温度上升,形成一种自下而上的空气流,再由烟囱带走通道内热量,降低内层玻璃的温度,减少制冷费用。在对排风口进行控制,并对双层幕墙的结构进行设计,可以通过通风层向室内传输新鲜空气,优化了室内的通风质量。
2、陶土板幕墙
2.1陶土板幕墙的特点
陶土板是一种天然低碳环保材料,它由陶土配合石英砂,经过工厂加工,高温锻烧后形成。陶土板经过高温锻烧后,自身所含的矿物元素被氧化,因此不含有放射性元素,并且陶土是可再生能源,能够回收利用,非常利于环保。
2.2结构安全
陶土板幕墙在经过工厂加工,受1200℃高温烧制后,理化性能非常稳定,具有良好的耐力性,抗折、抗冲击、抗冻、抗腐蚀。陶土板幕墙自身较轻,相对于石材幕墙的60kg/m2,陶土板幕墙仅有31kg/m2。因此,石材幕墙不适合高层建筑使用,而陶土板幕墙则可以。
2.3物理性能卓越
陶土板耐酸碱、高温、霜冻,并且陶土板幕墙能够阻燃,十分适用于民用住宅建筑,安全防火。陶土板中空结构能够降低噪音,由于自身较轻,外观温和,可搭配玻璃、金属等其他材料。陶土板能够减少光污染,增加墙面的抗震性能。
2.4颜色光鲜、色彩永驻
陶土板是由天然的陶土烧制而成,陶土中含有大自然的色泽,具有独特的艺术气息,经过高温烧制,色彩凝聚。陶土色彩较为丰富,自然醇厚,并且表面可以进行喷砂面、槽面、釉面等工艺处理,颜色容易掌控。陶土还可以自由随意的切割,又与陶土的天然色体浑然而成,切割时不必担心外观效果受到影响,陶土板经久耐用,并且色彩永驻。
五、结束语
建筑门窗幕墙设计中绿色节能技术在很大程度上促进了建筑节能减耗目标的实现,只有绿色节能才能使得建筑门窗幕墙设计得以可持续发展,才能更好的促进建筑的进一步发展。
参考文献:
[1]刘晨晖.建筑门窗幕墙设计中的绿色节能技术分析[J].江西建材,2014,07:10.
[2]谢长立.建筑门窗幕墙绿色节能技术在实际中的应用研究[J].门窗,2014,04:234-235.
[3]谭海敏.建筑门窗幕墙设计中的绿色节能技术探讨[J].门窗,2014,06:40-41.