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【摘 要】 当前，随着城市化进程逐年加快和人们的生活质量的不断提高，建筑能耗的总量不断的增加，而且占总能耗的比重迅速增加，从上世纪70年代末近年，建筑能耗占能耗总量的的比重从10%增加到27.45%，距国际发达国家建筑能耗占33%总能耗的距离越来越近。因此，为实现建筑的可持续发展，建筑物应以节能为核心目标，当务之急就是重视建筑物的节能设计问题的研究。
【关键词】 建筑幕墙；设计；节能技术
一、建筑幕墙节能设计的必要性
广义的幕墙可以包括由任何建筑材料构成的建筑物围护墙，狭义的幕墙专指现代化高层建筑的轻金属或玻璃围护墙。
我国尚处于社会主义初级阶段，同时还是一个建筑强国，每年新建房屋面积高达近20亿平方米，这一数据超过了所有发达国家的总和，而且还有逐年递增的趋势。建设事业的迅猛发展自然令人欣喜，可随之而来的是大量的能耗，我国虽是资源大国，但由于人口众多和节能技术的匮乏，同时也成为资源消耗的大国，我国现有建筑近500亿平方米，其中节能建筑还不到1%，节能建筑的推广应用已经迫在眉睫。目前我国的建筑中50%以上的能耗来源于空调制冷和采暖系统，而在空调采暖能耗中，大约20%-50%由外围护结构传热所消耗。因此，建筑幕墙的节能对建筑节能的意义非常重大。
二、建筑幕墙的节能设计分析
如今，能源资源紧缺和环境问题日益严重，人们开始逐渐重视节能环保，在设计建筑幕墙和窗结构的过程中，设计者开始应用一系列的节能技术，以便提升设计的效果和质量。其中，气候会对幕墙节能设计产生影响，那么结合不同的气候条件，就需要将差异化的设计策略和技术措施给应用过来。因此，在幕墙设计的过程中，就需要充分全面的分析工程具体情况，应用科学合理的设计方法，将可持续发展原则贯彻落实下去。要对材料和构造措施进行合理选择，将幕墙的节能效率得到提升。另外，还需要大力收集和利用风、太阳能等建筑的自然环境资源，使不可再生能源的消耗得到节约。但是，通过研究发现，如今还有诸多的问题存在于幕墙和窗的节能设计过程中，这样幕墙和窗的设计质量就会降低，性能无法保证，还会在较大程度上影响到周边的环境以及人们的正常生活，对社会的可持续发展造成不良的影响。因此，在具体的实践过程中，需要将一系列的措施给应用过来，使设计水平得到提升。
三、建筑幕墙节能材料的选择
（1）铝合金断热型材
在建筑幕墙中采用铝合金断热型材，除了具有普通铝型材的结构支撑的作用外，更主要是铝合金断热型材具有很好的节能性能。由于普通的铝型材本身导热系数高，在阻热方面有明显的缺陷，而铝合金断热型材通过增强尼龙隔条等隔热材料将铝合金型材分为内外两部分，阻隔了铝型材的内外热的传导，成为节能效果很好的框架材料。
（2）节能玻璃
在建筑幕墙中，玻璃是幕墙使用最多的外立面材料，参与的热量交换面积非常大，因此在幕墙的节能设计上具有重要的作用。使用不同性质的玻璃，能够起到不同的效果。下面以低辐射玻璃和中空玻璃为例，进行简要介绍。
低辐射玻璃也称Low-E玻璃，在幕墙应用中，Low-E玻璃的使用可以达到“冬暖夏凉”的效果，具有优异的隔热、保温性能效果。低辐射玻璃对于可见光的透过率比较高，具有阻隔红外线的功能，因此在自然采光的基础上，还能够发挥隔热节能的作用。冬季防止室内热量流失，夏季防止室外物体产生二次辐射，因此节能降耗的效果很明显。
对于节能要求不是很高的地区，采用普通中空玻璃也普遍存在。中空玻璃由两片及以上单层玻璃组成，在玻璃中间充满空气或其他惰性气体，具有明显的隔音隔热效果。和混凝土墙体相比，使用中空玻璃质量更轻，能够满足节能要求，因此在幕墙的建设上具有不可替代的优越性。
四、普通的幕墙设计节能技术
（一）采光与节能的协调系统设计
由于人们希望室内环境更加通透明亮，建筑立面更加美观，建筑形态更为丰富。所以在幕墙的设计中设计师使用通透、大面积的透明幕墙。但是玻璃幕墙层间透明部分的保温隔热性能比非透明幕墙差很多，窗墙面积比越大，采暖和空调能耗也越大。因此，幕墙设计从降低建筑能耗的角度出发，必须把采光与保温协调考虑，通过合理选择幕墙面材材料和形式，选择合理窗墙面积比。同时，对于非透明幕墙，如金属幕墙、石材幕墙等幕墙，没有透明玻璃幕墙所要求的自然采光、视觉通透等功能要求，为增加建筑整体的传热系数，在该部位采取增加保温岩棉等保温材料隔热措施。
（二）框架节能设计技术
幕墙经过近些年的发展，框架断热技术比较完善，使得现在的金属门窗和幕墙的性能和木质门窗性能接近，涌现了一大批框架节能技术。目前较常见的框架断热有断热型材、在型材外表面镶嵌木料等复合型材等，较好解决了框架的节能问题。
（三）遮阳系统的节能设计
总所周知，合理的设计遮阳系统，能够有效地阻挡太阳光辐射到室内，维护室内舒适的环境，减少室内温度调节设备的消耗。在幕墙工程设计中，技术人员常把遮阳系统的设计融合到幕墙系统中。常见的遮阳方式有垂直遮阳、水平遮阳、综合遮阳、挡板遮阳等形式。应该根据建筑物的地理位置、使用功能来确定遮阳方式。由于普通幕墙是竖向维护结构，从太阳的辐射总量和房间内部的照射面积来看，东西方向的遮阳要求为主。总的来说，做好遮阳工作，选用科学合理的遮阳系统，有助于建筑幕墙的节能设计。
（四）透明幕墙部位的节能设计
虽然玻璃等透明材料本身的热工性能很差，但近年来这些行业的技术发展很快，镀膜玻璃（包括Low-E玻璃）、中空玻璃等产品丰富，用这些高性能玻璃组成幕墙的技术也已经很成熟，如在设计中采用Low-E中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术等完全可以把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.0W/（m2·K）以上降到1.5W/（m2·K）。 五、新型的幕墙设计节能技术
（一）节能百叶技术
在传统的百叶遮阳机上的基础上进行改进，就得到了节能百叶技术。众所周知，太阳光直接照射进室内，会对建筑物的冷热负荷造成一定的影响。如果使用遮阳技术对阳光的照射进行控制，就能够保证建筑物的冷热负荷处于正常的范围内。传统的方法是在室内悬挂百叶，但这种方法已经不能适用于现代建筑，对热量的控制效果很小。如果悬挂在室外，不利于形成正常的循环风道，甚至对建筑物的节能产生负面影响。所以，采用节能百叶技术，对于建筑幕墙的改进是一种可行的方法，能够有效解决百叶的角度调整问题，从而达到最佳的热量利用状态，实现节能目标。
（二）双层通风幕墙技术
双层通风幕墙不同于传统的单层幕墙，它由内、外两层幕墙组成。内层幕墙与外层幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气通过下部的进风口进入此空间，又从上部排风口离开此空间，这个空间称为热通道，热通道内的空气一直处于流动状态，并与内层幕墙的外表面不断地进行热量交换，因此双层通幕墙又称为热通道幕墙。通过热通道的“烟囱”效应，这两层幕墙之间的空间，刚好形成了空气的缓冲区。使内层玻璃外表面处于“恒温”，具有冬季保温和夏季隔热的双重功能，有效地减少空调的使用，达到节能效果。据统计比传统的幕墙节能提高了50%，保温性能达国际II级。
（三）太阳光变向照明技术
太阳能在生活中随处可见，而且属于可再生能源，它的利用价值十分广阔。如何将无污染的太阳能转化成为可以利用的能源，是科学界的重要课题，同时也是建筑领域关注的问题。应用太阳光的变向照明技术，能够取代传统的遮阳技术，利用幕墙的反射作用将外界的太阳光反射到室内的天花板上，然后再经过天花板的反射将光源传递到生活区或工作区，从而为人们提供照明。采用这种反射技术和直接照射相比，光线更加柔和，分布比较均匀，室内的电视屏幕上不会出现炫光，并且使光线充满室内的各个角落。另外更重要的一点，节省了电能和照明费用。
（四）光电幕墙技术
光电幕墙是一种新型的建筑幕墙，它将太阳能光电技术和幕墙技术结合在一起，功能实现了隔音、隔热、发电、装饰的统一。第一，光电幕墙能够利用太阳能进行发电，将太阳能转化为电能供人们日常使用。第二，光电幕墙在集成太阳能发电技术的同时，并不占用更多的空间。第三，改进后的太阳能光电板能够作为幕墙的面板材料使用，因此不会重复投资。伴随着国家对于节能减排的进一步贯彻，建筑幕墙的节能产品将会得到推广，节能技术会广泛应用。
六、结语
随着科学技术的不断发展，幕墙节能材料和节能系统的不断完善，玻璃幕墙也可以做出很节能的建筑物。幕墙节能，并不是人们想象存在技术上的问题，更多的是我们对它的重新认识与合理运用的问题。随着国家的各项节能政策法规的深入贯彻，相信节能幕墙产品的应用将得到更大的推广。
参考文献：
[1]郑占坡.未来建筑幕墙节能的发展方向[J].价值工程.2011（13）
[2]潘冬.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].科学之友.2010（06）
[3]查恩明，张勇.点支式玻璃幕墙设计中应注意的若干问题[J].门窗.2010（07）
【关键词】 建筑幕墙；设计；节能技术
一、建筑幕墙节能设计的必要性
广义的幕墙可以包括由任何建筑材料构成的建筑物围护墙，狭义的幕墙专指现代化高层建筑的轻金属或玻璃围护墙。
我国尚处于社会主义初级阶段，同时还是一个建筑强国，每年新建房屋面积高达近20亿平方米，这一数据超过了所有发达国家的总和，而且还有逐年递增的趋势。建设事业的迅猛发展自然令人欣喜，可随之而来的是大量的能耗，我国虽是资源大国，但由于人口众多和节能技术的匮乏，同时也成为资源消耗的大国，我国现有建筑近500亿平方米，其中节能建筑还不到1%，节能建筑的推广应用已经迫在眉睫。目前我国的建筑中50%以上的能耗来源于空调制冷和采暖系统，而在空调采暖能耗中，大约20%-50%由外围护结构传热所消耗。因此，建筑幕墙的节能对建筑节能的意义非常重大。
二、建筑幕墙的节能设计分析
如今，能源资源紧缺和环境问题日益严重，人们开始逐渐重视节能环保，在设计建筑幕墙和窗结构的过程中，设计者开始应用一系列的节能技术，以便提升设计的效果和质量。其中，气候会对幕墙节能设计产生影响，那么结合不同的气候条件，就需要将差异化的设计策略和技术措施给应用过来。因此，在幕墙设计的过程中，就需要充分全面的分析工程具体情况，应用科学合理的设计方法，将可持续发展原则贯彻落实下去。要对材料和构造措施进行合理选择，将幕墙的节能效率得到提升。另外，还需要大力收集和利用风、太阳能等建筑的自然环境资源，使不可再生能源的消耗得到节约。但是，通过研究发现，如今还有诸多的问题存在于幕墙和窗的节能设计过程中，这样幕墙和窗的设计质量就会降低，性能无法保证，还会在较大程度上影响到周边的环境以及人们的正常生活，对社会的可持续发展造成不良的影响。因此，在具体的实践过程中，需要将一系列的措施给应用过来，使设计水平得到提升。
三、建筑幕墙节能材料的选择
（1）铝合金断热型材
在建筑幕墙中采用铝合金断热型材，除了具有普通铝型材的结构支撑的作用外，更主要是铝合金断热型材具有很好的节能性能。由于普通的铝型材本身导热系数高，在阻热方面有明显的缺陷，而铝合金断热型材通过增强尼龙隔条等隔热材料将铝合金型材分为内外两部分，阻隔了铝型材的内外热的传导，成为节能效果很好的框架材料。
（2）节能玻璃
在建筑幕墙中，玻璃是幕墙使用最多的外立面材料，参与的热量交换面积非常大，因此在幕墙的节能设计上具有重要的作用。使用不同性质的玻璃，能够起到不同的效果。下面以低辐射玻璃和中空玻璃为例，进行简要介绍。
低辐射玻璃也称Low-E玻璃，在幕墙应用中，Low-E玻璃的使用可以达到“冬暖夏凉”的效果，具有优异的隔热、保温性能效果。低辐射玻璃对于可见光的透过率比较高，具有阻隔红外线的功能，因此在自然采光的基础上，还能够发挥隔热节能的作用。冬季防止室内热量流失，夏季防止室外物体产生二次辐射，因此节能降耗的效果很明显。
对于节能要求不是很高的地区，采用普通中空玻璃也普遍存在。中空玻璃由两片及以上单层玻璃组成，在玻璃中间充满空气或其他惰性气体，具有明显的隔音隔热效果。和混凝土墙体相比，使用中空玻璃质量更轻，能够满足节能要求，因此在幕墙的建设上具有不可替代的优越性。
四、普通的幕墙设计节能技术
（一）采光与节能的协调系统设计
由于人们希望室内环境更加通透明亮，建筑立面更加美观，建筑形态更为丰富。所以在幕墙的设计中设计师使用通透、大面积的透明幕墙。但是玻璃幕墙层间透明部分的保温隔热性能比非透明幕墙差很多，窗墙面积比越大，采暖和空调能耗也越大。因此，幕墙设计从降低建筑能耗的角度出发，必须把采光与保温协调考虑，通过合理选择幕墙面材材料和形式，选择合理窗墙面积比。同时，对于非透明幕墙，如金属幕墙、石材幕墙等幕墙，没有透明玻璃幕墙所要求的自然采光、视觉通透等功能要求，为增加建筑整体的传热系数，在该部位采取增加保温岩棉等保温材料隔热措施。
（二）框架节能设计技术
幕墙经过近些年的发展，框架断热技术比较完善，使得现在的金属门窗和幕墙的性能和木质门窗性能接近，涌现了一大批框架节能技术。目前较常见的框架断热有断热型材、在型材外表面镶嵌木料等复合型材等，较好解决了框架的节能问题。
（三）遮阳系统的节能设计
总所周知，合理的设计遮阳系统，能够有效地阻挡太阳光辐射到室内，维护室内舒适的环境，减少室内温度调节设备的消耗。在幕墙工程设计中，技术人员常把遮阳系统的设计融合到幕墙系统中。常见的遮阳方式有垂直遮阳、水平遮阳、综合遮阳、挡板遮阳等形式。应该根据建筑物的地理位置、使用功能来确定遮阳方式。由于普通幕墙是竖向维护结构，从太阳的辐射总量和房间内部的照射面积来看，东西方向的遮阳要求为主。总的来说，做好遮阳工作，选用科学合理的遮阳系统，有助于建筑幕墙的节能设计。
（四）透明幕墙部位的节能设计
虽然玻璃等透明材料本身的热工性能很差，但近年来这些行业的技术发展很快，镀膜玻璃（包括Low-E玻璃）、中空玻璃等产品丰富，用这些高性能玻璃组成幕墙的技术也已经很成熟，如在设计中采用Low-E中空玻璃、填充惰性气体、暖边间隔技术等完全可以把玻璃幕墙的传热系数由普通单层玻璃的6.0W/（m2·K）以上降到1.5W/（m2·K）。 五、新型的幕墙设计节能技术
（一）节能百叶技术
在传统的百叶遮阳机上的基础上进行改进，就得到了节能百叶技术。众所周知，太阳光直接照射进室内，会对建筑物的冷热负荷造成一定的影响。如果使用遮阳技术对阳光的照射进行控制，就能够保证建筑物的冷热负荷处于正常的范围内。传统的方法是在室内悬挂百叶，但这种方法已经不能适用于现代建筑，对热量的控制效果很小。如果悬挂在室外，不利于形成正常的循环风道，甚至对建筑物的节能产生负面影响。所以，采用节能百叶技术，对于建筑幕墙的改进是一种可行的方法，能够有效解决百叶的角度调整问题，从而达到最佳的热量利用状态，实现节能目标。
（二）双层通风幕墙技术
双层通风幕墙不同于传统的单层幕墙，它由内、外两层幕墙组成。内层幕墙与外层幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气通过下部的进风口进入此空间，又从上部排风口离开此空间，这个空间称为热通道，热通道内的空气一直处于流动状态，并与内层幕墙的外表面不断地进行热量交换，因此双层通幕墙又称为热通道幕墙。通过热通道的“烟囱”效应，这两层幕墙之间的空间，刚好形成了空气的缓冲区。使内层玻璃外表面处于“恒温”，具有冬季保温和夏季隔热的双重功能，有效地减少空调的使用，达到节能效果。据统计比传统的幕墙节能提高了50%，保温性能达国际II级。
（三）太阳光变向照明技术
太阳能在生活中随处可见，而且属于可再生能源，它的利用价值十分广阔。如何将无污染的太阳能转化成为可以利用的能源，是科学界的重要课题，同时也是建筑领域关注的问题。应用太阳光的变向照明技术，能够取代传统的遮阳技术，利用幕墙的反射作用将外界的太阳光反射到室内的天花板上，然后再经过天花板的反射将光源传递到生活区或工作区，从而为人们提供照明。采用这种反射技术和直接照射相比，光线更加柔和，分布比较均匀，室内的电视屏幕上不会出现炫光，并且使光线充满室内的各个角落。另外更重要的一点，节省了电能和照明费用。
（四）光电幕墙技术
光电幕墙是一种新型的建筑幕墙，它将太阳能光电技术和幕墙技术结合在一起，功能实现了隔音、隔热、发电、装饰的统一。第一，光电幕墙能够利用太阳能进行发电，将太阳能转化为电能供人们日常使用。第二，光电幕墙在集成太阳能发电技术的同时，并不占用更多的空间。第三，改进后的太阳能光电板能够作为幕墙的面板材料使用，因此不会重复投资。伴随着国家对于节能减排的进一步贯彻，建筑幕墙的节能产品将会得到推广，节能技术会广泛应用。
六、结语
随着科学技术的不断发展，幕墙节能材料和节能系统的不断完善，玻璃幕墙也可以做出很节能的建筑物。幕墙节能，并不是人们想象存在技术上的问题，更多的是我们对它的重新认识与合理运用的问题。随着国家的各项节能政策法规的深入贯彻，相信节能幕墙产品的应用将得到更大的推广。
参考文献：
[1]郑占坡.未来建筑幕墙节能的发展方向[J].价值工程.2011（13）
[2]潘冬.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].科学之友.2010（06）
[3]查恩明，张勇.点支式玻璃幕墙设计中应注意的若干问题[J].门窗.2010（07）