建筑玻璃幕墙和窗的节能设计
引言
在现代的建筑建设汇总，随着玻璃幕墙的发展应用，使得城市建筑的质量和性能都得到了大幅度提高，同时还使建筑的外在形象也有所提高，从而提升了城市的整体形象。并且随着玻璃幕墙设计水平的提高，其建造和使用也变得更加合理和完善，与此同时，新型的智能玻璃幕墙也得到了长足的发展和广泛的应用，从而为提高城市居民生活品质起到了重要的作用。而在当前的玻璃幕墙设计中，随着可持续发展这一科学发展观的贯彻落实，人们对节能环保的认识也得到加深，因此，为了提高建筑玻璃幕墙和窗的节能水平，首先必须要加大对其的分析研究力度，从而才能够找出更加科学合理的设计方法，进而才能够实现人类社会的可持续发展。然而就我国玻璃幕墙和窗节能设计的实际情况而言，其中还存在着一些较为严峻的问题，而这些问题不仅严重的影响到玻璃幕墙的质量和性能，同时还威胁到人类社会的可持续发展，因此，如何提高建筑玻璃幕墙和窗的节能设计水平就显得尤为重要。本文从传统玻璃幕墙的弊端出发，对玻璃幕墙和窗的设计进行了深入分析，然后对玻璃幕墙和窗的节能设计进行了详细阐述。希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的建筑玻璃幕墙和窗的设计起到一定的参考作用。
一、传统玻璃幕墙的弊端
随着建筑行业的发展，玻璃幕墙也在现代的建筑中得到了广泛的应用，同时玻璃幕墙在不断的应用过程中，其本身也进行了不断的发展创新。在当前的一些城市建筑中，随着玻璃幕墙的应用，使得城市建筑水平得到了提升，然而在玻璃幕墙的应用过程中，虽然玻璃幕墙看上去非常的亮丽和简洁，然而其中所存在的问题也变得日益明显。而其中存在的主要问题有能耗问题和光污染以及安全问题，这些问题不仅制约了我国经济的可持续发展，同时还给城市居民的日常生活造成了极大的困扰，甚至还威胁到城市居民的生命财产安全。而为了提高城市建筑玻璃幕墙的质量和性能，首先就必须要解决传统玻璃幕墙存在的问题。
二、新型玻璃幕墙的诞生与发展
那么玻璃幕墙的美观与节能是不是“鱼和熊掌不可兼得”呢？事实上，随着科学技术进步，一些隔热性能好、反光系数低的玻璃都相继问世，采用由这些玻璃组成的中空玻璃则比较好地解决了保温隔热的问题，使解决玻璃幕墙耗能的问题成为可能。
中空玻璃的隔热性能好，是因为其内部的空气层处于一个封闭的空间，气体不产生对流，且空气的导热系数仅是玻璃的1/27。在北方，中空玻璃一般是尽量减少对太阳短波辐射的阻挡，使得更多的太阳辐射进入室内。而在南方，中空玻璃首先是吸收或反射太阳短波辐射，再利用中空玻璃的空气层有效隔绝温差传热和长波辐射，从而使大量的太阳辐射不能进入室内。所以，中空玻璃和有保温隔热功能的单片玻璃配合组成的中空玻璃等，都是有较好节能效果的。
随着第四代节能新型玻璃幕墙的面世，幕墙的隔热性能、生态环保功能和节省能源消耗等方面都有很大的突破。这个时代的幕墙特点是采用了高新技术，提高了幕墙的使用功能和舒适度，向绿色环保化、智能生态化方向发展。
(一)光电幕墙
光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的太阳能光电玻璃幕墙，它充分体现了建筑的智能化与人性化特点。进入90年代后，随着常规发电成本的上升和人们对环境保护的日益重视，一些国家纷纷实施、推广太阳能屋顶计划，并提出了“建筑物产生能源”的新概念，由此推动了光电技术的大规模开发与应用。美国、日本、德国、意大利、印度等许多国家都已建有太阳能屋顶或外墙的建筑。
光电模板简称为PV，是多个太阳能光电池经加固处理，镶嵌在特殊的透明度极高的低铁玻璃中，彼此之间经过其背面的导线相连，从而构成了一个整体的光电模板。这是一种完善的技术，它的优点是可在气候恶劣的情况下照常工作，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摄氏度至90摄氏度的环境中，光电模板仍可使用几十年，而且是极为美观的造型材料。
(二)生态幕墙
生态幕墙是随着建筑生态化的发展而发展的，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。
三、目前新型幕墙材料的应用
早在二十世纪三十年代就有人提出光电玻璃幕墙的理论并进行了实践，到二十世纪80年代首先在德国得到较为广泛的应用，在1991年慕尼黑最大的建筑行业展览会上，德国旭格公司首先展出了光电幕墙，这是将光能应用于建筑装饰业的开始，自此，光电幕墙这一产品的应用引起了专业人士的关注。目前世界上最大的太阳能屋顶光电系统安装在新慕尼黑贸易展览中心。
四、未来玻璃幕墙的发展方向
在现代的建筑建设中，玻璃幕墙是一种较为先进的幕墙，随着玻璃幕墙在建筑中的发展应用，使得我国建筑水平得到了大幅度提高，从而为我国的建筑行业发展起到了不可估量的作用，同时也为我国的经济建设奠定了坚实的基础。通过本文对建筑玻璃幕墙和窗的节能设计的深入分析，相信读者对其也有了更深刻的认识。总而言之，建筑玻璃幕墙和窗的节能设计关系重大，因此在实际的建筑玻璃幕墙和窗的设计过程中，必须要严格按照有关规定，并且结合建筑的实际情况进行设计，从而才能够提高其水平。
