现代幕墙建筑的节能设计探讨
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近年来，幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙，还应用于各种功能的建筑内墙，很大程度的满足了建筑内外的特殊需要，提高了建筑内外的环境。但是，在现代幕墙广泛采用并为居民创造了更为舒适的工作生活环境的同时，也造成了巨大的能源消耗，因此，加强幕墙的节能设计，已经势在必行。
一、现代幕墙节能设计的必要性
20世纪，世界建筑科学技术突飞猛进，人们越来越能够在更为优越和舒适的室内环境中生活与工作，人类建筑文明取得了对所未有的成就。在此同时，人们也不得不面对着资源枯竭，环境恶化，生态破坏、气候变暖等一系列严峻问题。随着经济的发展和人民生活质量提高，强调节能，低污染，低耗能的绿色建筑顺应时代的要求而生。我国也公布了一系统法规和政策对建筑节能合理使用资源做出明确的规定，幕墙是现代高档建筑较多采用的外围护结构，是建筑物热交换、热传导最活跃，最敏感的部位，是传统墙体失热的失5-6 倍，幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右。我国是幕墙的节能有极其重要的地位。
当灿烂阳光照在玻璃幕墙时，由于玻璃幕墙有反射，往往产生射眩光。由于某种原因这种通过玻璃幕墙反射角度和聚集的量与太阳光不同，对入会产生强烈的刺激，不仅给临近建筑物内工作生活的人们造成诸多不便和心理难以承受的恐惧感和眩晕，而且造成行进中的汽车司机和行人视觉的不适，影响视线甚至会影响交通安全，重则出现交通事故。所以，环保总局每年接到全国各地对光污染的投诉多起，引起了国家有关部门的重视。
玻璃幕墙光洁透明的天生丽质并不耐污染，成其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区，玻璃幕墙极易蒙尘纳垢，这对城市景观而言，非但不能增“光”，反而丢“脸”。所有材质低劣，施工质量不高，出现色泽不均匀，波纹各异，由于光反射的不可控制性，导致了光环境的杂乱。问题出现并不是说玻璃幕墙不要做了，而是如何去做好，在现代建筑中采用玻璃幕墙决不是偶然的，玻璃幕墙确实具有十分透人的魅力，它使建筑有光泽、体重轻巧、明净晶莹，因而成为现代建筑流行的表现技法，可以说玻璃幕墙是建筑技术和建筑艺术发展到一定程度相结合的产物，它既改革了建筑围护结构，又完善艺术效果。只有解决好这个问题，幕墙业才能得到良性发展，我国节能环保的产业政策才有可靠的保证。
二、现代幕墙节能设计分析
1.建筑幕墙节能的窗墙比设计
自从GB 50189―2005《公共建筑节能设计标准》出台以来，建筑幕墙的窗墙比设计显得非常重要，该标准对于窗墙比小于0.7 的建筑，各项节能参数可直接从该标准的表格中选取，从而对建筑的各项节能指标予以控制。如果窗墙比大于0.7，则要求按该标准4.3节的规定进行权衡判断。窗墙比是指建筑每个朝向的窗的面积与整个外墙面积的比值。窗墙比小于0.7，通俗的说就是要求建筑外墙能够采光的面积不大于外墙总面积的70%。在该标准的使用过程中，存在一些误解，有的人认为按这条标准，建筑就不能全部采用玻璃幕墙。注意，玻璃幕墙可以加内衬板和保温层，做成非透明幕墙，只要性能满足非透明幕墙的要求即可。反言之，只要非透明幕墙的面积与整个外墙面积的比值大于0.3，也就满足了窗墙比小于0.7 的要求。
2.建筑幕墙节能的遮阳设计
(1)科学选择遮阳的玻璃
在遮阳节能设计过程中，遮阳玻璃的选择是其中很重要的环节，在进行遮阳玻璃的选择时候，可以综合考虑到各种遮阳系数，建筑施工点的自然气候条件，人文经济因素等多方面的条件，进行综合分析，科学选择，一般而言，镀膜玻璃、反射玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等玻璃类型都是节能设计过程中广泛运用的类型。目前广泛应用的玻璃主要是低辐射中空玻璃，其传热系数低，遮阳效果好，在不采用遮阳构件的情况下其遮阳系数也可以满足节能设计规范的要求。还有他
最大的优点是通透性好，在白天可尽量减少室内照明的使用，也可以很大程度的节能能源。反射率低，对相邻建筑和行人影响小，不会造成光污染。
(2)优化遮阳构件设计
遮阳构件的设计按位置可分为外遮阳和内遮阳，外遮阳的形式可分为水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳、幕墙遮阳板常见形式。其中水平遮阳板设计时要注意对玻璃外侧热空气散逸的处理，即遮阳板与玻璃墙面应有一定距离，遮阳板本身也应做通风处理，比如设计成倾斜百页状。垂直遮阳板最好设置可调节，可以根据太阳位置改变方向。内遮阳就是在幕墙内侧设置遮阳帘、软百页、竹帘等。
3.幕墙节能的热工设计
进行幕墙热工设计时，必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径：一是玻璃和铝合金金属框格的传热：通过单层玻璃的热流传热，通过金属框格传热，通过玻璃的镀膜层减少辐射换热；二是幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热：内表面与室内空气间的对流换热，内表面与室内环境间的辐射换热；三是玻璃幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热；外表面与周围空气间的对流换热，外表面与外界环境间的辐射换热，外表面与空间的各种长波辐射换热。对于明框幕墙，设计时采用断桥隔热设计，形成“断桥”，可增大热阻，减少热传导，提高幕墙的节能性能。
4.幕墙结构粘接材料的选择和使用
《公共建筑节能设计标准》对外窗和幕墙的气密性作了较高的要求的要求。硅酮结构密封胶将建筑幕墙玻璃粘结到支撑结构上。结构硅酮密封胶既起结构粘结作用，又起幕墙密封胶作用。因此在幕墙设计中如何选用合适的结构硅酮胶产品和打胶方式对确保幕墙的气密性、安全性和耐久性是至关重要的。幕墙所用各种胶料均必须进行相容试验和性能检测，并出具试验检测报告。
三、现代幕墙节能设计的发展趋势
未来玻璃幕墙的发展，要适应和满足国家相关的节能及高科技生态建筑的生态化和可持续发展的需要，这是未来建筑幕墙发展的原则和总的趋势。为适应高技术生态环境的需求、各种高性能、高技术生态建筑幕墙系统和产品在国外已有广泛的应用，其中双层幕墙、遮阳系统，以及太阳能发电系统尤其值得我们去认真的研究，开发和应用。
设计、制造和营造适应于高技术生态建筑的建筑幕墙，应不断的开发，应用各种符合生态环境的新材料、新结构、使建筑幕墙更能满足高技术生态建筑的要求。同时我们应尽可能地选择可再生的建筑材料，弃用不可以再生或降解的建筑材料，以免今后对环境造成的污染。在新结构方面，为了既能满足生态建筑的要求，又能满足日益新颖变化的建筑表现形式，用单一的幕墙结构已不能满足建筑设计的要求。例如大部分双层幕墙的结构就是由点支式幕墙、隐框幕墙及门窗组成的单元式幕墙结构体系。所以我们应在现有已存在的幕墙结构体系上，不断地创新和开发。同时我们还应看到智能化在高技术生态建筑中所发挥的巨大作用，而且将在幕墙的发展中占有重要的地位。
结语
虽然幕墙技术发展较快，但在我国还是一个较年轻的行业，特别是在环保节能方面，还有很多技术知识需要研究学习，还有很多理念意识需要更新。这需要我们把握幕墙的发展趋势，与时俱进，尽快与世界先进水平接轨，而且更要做技术大国，也只有这样，才能开创幕墙环保节能上的新局面。
