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玻璃幕墙节能技术也有要求?高大上不是随随便便的!

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幕墙是一种悬挂在建筑物结构框架前面的外墙维护构件,它的自重和所受风荷载通过锚点传至建筑物结构框架上。幕墙构建之间的的接缝和连接用现代建筑技术手法处理,是幕墙形成连续的墙面。而玻璃幕墙以其外观简洁、通透、富有现代感,甚至是企业实力和形象的象征,价值人们的审美倾向受现代主义风格的影响,使当今玻璃幕墙在高层办公写字楼商务酒店建筑中的蜂蜜程度有增无减,几乎是使劲儿各大城市高层建筑立面的一致选择。玻璃幕墙可以减少传统混泥土外墙大量的钢筋、混泥土使用量,对减少高耗能建材使用所达到的节约能源、资源有很大的帮助;但玻璃幕墙作为建筑外围护结构,其保温、隔热性能均远不及传统墙体,是传统墙体热损失的5–6倍。幕墙的能耗约占整个建筑能耗低40%左右,故幕墙节能在我国公共建筑设计节能中有极其重要的地位。

玻璃幕墙节能技术也有要求?高大上不是随随便便的!

一、单层玻璃幕墙的节能技术

透明幕墙,顾名思义即采用玻璃或其它透明材料的幕墙。主要包括传统单层的玻璃幕墙和幕墙在国内应用了20余年的双层玻璃幕墙。玻璃幕墙要同时满足冬季保温和夏季防热、隔热的需要。目前对其节能的研究主要集中在传热过程中的研究、传热过程与建筑运行模式结合的研究以及全生命周期分析等3个方面。

传统玻璃幕墙是由普通平板玻璃形成的单层玻璃幕墙。普通平板玻璃对可见光和长波辐射的反射有限。在夏热冬冷地区,由于玻璃的通透性,夏日阳光直射到室内,产生温室效应,造成室内过热,增加空调能耗。为了解决这样的问题,通常的做法是减少玻璃幕墙的使用面积、建筑方位的调整、采用不同形式的遮阳、选择合理的玻璃幕墙材料及安装时增强其密封性等。

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1、 减少玻璃幕墙的使用面积

玻璃幕墙使用面积的减少,在夏日可降低热透射量,使室内不至于过热,降低空调的能耗;冬季则可减少热交换量,从而降低由于玻璃的保温性能差造成的热损失。目前在幕墙的设计使用当中,为了追求立面上的效果,减少幕墙的使用面积并不是一个好的选择。

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2、 玻璃幕墙建筑方位的节能设计

建筑方位的设计也是建筑外墙节能设计的要素之一。建筑的朝向应给考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒,建筑物的朝向应朝南北方向配置。

坐北朝南的的朝向是我国许多底气的合理朝向,但朝向的选择是因地域气候,周围环境,建筑需求而改变的,不可一概而论。在城市房屋建筑设计中,建筑方位的选择往往由于城市布局规划等原因不能按最佳朝向,但可以通过调整建筑布局来获得相对合理的方位。

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3 、选择合理的玻璃幕墙材料

由于玻璃表面换热性强,热透热率高所产生的室内温度过高,除了减少玻璃幕墙的使用面积和建筑方位的设计外,还可以选择合理的玻璃幕墙材料。太阳辐射的特点是:可见光波长短,热量小;红外线波长长,热量大。所以玻璃材料应尽量让短波可见光透射而让长波辐射热反射出去,这样在减少夏季空调负荷的同时又不至于降低采光效率。如采用镀膜玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处理技术以减少太阳透过玻璃的直接辐射。还可以采用铝塑复合材料、断桥型材等高热阻材料应用技术,其隔热保温措施原理比较简单,是玻璃幕墙结构的传热系数大大降低。

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4 、玻璃幕墙的遮阳节能技术

玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射,但是装设遮阳板、遮阳百叶等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。在玻璃幕墙上设置遮阳系统,可以最大限度减少阳光的直接照射,从而避免室内过热,是炎热地区建住防热的主要措施之一。

遮阳具有防止太阳辐射、避免产生眩光、改善室内环境气候等功能,同时对室内的采光通风带来了不同层次的影响。但是,如果在玻璃幕墙外做遮阳,则改变了设计的初衷,使建筑失去了光洁的立面效果,而且室外的遮阳构件长期风吹雨打易损坏,保养和维护十分困难;因此大多数传统玻璃幕墙不得不采用室内遮阳,

目前室内遮阳使用最普遍的就是窗帘,而遮阳效果如何取决去窗帘朝阳面材料的性质。对于一般的布料而言,热量的吸收反而使室内温度上升,从而增加了夏季空调的能耗,因此,采用新型材料就显得尤为重要。新型的纳米材料不仅对紫外线辐射具有很强的反射作用,而且还有特殊的选择和吸收功能,可将紫外线能量转换成热能或其它无害低能形式予以释放或消耗。

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二、双层玻璃幕墙的节能技术

双层玻璃幕墙是由内外两层玻璃幕墙组成,两层幕墙中间形成一个通道,同时在外层幕墙设置进风口和出风口。为了使立面通透、视野开阔,内层幕墙可一般采用悬窗结构形式,还有一种方法是设置通风器,通风器可安装在幕墙的顶部,使得控制方便,通风换气更自然、柔和、使人更加舒适。与传统玻璃幕墙相比,双层玻璃幕墙的夹层设计,不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能,更为重要的是,为遮阳构建提供一个栖身之地,使之既能有效遮阳,又不破坏建筑外观。

1、双层玻璃节能原理

双层玻璃幕墙在夏季利用“烟囱效应”,通过自然通风换气,降低室内温度;在冬季能产生温室效应,提高保温效果,降低取暖能耗。双层玻璃幕墙在夏季的阳光照射下,幕墙通道中的空气被加热,使空气自下而上地流动,从而带走通道中的热空气,达到降低房间温度的作用。在冬季,双层玻璃幕墙可关闭外层幕墙的通风口,这样幕墙内部的空气在阳光照射下温度升高,减少室内和室外色温度差,也减少了室内温度向外传递,起到房间保温功效,降低房间取暖费用。

2、 在双层玻璃幕墙间充不同的气体

在双层玻璃窗中充空气和氩气,节能效果可大大提高。

3、 通过强化通风降温降低能耗

幕墙周边的温度往往要比气象观测温度高几度,对于每层隔断的双层玻璃幕墙,幕墙中换气量更取决于风速和风向,而不是烟囱效应;在设计中应该将双层玻璃幕墙空间与通风口隔断以防止夏季热风倒灌。

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三、设置热缓冲区

热缓冲区就是在玻璃幕墙和室内之间设置一个空间,例如通常采用的外包阳台或平台。这样的设置其节能原理与双层玻璃幕墙相似,不过由于其空间较大,若处理好通风的问题,其可以将热量有效地分流,起到了一定的降温作用,从而减少室内空调的能耗。由于该空间类似于温室,可以适当种植花草,成为一个绿色休憩场所。

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四、幕墙利用太阳能节能

由于能源紧缺,主动式太阳能建筑节能设计是建筑利用太阳能节能的趋势所在,而作为建筑立面的幕墙,在太阳能利用方面有着天然的优势。目前,随着科技的进步和新型玻璃材料的产生,为建筑利用太阳能开辟了一条新路。目前国外开始采用一种光电幕墙发电,该幕墙是在玻璃中间复合光电池板块,然后在装配时将其连接在一起,从而形成一套发电系统。这套发电系统再通过一定的储存设备将电能转化为可以直接使用的电源。在烈日炎炎的夏天,利用太阳能产生的电源就可以在局部范围内满足照明用电等需求。

玻璃幕墙节能技术也有要求?高大上不是随随便便的!

小麦芽总结:

(1)、玻璃幕墙的节能效果与幕墙设计有密切关系,传统单层玻璃幕墙可以采用减少玻璃幕墙的使用面积、建筑方位的调整、采用不同形式的遮阳、选择合理的玻璃幕墙材料及安装时增强其密封性等方法来减少能耗。

(2)、双层玻璃幕墙,其主要的节能措施是改变两层玻璃幕墙间空气的导热性能以及加强其流通。

(3)、热缓冲区的设置不仅有利于减少室内空调的能耗,而且可已成为一个绿色的休憩场所。

(4)、主动式太阳能节能是建筑幕墙节能设计趋势所在,其中光电幕墙就是利用太阳能发电综合节能良好范例。

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