1 节能型建筑幕墙概述
1. 1 节能型建筑幕墙特点
建筑幕墙一般由面材与支撑结构构成,主体结构具有一定的抗载荷能力与位移能力,因此其首要特点就是建筑幕墙是一个完整的结构系统,其次是建筑幕墙在受到风压等外部载荷冲击时自身结构能够承受较大的变形或者在设计范围内进行一定的位移,再次,建筑幕墙结构是单独的结构系统,不具有承担建筑主体结构载荷的围护结构.
节能型建筑幕墙除了具有一般的幕墙特点之外,还具有采光性能好,能够最大的采集自然光的特点,例如,先进门窗系统的使用能够防止烈热天气下建筑内部温室效应的发生.此外,还具有通风能力强、幕墙密闭性好等特点.
1. 2 节能型建筑幕墙设计原则
节能型建筑幕墙在设计过程中首先要进行建筑物周边环境的分析研究,充分掌握当地的自然风貌,如日照光线、气候风压、日常温度等,结合建筑物本身的朝向、建筑功能与室内需求条件,综合分析幕墙对建筑设计的调整与适应效果,在此基础上结合系统技术完成节能型幕墙的设计.整个设计过程涉及到幕墙隔热保温、采光遮阳、通风与保温以及传热降噪、室内空间密封性等各种因素之间的相互联系与影响,因此在设计过程中必须遵循一定的设计原则才能保证建筑幕墙的节能型要求.
首先,设计过程要具有科学性.在进行幕墙形式选型、面材选取、窗墙面积比的设定过程中,对各种影响因素之间要进行科学可靠的分析研究,权衡建筑幕墙功能、性能以及建筑功能要求之间的利弊,保证节能型建筑幕墙的稳定与可靠.其次,节能型建筑幕墙要具有适用性.
节能型建筑幕墙设计过程要严格遵循国家的节能政策法律法规,结合节能幕墙项目与建筑环境因素,参照标准规定与地方要求,做到既要有较低的建筑能源消耗,又要有较高的人居环境标准.再次,节能型幕墙要具有经济性.因其并不是建筑物节能的主要方面,只属于建筑围护结构部分,是建筑节能的一个方面,因此节能型幕墙必须既有一定的经济性,才能体现其节能环保的真正意义.
1. 3 节能型建筑幕墙设计意义
虽然国家早就颁布了《节约能源法》,但到目前为止,国内建筑能耗仍占了社会总能耗的四分之一,随着国内建筑行业的飞速发展,以及国家对环境保护的重视,节能型建筑成为未来发展的必要趋势,幕墙作为现代建筑必不可少的一部分,节能性必将是未来发展的主旋律.以现代幕墙中使用最多的玻璃幕墙为例,玻璃幕墙板不仅外观简洁通透,而且能够有效减少钢筋混凝土、高耗能建材的使用,但其在保温隔热性等幕墙特性方面相较传统幕墙较差,玻璃幕墙能耗占整个建筑能耗的百分之四十,若对其进行节能设计,将极大的降低建筑能耗,因此发展节能性建筑幕墙有其重要的意义.
2 节能型建筑幕墙设计过程
2. 1 铝合金断热型幕墙建筑节能设计
铝材具有良好的热传导性能,因此对于使用铝材进行幕墙设计的工程,可以使用断热条将幕墙内外的环境空间隔断开来,以此达到保温气密性的要求.依据断热型铝材的加工方式,可分为灌注式与插条式断热铝材,不论哪种型式的断热铝材,其内在原理都是通过在内外铝材之间添加隔离物来降低传热系数,增加热阻值的,隔离物应该同时具有较高的强度与较低的传热系数,这样才能保证隔热效果.例如,聚酞胺尼龙 66 因其远低于铝合金的导热系数以及与铝合金相当的力学性能,便常常被用作隔离物.
2. 2 玻璃幕墙建筑节能设计
玻璃作为幕墙使用最多的面材,在进行其节能设计过程中,首先需要进行的是采用节能玻璃.节能玻璃在光学性能与热特性等方面要优于传统的玻璃.以中空玻璃为例,其中间层为封闭的空间,内部介质为空气,且没有对流现象的产生,因空气的传热系数大约为玻璃传热系数的 1/27,因此其具有极低的热传导系数,在隔热性能与节能效果方面表现优异.此外,中空玻璃在保温、隔音以及降低温差传热负荷方面也具有相当的优势.
其次,在玻璃幕墙的热工设计方面,可以采用热通道的形式,该形式能够有效减少能源消耗与热损失.在热工设计时,一定要充分分析了解玻璃幕墙的通风传热方式,如敞开式外循环双层玻璃幕墙进行的是自然通风,在保温隔热方面较差,而封闭式内循环双层玻璃幕墙与其正好相反,空气没有与外部环境交流,通过抽风机等一起在室内循环流动,保温气密性较好.在传热方式上,主要分为玻璃、铝合金金属框架的建材的传热、内部环境与外部环境在幕墙内外表面之间的传热两大部分,通过对其通风传热的改进可达到幕墙的节能效果.
再次,玻璃幕墙的气密性设计是建筑幕墙节能效果的重要保证,气密性设计一般在幕墙玻璃以及型材之间进行.其设计过程包含密封材料的选取以及施工,一般来说硅酮耐候密封胶与橡胶密封条的密封效果最为理想.硅酮耐候密封胶因其耐污染、耐水性的等特点,多用于玻璃之间的密封,橡胶密封条则因其使用寿命长、抗老化性能好而多用于型材与建筑幕墙之间的密封.
2. 3 双层结构体系节能幕墙设计
双层结构体系是随着幕墙技术的发展以及社会需求而产生的一种新型节能幕墙,相比传统单层幕墙,双层幕墙采暖节能百分之四十到五十,制冷节能百分之四十到六十,同时具有显着的隔音效果,是未来节能幕墙发展的趋势.
双层幕墙分为内外两层幕墙,中间为通道,可在外层幕墙设置进出风口或者在幕墙顶部设置通风器,因此双层幕墙在通风方面自然,舒适度较高.因此,在夏季时,双层幕墙可进行自然通风,在天气较热时,中间通道空气受热产生对流,将室内热空气带走从而降低室内温度.在冬季时,则通过对中间通道进行封闭,降低室内外热交换,产生类似于温室效应的现象,提高室内温度,降低采暖需求.冬季时,中间通道内还可填充不同气体,降低热传导系数,起到更高效的保温效果.
2. 4 遮阳型节能幕墙设计
建筑幕墙必须进行遮阳设计,因大面积使用玻璃等面材,在阳光照射时会产生大量的热辐射,夏季是要降低太阳辐射,冬季则要尽可能多的采集阳光以降低供暖消耗.降低太阳辐射可采用挡板式、格栅式等遮阳方式,通过设计不同的卷帘的方式将不同角度方位的太阳辐射反射回去,冬季则可将幕墙设计为太阳能立面的形式,通过玻璃幕墙采集太阳能从而降低供热能源消耗.
3 总结
节能型建筑幕墙设计涉及到结构形式、幕墙材料及其使用效果等多方面的内容,需要综合考虑外部环境因素与建筑功能需求,才能达到有效的节能效果.
参考文献
[1]周旭成. 节能型建筑幕墙设计及其未来发展趋势的探讨[J]. 四川建材,2013( 08) : 13 -14.
[2]刘传伟. 建筑幕墙节能原理及其特点浅析[J]. 建筑工程,2012( 07) : 21 -22.
