摘要:玻璃幕墻作為現階段在建筑工程中廣泛使用的外圍護結構,不僅實現了將建筑工程外圍護結構中的門窗與墻體有效的融合,同時也充分借助于玻璃幕墻實現了圍護結構使用功能與裝飾功能的一體化設計,對于提高建筑工程的藝術特性具有重要的作用。提高建筑工程玻璃幕墻的節能效果,解決玻璃幕墻采暖與制冷能耗較高的問題,已經成為當前建筑工程玻璃幕墻設計與施工的重點,這對于推進玻璃幕墻應用范圍的進一步拓展也具有重要的意義。
關鍵詞:玻璃幕墻;建筑節能;措施
一、建筑節能的重要性分析
根據調查顯示,我國的建筑物消耗的能量是社會整體消耗的能量的四分之一。由于建筑消耗大量能量,對社會的影響很重,所以各階層人士都對建筑的節能引起了高度的重視。面對能源危機和生態環境危機,世界各國為保護環境,節省能源,紛紛提出了控制礦物能源用量需求,采取措施提高能源的利用率,同時,加大科研投入開發新能源和可再生能源。我國建筑業發展迅速,建筑能耗已接近于社會總能耗的三分之一。因此,建筑節能是未來建筑科學技術發展的新方向,也是近年來建筑發展的一個基本趨勢。玻璃幕墻作為建筑的主要外圍護結構進行熱傳導最活躍也是最敏感的部位,因此理所當然成為既有玻璃幕墻建筑節能改造工作的重中之重。
二、玻璃幕墻對建筑節能的影響
在炎熱的夏季,玻璃幕墻作為建筑的熱交換熱傳導最活躍最敏感的部位,其隔熱性能遠不及傳統墻體。據有關資料研究表明,玻璃幕墻的能耗幾乎可以占到整個建筑能耗的一半左右,其單位面積玻璃幕墻能耗是幾乎是傳統墻體能耗的六到七倍。在炎熱的夏天,通過外玻璃幕墻帶來的太陽輻射熱需要很大的單位建筑面積冷負荷,因此需要制冷和空調設備運行耗電很高。因此,對夏熱冬暖地區既有建筑玻璃幕墻進行節能改造以及新建建筑幕墻建筑的幕墻施工指導具有極其重要的意義。建筑的節能與環保是全世界建筑行業面臨的共同問題,玻璃幕墻在建筑的外側構造上有著主導性的作用,是建筑進行熱量交換以及熱量傳遞的非常敏感的位置。一般的情況下,傳統的建筑墻體損失的熱量非常的大,在建筑中的能量消耗也是非常大,但是玻璃幕墻的出現卻使這種局面更加嚴重,所以它在對熱量的節能方面有著非常重大的意義。作為建筑外圍護系統的主要形式,從玻璃幕墻入手進行節能改造,可以完成玻璃幕墻建筑物65%以上的節能任務。目前玻璃幕墻建筑主要從材料學和結構學領域入手進行建筑幕墻節能改造,如中空玻璃特別是Low-E中空玻璃技術,可以把玻璃傳熱系數降低到普通單片玻璃傳熱系數的三分之一以下。
三、建筑玻璃幕墻節能技術措施分析
一般來說,建筑的熱傳遞方式主要有三種(即傳導、輻射與對流)。而建筑玻璃幕墻也是通過這幾種熱傳遞方式進行傳熱的。建筑玻璃幕墻主要是由鋁合金龍骨與玻璃組合而成,鋁合金龍骨與玻璃的傳熱系數都比較高、熱透率也比較大,因此,通過圍繞傳導、輻射與對流這三種方式加強對熱傳遞的控制、減少熱量的傳遞是建筑玻璃幕墻節能技術的關鍵所在。
玻璃是建筑玻璃幕墻的主材,同時也是熱量的良好導體與太陽輻射的良好透過體,是控制熱傳遞的關鍵因素。因此,必須充分重視玻璃部分的節能技術應用。第一,盡可能采用節能型玻璃。目前,建筑玻璃幕墻所采用的玻璃種類很多,如低輻射鍍膜玻璃、光致變色玻璃、光電玻璃、中空玻璃等,都在不同程度上實現了節能。因此,要根據建筑的設計與節能性能需求,選擇不同性能的玻璃類別。第二,盡可能降低玻璃的傳熱系數,提高玻璃的節能保溫性能。一方面,可以采用中空玻璃處理技術。中空玻璃有雙層與多層之分,即在玻璃與玻璃之間形成空隔,并充入惰性氣體、干燥氣體等,以減少熱量的傳遞,能起到良好的保溫隔熱效果。另一方面,可以采用Low-E玻璃處理技術,即低輻射鍍膜玻璃。低輻射鍍膜玻璃能夠吸收大量的輻射熱能,并降低熱能的傳遞。在冬季可以把室內的熱輻射反射回室內,減少室內熱量的流失,而在夏季又能將室外的熱輻射反射回去,減少室內熱量,從而達到節能的效果。真空玻璃與氣凝膠玻璃等,都可以在很大程度上降低玻璃的傳熱系數,提高玻璃的節能保溫性能。第三,玻璃的遮陽節能技術。對于玻璃的遮陽,可以從兩個方面加強。一方面,是選擇合理的玻璃來影響太陽光的直射。如彩釉玻璃,是將無機釉料印刷到玻璃表面,然后經烘干、鋼化或熱化處理,將釉料永久燒結于玻璃表面,釉面能吸收并反射部分太陽熱能,遮陽效果非常明顯。另一方面,是通過設置遮陽系統來提高玻璃幕墻的遮陽節能性。在夏熱冬暖地區,通過設置遮陽裝置來減少太陽光的直射,可以在很大程度上控制輻射熱能的傳遞。而遮陽系統的設置形式有許多,如固定擋板遮陽、活動百葉遮陽、電動卷簾等。通過多種多樣的遮陽裝置可以降低遮陽系數,提高建筑玻璃幕墻的節能性。
除了玻璃之外,鋁合金龍骨也是熱量傳遞的主要導體,對鋁合金部分節能技術的應用也是建筑玻璃幕墻節能技術探討的重要組成部分。由于鋁合金的材料比較固定,所以要盡可能選擇隔熱節能型的鋁合金型材配件來解決熱傳導的問題,而影響隔熱鋁合金型材的熱導率的重要因素主要有幾個,即斷熱條的形狀設計以及相關的輔助措施等。斷熱條可以在熱傳遞的路徑形成空腔,使熱傳遞出現阻斷,從而阻止熱量的傳遞?梢,斷熱條是鋁合金龍骨的重要配件,對斷熱鋁合金門窗的質量起到極其關鍵的作用。因此,斷熱條的材質、形狀及與鋁合金龍骨的連接方式都應該是選擇斷熱型材的考慮因素。利用隔熱斷橋技術提高鋁合金的節能性,即設置一個連續的隔熱區域,利用材料為聚酰胺尼龍66等材質的斷熱條把鋁合金龍骨分為內外兩個部分。目前,隔熱斷橋鋁材已廣泛地應用于我國許多對隔熱保溫有高要求的幕墻建筑。
3、玻璃幕墻遮陽技術應用
玻璃幕墻的遮陽技術應用中主要是利用玻璃和金屬材料的有效組合來實現遮陽效果的。玻璃幕墻遮陽為達到夏季遮陽、冬季采光的目的,可采用智能化的控制裝置進行調節。應用玻璃幕墻遮陽技術調節室溫減少室內空調系統消耗應用玻璃幕墻遮陽能夠有效地起到阻止室內溫度快速上升,尤其在夏天應用玻璃幕墻遮陽技術能夠減緩室內溫度的上升,所以說利用遮陽技術就能夠減少空調系統的制冷能源消耗,實現建筑節能。另外不同地區應該合理選擇不同的玻璃材料和遮陽形式,這樣才能夠更加有效地利用玻璃幕墻遮陽技術實現自然的室溫調節。
結束語
可持續發展是當今世界重要的發展理念,建筑節能則是國家持續發展的大勢所趨。玻璃幕墻在建筑的外側構造上有著主導性的作用,是建筑進行熱量交換以及熱量傳遞的非常敏感的位置,其建筑墻體損失的熱量非常的大,在建筑中的能量消耗非常大,所以它在對熱量的節能方面有著非常重大的意義。
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