淺談幕墻節能環保技術

唐海艷

摘要：節約能源和保護環境已成為當前人類社會尋求可持續良性發展的主題之一。環保要求節能，節能促進環保。近些年“開放與交流，舒適與自然，環保與節能”逐漸成為新世紀國際建筑的三大原則，建筑節能成為世界性潮流，綠色建筑概念大行其道。綠色建筑使用綠色材料和綠色能源，在制造、使用過程中造成的地球環境負荷最小，有利于人類健康。它滿足可持續發展的需要，做到了發展與環境的統一，現代與長遠的結合。作為現代建筑的象征，玻璃幕墻在世界范圍內得到了越來越廣泛的應用。而包括幕墻、門窗在內的建筑外圍護結構綜合考慮占建筑能耗的75%以上。所以玻璃幕墻的節能和環保問題顯得極為重要。

關鍵詞: 節能環保 , 幕墻 , 新型玻璃 ,光電幕墻

中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A

一、作為建筑物的一種外圍護結構，幕墻的功能要求主要有以下幾個方面： 1） 滿足結構性的強度、安全性要求； 2） 控制熱量傳遞； 3） 控制空氣交換； 4） 控制日光照射； 5） 控制凝結水汽； 6） 控制雨水滲透； 7） 控制噪聲； 8） 控制火災； 9） 建筑美學功能； 10） 滿足經濟性要求。

二、當今社會幕墻發展的趨勢

根據國家公共設計節能標準，由此引申出了綠色環保節能幕墻的概念。綠色環保節能型幕墻成為當今幕墻設計的一大主流。綠色環保節能幕墻就是具有無污染(或者污染很低)、并具有環保和節約能源功能的幕墻，這是幕墻今后發展的必然趨勢。目前應用比較多、研究比較多的主要有三類：光電幕墻、雙層玻璃幕墻以及生態幕墻。

三、建筑節能對玻璃幕墻的新要求

我國是建筑業大國，建筑業也是我國國民經濟的重要組成之一。我國每年完成的建筑工程總量約為20億㎡，越占全世界建筑總量的50%。我國已建成的建筑面積總量約430億㎡，累計已建成節能建筑總面積約有28.5億㎡，僅占城鎮現有建筑總量的16.1%。同時，我國建筑能耗是相同氣候條件發達國家建筑能耗的2到3倍，在全面建設小康社會的進程中，節能減排的任務十分艱巨。建筑節能是提高住宅舒適度，降低使用費用的基礎，也是可持續發展的迫切要求，只有把資源節約、降低能耗放在突出位置，才能更好地促進和諧社會的建設。

建筑節能65%主要由建筑圍護系統承擔。在外圍護結構中，作為現代建筑一大特色的玻璃幕墻，上世紀90年代在我國建筑工程中得到廣泛應用，但也存在諸多問題，比如選擇玻璃不當，致使夏季透過玻璃的太陽能是其它材料墻體的數倍；選用的密封膠粘結效果差，膠縫施工不到位，膠條密封不嚴，結構變形產生裂縫，導致冷、熱風滲透情況嚴重。

四、幕墻節能材料的選用

（一）玻璃的選用

在目前建筑設計中，針對建筑物外窗和玻璃幕墻，玻璃占的面積是絕大部分的，因為它可以參與的熱交換的面積較大，這樣使之成為了幕墻和窗節能的關鍵部分。伴隨著科學技術的發展，新型節能的玻璃材料不斷地被研究出來，并得到廣泛運用，下面針對一些應用較多的材料進行剖析：

（1）陽光輻射控制玻璃

這類玻璃材料主要是采用改變玻璃的光學特性來實現對太陽能輻射進行選擇的技術，該技術能夠進行選擇性屏蔽一些輻射，從而能夠達到異性環保節能效果，主要有光譜選擇透過性玻璃和透過率可調玻璃：①光譜選擇性透過玻璃，它實際上是Low-E玻璃和熱反射玻璃技術的延伸，即通過在玻璃表層覆蓋一層特殊性質的材料涂層，這種玻璃材料能夠選擇不同波長的太陽輻射和熱輻射。②透過率可調玻璃，這種類型的玻璃能夠伴隨環境的變化來改變自身的透過特性，能夠實現對太陽輻射能量的控制，進而達到滿足節能的要求。這種玻璃根據其改變特性的機理可以分為熱致變色玻璃、電致變色玻璃和光致變色玻璃。這三種類型的玻璃中，光和電致變色玻璃已經引起了幕墻行業相關人士的廣泛關注，并且得到了一定的應用。在實際生活中，光致變色玻璃的可見光透過率能夠是現在75%-25%范圍內變化，太陽能輻射的透過率變動能夠實現53%-23%范圍內變化，電致變色玻璃在短短的五分鐘內可以時間可見光透過率67%-10%以及太陽輻射66%-10%的變化。

（2）隔熱玻璃

隨著技術的發展，一些新型隔熱玻璃在中控技術上不斷被研發出來，主要有以下幾種：①惰性氣體隔熱玻璃，這種玻璃是通過往中空玻璃的空腔內注入惰性氣體得到的。如今，國外市場上已經出現了充氯氣的4mm-8mm-4mm-8mm-4mm三層中空玻璃，該種玻璃是結合Low-E技術形成，它的傳熱系數達到了0.7W/(m2·K)。②氣凝膠隔熱玻璃，氣凝膠是一種多孔性的硅酸鹽凝膠，其體積的95%為空氣，這種氣凝膠中的氣泡比較小，一般小于20mm，因此，具有較好的隔熱性能，而且還不會阻擋和折射光線，因為其顆粒遠小于可見光波長。然而這種氣凝膠物質長時間使用后會出現沉降現象，這也是目前限制其大范圍商業化應用的主要原因。

（二）鋁合金型材選用

在選用窗框材料時，需要考慮不同材料的玻璃幕墻和采光頂等外窗的傳熱系數影響，這個因素是選擇材料時不可缺少的條件。目前，一些塑料窗框和木窗框由于本身的傳熱系數很小，加上其對外窗的傳熱系數影響也很小，因此在選用作為節能窗框時，很少考慮。相對而言，鋁合金和鋼窗框等材料本身的導熱系數大，加上其對外窗的傳熱系數影響較大，需要采用斷橋處理。這種斷橋處理針對鋁合金材料來說有很多種，比如，聚酷膠（PA)斷熱條和聚氨酷（PU）等等，對于一些對保溫性能要求非常高的外窗應考慮選擇斷橋效果較好的鋁型材。

五、現階段提高玻璃幕墻節能保溫性能的主要措施有：

1.熱反射玻璃的主要功能是反射室外的太陽輻射能，從而降低室內的溫度，節省空調費用的開支。它的可見光透過率較低，一般8%-40%，其反射光的顏色豐富多彩，裝飾效果極佳。低輻射玻璃則正好相反，它的主要功能是阻止室內的輻射能量泄向室外，而允許太陽能輻射盡可能多地進入室內，從而維持室內的溫度、節省暖氣費用的開支。這種產品的可見光透過率很高，其反射光的顏色極淡，幾乎難以看出。適當控制低輻射玻璃的透過率使它既能反射部分太陽能輻射，也能阻止室內的熱輻射泄向室外，從而形成一堵隔離輻射能的窗。

2. 采用鋁塑復合材料、“斷熱橋”型材等高熱阻材料應用技術；

3. 減少開啟窗扇面積、提高密封膠性能、改進節點密封性能等降低空氣滲透熱損失技術；

4. 采用百頁、格柵等遮陽設施，以減少太陽輻射得熱等。

結束語：長期以來，人們總是認為幕墻建筑不節能，但是從分析中可以看到，隨著科學技術的不斷發展，幕墻節能材料和節能系統的不斷完善，玻璃幕墻也可以做出符合節能要求的建筑物。幕墻節能，并不是人們想象中的存在技術上的問題，更多的是我們對它的重新認識與合理運用。

參考文獻

[1]龍文志.熱通道幕墻及智能幕墻[A].2009年全國鋁合金門窗幕墻行業年會論文集錦.

[2]趙國臣.光電幕墻技術[A].2009年全國鋁合金門窗幕墻行業年會論文集錦.

[3]趙建生.淺談開放式金屬幕墻系統[A].2009年全國鋁合金門窗幕墻行業年會論文集錦.