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建筑玻璃幕墙的节能设计探析

      1 前言 
 
  近年来,随着我国经济与社会的迅猛发展,玻璃幕墙在建筑中的应用十分广泛。尽管在应用玻璃幕墙后,能够大大减少混凝土与钢筋等的使用量,并且这对降低资源的消耗产生更多有利影响;然而,若把玻璃幕墙当作外围护结构时,其各种性能都远不如传统墙体,如:保温性能与隔热性能,据统计,玻璃幕墙的热损失是传统墙体热损失的6倍左右。但是,玻璃幕墙能耗是建筑能耗的一半。由此看来,玻璃幕墙在建筑节能设计中占有十分重要的位置。 
 
  2 建筑玻璃幕墙的节能设计所要遵循的原则
 
  2.1 科学性 
  在对建筑玻璃幕墙节能进行设计时,要全面考虑各个因素的影响,如:功能、性能等。再选择更为科学的幕墙构造与结构。事实上,玻璃幕墙传热系数确定是由地区气候、建筑构造以及玻璃传热系数等共同决定的。 
  2.2 适用性 
  对不同地区的环境和项目实际情况进行全面考虑,再结合与之相关的规定,贯彻和落实国家节能政策。另外,还要把建筑耗能和舒适度二者关系处理好。 
  2.3 经济性 
  在建筑维护结构中,其玻璃幕墙是一重要部分,而且又是考虑建筑节能所不可缺少的一方吗,因此,对建筑节能设计要进行全面考虑,只有将节能和经济二者达到统一后,才能真正凸显出建筑节能设计的价值。 
 
  3 单层玻璃幕墙节能设计 
 
  3.1 降低玻璃幕墙使用面积 
  降低玻璃幕墙设计面积,能够减少夏季热透射量,这样一来,建筑室内温度不会非常热,从而减少对空调消耗;在冬季,能够大大降低热交换量,减少因玻璃的热量损失。现阶段,在建筑节能设计过程中,过于追求外观效果,并不是减少玻璃幕墙设计面积的一个最佳选择。 
  3.2 建筑方位设计 
  在建筑玻璃幕墙节能设计中,对建筑方位设计也是非常重要的。在设计时,要使建筑能够同时满足采光、通风以及遮阳等各种要求。一般来说,建筑方位都是朝南北方向配置的。在我国大部分地区,其建筑朝向都是采用坐北朝南的朝向。然而,在确定朝向时,还要结合地理环境、气候等条件,随着需求的改变而变化,并不是一成不变的。这样一来,在应用玻璃幕墙时,保证室内外温差不会过大。 
  3.3 材料选择 
  通常情况下,利用单片吸热玻璃或者是Low-E玻璃等,可以获得较好的节能效果,然而,这种效果相对是极其有限的,如果建筑玻璃面积偏大,那么则很难满足实际要求。但是,在选择使用上述玻璃而构成中空玻璃,则是非常好的一个选择。在应用中空玻璃后,既可以大大减少太阳能辐射热量,又能大大降低温差传热。因此,中空玻璃为建筑玻璃幕墙节能设计的首选材料。 
  3.4 遮阳节能技术 
  现阶段,室内遮阳常用的材料即为窗帘,但是,其遮阳效果则主要由窗帘的遮阳一面材料性质所决定的。如果选用的位普通布料,那么大量热量的吸入会造成室内温度不断升高,使空调能耗大大增大,所以,选择新型遮阳材料是极其重要的。目前,纳米材料既对紫外线照射有较强反射作用,又有较强的吸收性能,进而把所吸收的紫外线转变为热能。 
  
    4 双层玻璃幕墙节能设计 
 
  4.1 节能原理 
  在夏季,通常双层玻璃幕墙通过“烟囱效应”,利用自然通风进行换气,以便降低室内空气的温度;若在冬季,则是利用“温室效应”,既可以获得较好的保温效果,又能给大大降低取暖消耗。当双层玻璃幕墙在接受夏季高温照射时,会将幕墙通道中的空气予以加热,这样一来,空气便会由下向上流动,进而将通道中的热空气带走,以便快速降低室内空气温度。若在冬季,能够将双层玻璃幕墙的外层通风口予以关闭,从而使玻璃幕墙中的空气在接受阳光照射后,温度持续升高,缩小室内外温差,获得良好的保温效果,同时又能大大降低空调取暖费用的消耗。 
  4.2 强化通风或降温 
  一般来说,玻璃幕墙周围温度要比实际气象观测到的温度高出几度。如果为双层玻璃幕墙,那么在玻璃幕墙中换气量大小是由风俗与风向决定的,并不是受烟囱效应的影响;因此,在玻璃幕墙建筑节能设计过程中,要把双层玻璃幕墙空间和通风口隔开,这样做的主要目的的减少夏季热风向室内的倒灌。然而,此种节能设计所消耗的造价是非常高的,甚至会降低玻璃幕墙的保温性能。 
 
  5 热缓冲区的设置 
 
  事实上,热传冲区指的是玻璃幕墙与室内设置的空间,如:在设计过程中,常常会设置外包阳台。此种设计的节能原理是和双层玻璃幕墙大致相同,但是,因空间偏大,因此,为将通风问题处理的更加得当,那么要把热量进行合理的分流,这样一来,可以获得良好的降温功效,同时又能大大减少空调能耗。 
 
  6 对新型技能技术的探究 
 
  在我国,因能源相对短缺。所以,在未来几年内,诸多新型节能技术设计将会快速应用到其中,例如:太阳能建筑节能设计。玻璃幕墙为建筑的立面幕墙设计,因此,在合理利用太阳能方面具有一定的优势。现阶段,我国研制出利用光电幕墙来发电,此种幕墙指的是要在玻璃中加入复合光电池板块,同时在装配过程中要将玻璃和光电池板相连接,以便形成一个完整发电系统。特别是在夏季,此种幕墙能够充分利用吸收的太阳能转变成的电源,更好的满足用户照明等需求。 
 
  7 结束语 
 
  总体来说,当前节能成为世界各个国家所面临的一个焦点问题。近年来,由于我国科学进步与社会的发展,从而使得建筑理念不断在更新,因此,在建筑节能、资源利用以及环境保护等方面都提出了较高的要求,这使得玻璃幕墙在建筑中应用十分广泛。由于玻璃幕墙属于一种新技术,因此,节能效果和幕墙设计有十分紧密的关联。因此,我们必须使用科学、合理的手段,在玻璃幕墙建筑节能设计方面做出巨大努力。 
 
 
 

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