探讨玻璃幕墙的节能措施和节点构造设计

探讨玻璃幕墙的节能措施和节点构造设计

谢冯丽娟

广州江河幕墙系统工程有限公司广东省广州市511340

摘要：玻璃幕墙是目前建筑外围的围护结构，由于美观明亮的特点，在新型建筑物幕墙上的应用越来越广泛，玻璃幕墙的节能问题也逐渐被人们所关注。本文首先探讨了玻璃幕墙的节能原理，然后分析了建筑玻璃幕墙工程中的节能措施，最后对建筑玻璃幕墙节点构造设计进行分析。

关键词：玻璃幕墙；节能措施；节点构造设计

前言

在现在建筑中玻璃幕墙的使用越来越广泛，为了使玻璃幕墙具有更高的稳定性，在幕墙施工过程中运用了大量的新型技术和新型材料，虽然幕墙具有美观性的特点，但是也面临高能耗的问题，为解决这一问题，就必须在设计建造过程中对建筑材料和建造技术进行多方面考虑，从而达到绿色环保的设计要求。

一、玻璃幕墙的节能原理

（一）玻璃幕墙概述

玻璃幕墙是建筑物外围的围护结构，而且由于玻璃的特点，同时起到一定的装饰作用，通过支撑结构体系可以实现玻璃幕墙的位移性。由于玻璃幕墙的美观性，被广泛应用于现代建筑设计和装饰之中。除了玻璃幕墙的美观性，人们广泛应用玻璃幕墙还因为其节能性。

（二）玻璃幕墙的节能原理

玻璃是一种透明的材料，可以通过对流、辐射、热传导这三种方式对热能进行传递。除了这三种方式之外，传导热能的方式还包括对太阳光的透射。人们在判定玻璃传递热能能力的时候，可以通过在单位温差条件下，单位面积玻璃在单位时间内传导的焦耳数来决定，焦耳数越大说明通过玻璃的保温性能越差，对节能越不利。此外，测定幕墙的节能效果还可以通过遮阳系数来进行研究，在相同条件下，将玻璃幕墙和相同面积的玻璃放在阳光下，通过太阳光的透射比测定玻璃的遮阳系数，遮阳系数小的玻璃节能型越好。当太阳光照射在玻璃上时，一部分阳光会直接透过玻璃照进室内，另一部分阳光会被玻璃吸收转化成热能，提高室内的温度，进而达到节能的效果。

二、建筑玻璃幕墙工程的节能措施

（一）保温隔热设计

建筑物在使用玻璃幕墙之后，虽然增加了美观性和建筑的整体采光性，但由于整体通透面积的增大，室内热量流失速度也比较快，为保持室内温度，空调耗电也会增加，所以为达到绿色节能的目的，要对玻璃幕墙进行保温隔热设计。在夏天，由于玻璃幕墙的隔热设计，可以折射太阳光，使室内的温度不会由于玻璃幕墙的隔热性能差而增高。在冬天不会由于玻璃幕墙的保温性能差而使温度变低。实现保温隔热设计应用最广泛的方法是使用多层中空玻璃。多层中空玻璃可以减少对热能的传导，在室外温度在-10摄氏度左右时，使用多层中空玻璃的室内温度比使用单层玻璃的室内温度要高10摄氏度左右。而且在夏天时，多层中空玻璃在折射阳光时会损耗阳光的能量，使传导到室内的热能较少，室内温度适中，减少了空调的使用，达到节能减排的目的。

（二）玻璃幕墙遮阳设计

室内温度除了受到玻璃隔热性能的影响之外，还受到阳光直射的影响，对玻璃幕墙进行遮阳处理，可以减少阳光透射对室内温度的影响。目前，常用的遮阳方法有两种，第一，玻璃幕墙自带遮阳功能，比如，在玻璃上贴遮阳镀膜或者使用毛沙表面的玻璃，阳光在照射在玻璃上之后可以通过吸收或者折射作用，减少进入室内的阳光量。第二，是在室内外放置遮阳物，比如在室内放置大型的绿植或者窗帘、遮光板等，尽量减少阳光的透射。在外部遮阳打开可分为水平式、垂直式、综合式以及挡板式遮阳方法，在遮阳板放置过程中要考虑空气流通情况以及正常采光情况，根据不同的条件以及不同的要求，合理应用遮阳的方法[1]。

（三）保持室内通风

室内通风对于高层建筑是很重要的一点，通常写字楼为了美观会大量使用玻璃幕墙，这就导致写字楼的自然通风性能比较差，而且写字楼内人员密集，缺少通风的环境将有利于细菌的滋生和疾病的传播，对人们的身体健康带来一定的危害。所以在建筑玻璃幕墙设计时，要充分考虑建筑物通风的问题，如果室内拥有好的通风条件，则可以减少对室内通风系统的使用，所以通风问题同样是环保节能问题中的一种。保持室内通风的主要方法之一是增加玻璃幕墙外窗的数量，但是外窗数量过多，将会造成室内热量的大量流失，而外窗数量过少又会影响室内的通风效果，所以在进行建筑物玻璃幕墙外窗设计时要充分考虑风向、人流量、气候等因素。同时为了保证玻璃幕墙的节能效果，外窗的封闭性一定要好。

（四）合理运用建筑玻璃幕墙断热型材

玻璃幕墙的导热系数通常是由玻璃自身和封条材料决定的，封条材料大多选择密封条和密封胶。另外玻璃幕墙中框架材料对于绿色节能也很重要，型钢框架和铝合金型材骨架由于属于金属骨架，在热能传导过程中，容易产生冷桥和热桥现象，被广泛应用于玻璃幕墙建造之中，随着科学技术的发展，现在所使用的框架多是将低导热性的隔离物插入在两种高导热性的金属框架之间，从而形成有效的隔热层，阻断热量通过幕墙框架流失的方式，这就是断热型材。断热型材在实际应用中具有很多优点，比如构造合理、强度高、刚性好、热阻大等等，不同类型的隔热型材还具有隔声节能功能、抗风功能等等。

三、建筑玻璃幕墙以及节点构造设计

（一）双层玻璃幕墙

双层玻璃幕墙是指由内外两层幕墙组成，与单层幕墙有很大区别。双层幕墙中内幕墙常常选择明框幕墙个或者活动窗、检修门的方式，以便日后的维护工作；外幕墙多为框幕墙和点支玻璃幕墙。双层玻璃幕墙的内外层结构是有差异的，内部结构多使用铝合金、明框玻璃幕墙；外部结构中常使用点式、隐式玻璃幕墙。两层幕墙之间留少量的缝隙可以减少热量的流失，另外在两层玻璃之间加入导热性能差的惰性气体，同样可以起到保温隔热的效果，这样的幕墙称之为双层中空玻璃幕墙[2]。

（二）双层玻璃幕墙的分类

目前建筑玻璃幕墙中应用双层玻璃幕墙大致分为两类，一种是封闭式内循环幕墙，另一种是开敞式外循环幕墙。

1.封闭式内循环幕墙

封闭式内循环幕墙是指在室内形成热循环，气流随着地面通风口流到上部排风口排出去，在室内形成循环系统，由于外部幕墙完全封闭，只在室内形成空气循环，既能保证室内空气的有效流通，又能减少能量的流失，达到了保温隔热的要求。但是空气内循环时要用到机械设备。

2.开放式外循环幕墙

开放式外循环中主要使用中空玻璃，在外墙中开设进风口和出风口，这时室外气体流通时可以在外幕墙中形成热通道，可以将室内的热量带走。这种靠自然气流循环减少热辐射的方法大大节约了能源的消耗，是目前应用最广泛的方法。

（三）玻璃幕墙的节点设计

节点设计主要为体现玻璃幕墙的美观性，通常通过连接点的形式不同以及材料不同体现不同的美感，比如水立方的设计中，通过不同节点的设计，给人波涛磷磷的感觉，所以在进行玻璃幕墙节点设计时要充分考虑到建筑物的结构特点以及建筑意义，运用不同的材料、工艺体现不同的美感。

结语

随着时代的发展，建筑在外观设计上越来越要求美观性，可是在满足建筑外观美观性的同时，还要遵循节能环保的原则。在使用玻璃幕墙时，要在科学合理的设计之下选择节能型玻璃、铝合金型材和封堵材料，同时还要从人文的角度出发，考虑建筑的采光性和通风性，为人们创造舒适的工作、生活环境。

参考文献

[1]姜光明,孙峰.玻璃幕墙的节能措施和节点构造设计[J].居舍,2018(23):107.

[2]游翔.玻璃幕墙的节能措施和节点构造设计[J].工程建设与设计,2018(05):31-33.