段涛

（中国新兴建设开发总公司，北京100039）

建筑玻璃幕墙节能技术探讨

段涛

（中国新兴建设开发总公司，北京100039）

为了改善城市空气质量，国家大力倡导节能环保理念。建筑行业是国民经济支柱型产业，在节能环保方面也要加大整改力度。如今越来越多的建筑行业都选择节能环保的建筑材料，其中玻璃幕墙就是一种既美观又环保的新型材料，近几年在建筑行业得到广泛的应用，促进了现代建筑行业的发展，为国家环保事业做出了巨大贡献。

建筑；玻璃幕墙；节能技术

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.021

1 引言

改革开放以来，我们国家的经济得到了迅猛发展，各行各业包括建筑行业也得到很大的发展。现在从事建筑的业主、设计师等相关人员的观念也随之转变，以前建筑受到经济发展制约，只是注重建筑的基本功能，现在节能、绿色、环保的理念越来越受到重视。建筑行业的节能、环保主要体现在建筑材料选择方面，因此，玻璃、铝材等新型节能材料在建筑中得到了广泛的应用。在建筑施工时使用玻璃幕墙可以节能，是一项可持续发展的技术。

2 玻璃幕墙的节能原理

传统的建筑外墙大多是混凝土或者黏土砖，施工材料不仅量大，而且不能有效地保证热量的散失和保留，对居住者而言没有舒适度的保证，同时也起不到节能环保的效果。而新型的玻璃幕墙不仅设计美观，材料用量少，造价低，而且能够充分地利用热量，达到节能环保的良好效果。

玻璃幕墙之所以能够成为节能环保的建筑材料，其节能原理如下：

（1）玻璃幕墙是透明的墙体，阳光透过玻璃可以通过辐射、对流以及传导三种形式进行热量的传递，这样建筑物就可以充分利用太阳能；

（2）除了以上3种传热方式，太阳能还可以通过直射的形式进入建筑物，从而使建筑物得到充分的太阳能。对于玻璃幕墙的节能效果是否达标，我们可以通过测试单位面积、单位温差以及单位温差内热量传递的焦耳量来判断，热量传递的焦耳数与热量损耗成正比，即能耗损失越大热量传递就越大，这种情况下玻璃幕墙就没有达到节能的效果；反之，玻璃幕墙就具有良好的节能效果。

（3）对玻璃幕墙节能效果的检测还可以通过确定遮蔽系数来判断，遮蔽系数越小证明节能效果越好。

因为，遮蔽系数越小证明阳光照射到房间的时候，玻璃所吸收的热量越小，就会有大部分的热量都传递给了房间，增加了房间对热量的利用，实现了节能的目的。

3 玻璃幕墙的节能技术分析

玻璃幕墙大多数都是由玻璃和铝合金组合而成的，在阳光照射房间时玻璃和铝合金会吸收一部分热量，剩余的热量传递到房间内。然而我们知道玻璃和铝合金的传热系数都比较高，同时热透率也比较大，所以我们必须通过控制玻璃和铝合金吸收的热量，也就是在热量通过辐射、对流以及传导方式经过玻璃和铝合金时尽量减少损失热量，这样被房间吸收的热量就会增加，从而达到节能的效果。

3.1 玻璃部分的节能技术

玻璃是玻璃幕墙的主要材料，同时也是吸收太阳能的良好导体。所以，要想实现玻璃幕墙的节能，必须首先控制好玻璃部分的热量传递。

3.1.1 选择节能型玻璃

当前，我国玻璃幕墙所选用的玻璃类型多种多样，不同类型的玻璃在节能效果上也不尽相同。所以，在建筑施工选择玻璃幕墙时，首先要选择节能型的玻璃，其次根据建筑物的设计与实际功能选择合适的玻璃类型。

3.1.2 选择传热系数低的玻璃

对于一些公共建筑来说，玻璃幕墙就是建筑的外衣，其中玻璃占据建筑立面面积的大部分，玻璃直接参与热交换，因此，建筑是否节能，玻璃材料的选择成为建筑节能的关键。普通透明玻璃，它的导热系数（K值）偏高，对太阳辐射和远红外热辐射也没有有效限制，因此用在建筑立面时候，夏季进入室内的热量越多，冬季室内散失的热量也越多。为阻挡太阳热辐射，必须对玻璃进行一定的处理。在玻璃上添加可以吸热物质，制成热反射玻璃、Low-E玻璃等。玻璃镀膜后大大改善了阻挡太阳热辐射的性能，为防止镀膜层暴露在空气中，时间长了会出现一些颜色、功能上的损害，一般放在中空层里面。吸热玻璃把阳光的热量吸收在玻璃上，从而起到隔热的效果，但同时透光率下降，这样就相互矛盾。热反射玻璃反射太阳能，因而不太适合寒冷地区。低辐射镀膜玻璃是在上世纪末期发展起来的新型玻璃，其辐射率最低可以降至0.05，是普通玻璃的十分之一左右，提高了节能效果。而遮阳型透明Low-E玻璃采用独特的镀膜技术制作而成，除本身具有低辐射性能外，它还具有控制阳光的性能。

一般来说，单片吸热玻璃或热反射玻璃、Low-E玻璃有一定的节能作用，但效果是有限的。现在玻璃原片进行深加工处理，玻璃钢化后，用两片或多片玻璃进行中空合片、夹胶合片、中空夹胶合片组合玻璃应用相当广泛。对于中空玻璃，外片玻璃一般采用吸热玻璃、热反射玻璃、吸热的Low-E玻璃,内片采用透明玻璃、Low-E玻璃等。这样，外片玻璃吸收绝大部分太阳辐射热，而空气层将外片玻璃的热辐射阻挡在外面，大大降低了对室内产生二次辐射传热。中空玻璃能有效地阻止温差传热，也能降低太阳辐射。南、北方的温差传热和保温有很大差异。在北方，冬季寒冷，白天尽量让减少玻璃对太阳短波辐射的阻挡，让热量尽可能地传递到室内。在南方，夏季太阳直射强室外高温，中空玻璃首先要反射太阳短波辐射或吸收，再利用中空玻璃的中空层隔绝温差传热和长波辐射，而使得室内空调等设备能耗降低。中空玻璃的隔热性能主要因其中空层气体处于一个封闭的空间，气体不产生对流，而且空气的导热系数比玻璃的导热系数低得多，大约不到玻璃的1/27，中空玻璃四边的密封胶导热，对流和传导在中空玻璃的能量传递中占的比例较小。中空玻璃的隔热性能提高，也可以调节中空层的厚度或改变中空层中气体的介质来实现，但中空层不宜过大，合理的间隙是9～12mm；中空层介质可以选择一些惰性气体如氩气、氮气或真空，这样就大大降低了中空玻璃的传热系数，能达到1.26～2.0W/(m2·K)。需要注意的是，各种中空玻璃有着不同的节能效果，选用时，根据建筑物的整体需求和能耗要求，合理选择不同部位的玻璃配置，综合考虑质量、功能要求、装饰效果、经济性等。现阶段双层Low-E镀膜玻璃，甚至3层Low-E镀膜玻璃也开始在建筑玻璃幕墙中应用。

3.2 铝合金部分的节能技术

玻璃幕墙中除了玻璃是主要的热导体外，铝合金也是吸收热能的重要通道。所以说，控制铝合金吸收热量也是实现玻璃幕墙节能的重要措施。要控制铝合金吸收热量就要采取措施阻隔热量的传递，因此，在选择铝合金材料时尽量选择隔热性能强的节能型铝合金。经验表明，铝的导热性是极强的，因此，明框玻璃幕墙在用铝合金作为幕墙龙骨的时候，室内外温度会快速交换，在冬季或者夏季，这种快速交换就会造成极大的能耗。要想提高铝合金的隔热性能就要降低其热导率。现在玻璃幕墙设计中大多选择断桥隔热铝合金型材，隔热条是铝合金材料重要的组成部分，对于铝合金的热量吸收具有直接的影响作用。隔热条的作用是阻隔热量的传递，目前，在隔热条的基础上出现了一种新型的隔热断桥技术，它是利用聚酞胺尼龙为材料将铝合金分成2个部分，使铝合金内部产生一个连续的隔热区域，有效阻隔热量的传递，达到较高水平的节能。断桥铝型材不仅热传导的通道被堵，同时被阻隔的还有声音。这种断桥铝材料节能效果非常高，因此在很多对节能水平要求高的建筑中得到广泛的应用。

3.3 玻璃幕墙设计方面的节能

虽然玻璃幕墙是一种节能型建筑材料，但是在建筑设计中要进行合理的设计才能使其达到良好的节能效果。在建筑设计中影响玻璃幕墙节能效果的因素有：建筑的朝向、建筑面积、建筑高度等，因此，建筑设计师必须综合多方面的因素才能对建筑幕墙进行设计，进而达到高标准的节能效果。首先，建筑物的朝向是影响玻璃幕墙设计的直接因素。因为太阳辐射可以通过玻璃幕墙而进入房间，建筑物朝向的不同，导致了房间吸收热量的不同。在我国房屋通常都是坐北朝南，朝南的一侧可以吸收到充足的阳光，所以玻璃幕墙设计的最佳位置是朝南，尽量避免朝西或者朝东，阻碍房间对热量的吸收。另外，玻璃幕墙可能会造成反射，所以最好不要面朝居民楼，影响居民的正常生活，造成光污染的现象。最近几年，在一些大型公共建筑中，设计师采用双层呼吸式玻璃幕墙的设计，顾名思义，双层玻璃幕墙由内、外两层玻璃幕墙组成，内外幕墙之间形成一个500～1000mm相对封闭的通风间层，空气从外层幕墙下部的进风口进入，从上部的排风口排出，调节室内温度。在寒冷地区，经过合理的设计，呼吸式内、外循环双层玻璃幕墙均可采用，在建筑成本允许的情况下，合理应用双层玻璃幕墙时，它与同类建筑的标准能耗相比，可以达到节能率50%左右。

4 建筑工程施工中的玻璃幕墙节能技术

在玻璃幕墙施工阶段，对各种不同金属材料、构配件连接处添加柔性垫片或绝缘垫片，防止电化腐蚀和热量传递。结构胶施工要规范，必须在温度和湿度相对稳定的车间施工，耐候密封胶施工前要清洁玻璃，雨天、夜晚、低温、大风天气等环境下禁止打胶作业，在接缝内打耐候胶应两对面私结，不允许三面私结。幕墙与各层楼板、隔墙以及收边收口出需用封堵岩棉（矿棉）应填充密实，不仅防火，还能有效提高隔热保温性能，幕墙玻璃周边及建筑物内、外装饰间所留缝隙，要采用柔性材料嵌填密封，上、下横梁及边立柱与主体结构间空隙处宜用发泡剂或保温棉填充后再做装饰处理。

5 结语

伴随我国经济的发展，人们生活水平的提高，居民对于生活品质的要求也越来越高。玻璃幕墙的出现不仅对于节能环保有重要的现实意义，而且也提高了居民的生活品质，对于居民的身心健康都是有积极作用的。因此，相关工作人员还要不断地开拓创新，在此基础上研究更加节能环保的建筑材料，促进建筑行业健康、持续、稳定地发展。

【1】翁启奋.建筑玻璃幕墙节能技术探讨[J].福建建材，2012（9）：86-87.

【2】曾连杰.建筑玻璃幕墙的节能技术探讨[J].中国新技术新产品，2013（18）：75.

【3】宋哲.建筑玻璃幕墙的节能技术探讨[J].门窗，2015（9）：16.

Discussion on Building Glass Curtain Wall Energy Saving Technology

DUANTao
（ChinaXinxingConstructionandDevelopmentGeneralCorporation,Beijing100039,China）

Inordertoimproveurbanairquality,thestateadvocatesthe concept ofenergyconservation and environmental protection .Construction industryis a pillar of national economy,but in terms of energy conservation and environmental protection also have to take efforts to intensify the rectification.Nowmore and more construction industry choose the energy conservation and environmental protection buildingmaterials,as a environment-friendly and beautiful new material, glasscurtainwall iswidelyused in the construction industryin recent years, promoted the development of themodern construction industry, andmade agreatcontributiontoenvironmentalprotectioncareerforthecountry.

building;glasscurtainwall;energysavingtechnology

TU5

A

1007-9467（2016）07-0034-02

2016-6-12

段涛（1978～），男，广东深圳人，从事幕墙设计施工研究，（电子信箱）827564134@qq.com。