浅谈玻璃幕墙的“低碳”效能

摘　要：玻璃幕墙作为建筑的外围护结构，其热工性能直接影响到建筑本身的能耗及室内使用环境，本文针对玻璃幕墙的选材及构造的节能技术进行了分析，为提高玻璃幕墙的建筑节能提供参考，对目前世界及国内倡导的“低碳”和绿色建筑发展有一定的参考。

关键词：
建筑节能主要由建筑围护系统承担。在外围护结构中，作为现代建筑一大特色的玻璃幕墙，上世纪90年代在我国建筑工程中广泛应用。玻璃幕墙使建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑。然而，诸如玻璃选择不当，致使夏季透过玻璃的太阳能是其它材料墙体的数倍；选用的密封胶粘结效果差，胶条密封不严，导致冷、热风渗透情况严重；所用的型材、保温隔热材料不当等问题的存在使得普通玻璃幕墙在绿色建筑和低碳建筑推广过程中一直得不到应有的重视。本文着重从选材和构造两个方面加以分析和探讨，相应提出玻璃幕墙在建筑节能方面的作用。
1.材料选择
　　材料的选用对于玻璃幕墙的质量有着至关重要的作用，这里主要指以下几个方面。
　　1.1玻璃幕墙框料的选用
　　1.1.1　　断桥铝合金框料
　　为提高玻璃的保温性能，可以采用断桥铝合金型材。我们所见到的玻璃幕墙大部分也是铝合金为支撑构件的幕墙。隔热断桥铝合金的原理是在铝型材中间穿入隔热条，将铝型材断开形成断桥，有效阻止热量的传导。隔热铝合金型材门窗的热传导性比非隔热铝合金型材门窗降低40～70%，保温隔热性好。同时断桥铝合金结构经精心设计，接缝严密，防噪隔音效果好，试验结果表明，断桥铝合金结构的空气隔声量达到隔音30-40db，能保证在高速公路两侧50米内的居民不受噪音干扰，毗邻闹市也可保证室内宁静。并且铝合金型材可回收循环再利用，属绿色建材环保产品。
　　铝合金型材主要保证幕墙的力学性能，即强度、刚度和稳定性要求，同时又要满足美观及耐久性的要求。目前，国内可供选择的铝合金型材多采用定型幕墙系列，有多种型号的型材供选择，分为竖料、横料、固定件、启闭件、辅助件等。??
　　1.1.2　　钢框料
　　钢框架玻璃幕墙是玻璃幕墙系统里的一个特别领域，它适用于大跨度、大空间的建筑立面及采光顶。由于钢材具有比铝合金更低的导热性能，可以通过型材的选用和节点的构造实现既通透美观又节能环保的建筑外立面。此外，钢框架优良的耐火性能使幕墙既节能又安全防火，达到功能与形式的完美统一。
　　钢框架作为玻璃幕墙的一个特殊类别，与我们常见的铝合金比较，具有以下优点：1）钢材的强度是铝合金的三倍，可以用更细的型材承受更大的玻璃重量，玻璃尺度更大气，建筑立面更通透；2）钢材的热膨胀系数仅为铝合金的58%，在钢型材与墙体的连结部位对变形的要求更低，更容易保证其密封性能；3）钢的热传导率仅为铝的32%，从材料本身来讲，钢框具有更好的保温性能。
　　铝合金和钢框架两种框架系统在幕墙系统中承担着不同职能和分工，相互补充、相互依赖。合理材料的选用可以达到资源的节约和优化，从而为实现低碳的社会尽到一份责任。
　　1.2玻璃幕墙材料的选用
　　在玻璃幕墙中，玻璃所占的面积要比框大的多，所以更重要的是玻璃材料的选用。为了达到建筑节能的要求必须严格控制玻璃材料。
　　1.2.1　　镀镆玻璃
　　幕墙玻璃应尽量采用镀镆玻璃，因其镆层能有效阻碍太阳能向室内辐射。如采用单片镀镆玻璃时，应使用在线热喷法生产的产品(膜层牢固、耐久性好)。玻璃的厚度关系到结构安全，同时也影响热能的透射量，当采用框支承幕墙时，单片玻璃厚度不应小于6毫米，夹层玻璃的单片厚度不宜小于5毫米。
　　1.2.2　　低辐射玻璃
　　低辐射玻璃又称LOW-E玻璃，是镀膜玻璃的一种。其在夏季可以反射阳光中的红外线，节省空调费用；在冬季能使室内的热量重新反射回室内，减少热量流失，具双向节能效果。
　　1.2.3　　中空玻璃
　　在现代化高层建筑的玻璃幕墙中，还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃是一种良好的隔热、隔音、防结霜、防潮、抗风压强度大、美观适用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料。
　　中空玻璃是用两片或三片玻璃，使用高强度高气密性复合粘结剂，将玻璃片与内含干燥剂的铝合金框架粘结，制成的高效能隔音隔热玻璃。据实验检测，在冬天，当室外温度为－10℃时，室内单层玻璃窗前的温度为－2℃，而中空玻璃窗前的温度是13℃；而在夏天，双层中空玻璃可以挡住90％的太阳辐射热，虽然阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上不会感到炎热。因此，使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。
2.构造要求
　　玻璃幕墙在构造方面的节能措施应主要从以下两个方面着手。
　　2.1提高玻璃的气密性能
　　（1）支承结构和幕墙面板板块之间应采用弹性好、耐久性好的密封条或密封胶密封。通常采用硅酮结构胶等柔性连接。
　　（2）开启窗部位是玻璃幕墙中保温隔热的薄弱环节。所以玻璃幕墙开启窗的周边缝隙、明框幕墙玻璃与型材间隙宜采用两道或多道橡胶条密封，橡胶条拼接应严密(接缝处可注胶密封)，窗框料转角拼接处要注胶密封。
　　（3）玻璃幕墙与周边构件、实体墙面洞口边缘、楼板或隔墙外沿间的缝隙处要设置保温材料，并进行有效封堵设计，确保玻璃幕墙的保温性能。
　　2.2采取遮阳的措施
　　玻璃幕墙采用百叶、格栅、遮阳板等遮阳设施，可以最大限度减少阳光的直接照射，避免室内过热，从而达到更好的隔热节能作用。遮阳百叶有水平百叶和垂直百叶，分手控、电动及可调节百叶系统。根据建筑风格及需求，可选用不同形式、控制方式的遮阳系统。
3.结语
　　玻璃幕墙作为建筑外围护结构或装饰结构，除了满足建筑结构设计的强度、刚度、风压、抗震和温度变形等要求外，还要达到较高的环保节能要求。这就要求设计师在进行设计时要根据建筑物的使用功能要求以及不同地区的气候特点，正确地选择玻璃幕墙的材料并进行合理的构造设计，以使玻璃幕墙达到较高的建筑节能效果。
（作者单位：河南省郑州水利学校 河南郑州 450011） 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/sklw/hjkx/246335.html