轉變建筑節(jié)能玻璃墻設計理念（上）

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　　玻璃幕墻是現(xiàn)代化建筑的主要外圍護結構之一，其設計不僅要滿足建筑美學和建筑功能的要求，而且要更多地考慮熱工設計，充分體現(xiàn)當前國際上流行的建筑設計三大原則：“開放與交流、舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能。”

　　現(xiàn)階段，大多數提高玻璃幕墻節(jié)能保溫性能的工程主要措施是采用鍍膜玻璃、Low-E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃及隔熱斷橋鋁型材降低結構傳熱系數K、消除結構體系“熱橋”、降低空氣滲透熱損失、減少開啟窗扇面積、提高其密封性等?？傊?，尚停留在消極設防的設計思想階段。

　　轉變設計理念：變被動為主動

　　玻璃幕墻的熱工設計，應該追求設計功能的主動性和積極性，變被動設防為主動利用能源的設計思想，為了減少冬季采暖供熱的熱損失和能源消耗，為了減少夏季空調制冷的熱襲入和能源消耗，玻璃幕墻熱工設計的發(fā)展趨向是：對于以采暖供熱為主的幕墻追求達到溫室效應，對于以空調制冷為主的幕墻追求達到冷房效果，無論何種幕墻都將追求合理利用太陽能。動態(tài)幕墻（也稱熱通道幕墻、雙層通風幕墻）是一種很好的發(fā)展方向，由光電板系統(tǒng)和幕墻系統(tǒng)組成的光電幕墻也是主動利用太陽能的一個應用發(fā)展方向，綜合運用光能、熱能、電能的智能玻璃幕墻是最理想的發(fā)展方向。

　　進行幕墻熱工設計時，必須對其復雜的傳熱過程和傳熱方式進行分析和研究。玻璃幕墻的傳熱過程大致有三種途徑：一是玻璃和鋁合金（不銹鋼）金屬框格的傳熱：通過單層玻璃的熱流傳熱，通過金屬框格傳熱，通過玻璃的鍍膜層減少輻射換熱；二是幕墻內表面與室內空氣和室內環(huán)境間的換熱：內表面與室內空氣間的對流換熱，內表面與室內環(huán)境間的輻射換熱；三是玻璃幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱；外表面與周圍空氣間的對流換熱，外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱，外表面與空間的各種長波（如電磁波、紅外線等產生的長度）輻射換熱。四是普通玻璃幕墻采用單層玻璃和鋁合金型材的梁柱結構，而節(jié)能玻璃幕墻則應從上述三種途徑加以考慮：第一種途徑（熱傳導）對節(jié)點設計影響最大，針對玻璃的導熱性能，設計時采用中空玻璃；針對鋁框的導熱性能，設計時采用尼龍66等結構塑料，形成“斷橋”，可增大熱阻，減少熱傳導，從而設計隔熱幕墻。在此基礎上，再考慮第二種途徑（熱對流）和第三種途徑（熱輻射），在構造上采用雙層Low-E玻璃，上下端對流開口，從而設計動態(tài)幕墻。

　　隔熱幕墻的節(jié)點設計

　　隔熱幕墻的節(jié)能原理是采用中空玻璃和隔熱斷橋鋁型材來實現(xiàn)節(jié)能的。隔熱斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產生一個連續(xù)的隔熱區(qū)域，利用隔熱條將鋁合金型材分隔成兩個部分。隔熱條“冷橋”選用材料為聚酰胺尼龍66，其導熱系數為0.3W/（m2K），遠小于鋁合金的導熱系數210W/（m2K），而力學性能指標與鋁合金相當。20世紀70年代末，隔熱斷橋鋁型材在國外問世，主要用于高寒地區(qū)的鋁合金門窗，到20世紀80年代末開始用于高寒地區(qū)的有框玻璃幕墻。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也開始把它用于明框隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻及點支式隔熱玻璃幕墻。