摘要：隨著現(xiàn)代建筑透明度的越來(lái)越高，玻璃幕墻及窗戶(hù)面積越來(lái)越大，節(jié)能和建筑玻璃幕墻及窗的矛盾也就越來(lái)越突出，這就需要從多方面著手解決玻璃幕墻及窗的能耗問(wèn)題。

    關(guān)鍵詞：玻璃幕墻及窗；節(jié)能措施；窗墻面積比例；傳熱系數(shù)；遮陽(yáng)系數(shù)值；遮陽(yáng)構(gòu)造 能源問(wèn)題已成為21世紀(jì)的熱門(mén)話(huà)題，建筑作為耗能的大戶(hù)已經(jīng)越來(lái)越引起人們的關(guān)注。門(mén)窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，是建筑物外圍開(kāi)口部位，也是房屋室內(nèi)與室外能量阻隔最薄弱的環(huán)節(jié)。有關(guān)資料表明，通過(guò)門(mén)窗傳熱損失能源消耗約占建筑能耗的28％，通過(guò)門(mén)窗空氣滲透能源消耗約占建筑能耗的27％，兩者總計(jì)占建筑能耗的50％以上?？梢?jiàn)，建筑節(jié)能的關(guān)鍵是門(mén)窗節(jié)能。隨著現(xiàn)代建筑透明度的越來(lái)越高，玻璃幕墻及窗戶(hù)面積越來(lái)越大，節(jié)能和建筑玻璃幕墻及窗的矛盾也就越來(lái)越突出，這就需要我們從多方面著手解決玻璃幕墻及窗的能耗問(wèn)題。

    一、玻璃幕墻及窗耗能的主要原因

    玻璃幕墻及窗主要由玻璃和金屬型材組成，它們的傳熱系數(shù)都相對(duì)較高，幕墻及外窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，同時(shí)玻璃作為一種透明材料，熱透射率高，其能耗占建筑總能耗的比例較大，其中傳熱損失約為l，3，空氣滲透約為1，3。傳熱有對(duì)流、輻射、導(dǎo)熱三種基本的方式，玻璃幕墻及窗的傳熱是上述三種方式綜合作用的結(jié)果，空氣滲透是由于幕墻及窗的氣密性不高而造成。

    二、玻璃幕墻及窗的節(jié)能措施

    (一)控制玻璃幕墻及窗的面積比例

    《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一GB50189—2005)中對(duì)建筑中玻璃幕墻及窗的使用提出了嚴(yán)格的限制，建筑每個(gè)朝向上的窗包括透明幕墻)墻面積比例均不得大于O．70。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同窗墻比的窗(包括透明幕墻)的傳熱系數(shù)作了明確規(guī)定，窗墻比越大的對(duì)窗(透明幕墻)的傳熱系數(shù)限值要求越高，這就要求玻璃幕墻比例越大時(shí)，越應(yīng)增加投資選擇節(jié)能系數(shù)更高的幕墻。當(dāng)然，這些規(guī)定并不是說(shuō)純玻璃幕墻的建筑不能存在，而是要求必須至少有一定面積的外墻(不少于30％)與玻璃幕墻間隙內(nèi)必須填充保溫隔熱材料，這部分外墻可以采用非透明的玻璃，如彩釉玻璃，甚至采用透明的玻璃，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意玻璃背后的保溫隔熱材料的視覺(jué)效果。

    在建筑設(shè)計(jì)中窗并不是面積越小越好，在滿(mǎn)足自然采光通風(fēng)的條件下，冬天透過(guò)幕墻及窗的日照能夠節(jié)約一定的采暖能耗。不同地區(qū)什么數(shù)值的窗墻比能達(dá)到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)是科研人員應(yīng)該通過(guò)大量試驗(yàn)分析的。節(jié)能規(guī)定在一定程度上給建筑師的創(chuàng)作帶來(lái)一定的制約，建筑師使建筑透明化的欲望不可避免地與建筑節(jié)能相矛盾，但建筑師的視野不應(yīng)僅僅局限于外在形式上，建筑的內(nèi)在品質(zhì)應(yīng)是更為重要的內(nèi)容。

    (二)降低玻璃幕墻及窗的傳熱系數(shù)．提高玻璃的熱阻。選擇高性能的中空玻璃，如采用暖邊間隔條、中空層填充惰性氣體，甚至為真空的中空玻璃。

    1．提高金屬型材的熱阻。

    窗最好采用塑鋼復(fù)合窗、塑料窗及斷橋隔熱型節(jié)能型材，這樣可避免金屬窗產(chǎn)生的冷橋。

    2．提高幕墻及窗的氣密性，減少室內(nèi)外空氣對(duì)流傳熱。

    在保證日照、采光、通風(fēng)、觀(guān)景要求的條件下，盡量提高住宅外窗的氣密性，減少冷空氣滲透。如設(shè)置泡沫塑料密封條，使用新型的、密封性能良好的窗材料。而窗框與墻間的縫隙可用彈性松軟型材料(如毛氈)、彈性密閉型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及邊框設(shè)灰口等密封；框與扇的密封可用橡膠、橡塑或泡沫密封條以及高低縫、回風(fēng)槽等；扇與扇之間的密封可用密封條、高低縫及縫外壓條等；扇與玻璃之間的密封可用各種彈性壓條等。

    3．采用性能更為優(yōu)異的雙層通風(fēng)幕墻系統(tǒng)。

    雙層通風(fēng)幕墻的基本特征是雙層幕墻和空氣流動(dòng)、交換，所以這種幕墻被稱(chēng)為雙層通風(fēng)幕墻。雙層通風(fēng)幕墻對(duì)提高幕墻的保溫、隔熱、隔聲功能起到很大的作用。但雙層通風(fēng)幕墻的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用材料較多，成本較高。

    (三)控制玻璃幕墻及窗遮陽(yáng)系數(shù)值

    衡量外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能除了傳熱系數(shù)外，另一個(gè)指標(biāo)就是遮陽(yáng)系數(shù)。遮陽(yáng)系數(shù)就是透過(guò)實(shí)際外圍護(hù)結(jié)構(gòu)(玻璃幕墻及窗)的太陽(yáng)輻射熱量和透過(guò)標(biāo)準(zhǔn)窗玻璃(我國(guó)為3ram普通平板玻璃的平均值)的太陽(yáng)輻射熱量的比值。遮陽(yáng)系數(shù)愈小，透過(guò)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)輻射熱量愈小，防熱效果愈好。遮陽(yáng)系數(shù)受遮陽(yáng)系統(tǒng)構(gòu)造形式、材料本身特性、建筑所處地區(qū)、朝向等多種因素的影響。

    1．選擇遮陽(yáng)系數(shù)高的玻璃或特殊鍍膜層的IJ0w—e玻璃以減少輻射傳熱。

    2．采用各種形式的可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)系統(tǒng)控制太陽(yáng)輻射熱的傳播。

    a．由于太陽(yáng)輻射熱和太陽(yáng)光照在特定季節(jié)和時(shí)間對(duì)建筑節(jié)能是有益的，因此在建筑中能根據(jù)季節(jié)及氣候狀況靈活控制玻璃幕墻及窗的遮陽(yáng)系數(shù)是最佳的解決方案。在玻璃幕墻及窗上設(shè)置遮陽(yáng)系統(tǒng)是最為簡(jiǎn)便，有效地降低遮陽(yáng)系數(shù)的方法，它的作用主要有：

    1．阻擋漫反射直射到玻璃面上的陽(yáng)光以及玻璃反射光，防止產(chǎn)生眩光。

    2．控制部分太陽(yáng)輻射熱對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。

    3．影響室內(nèi)通風(fēng)及玻璃表面換熱，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在遮陽(yáng)設(shè)施與玻璃表面間設(shè)置一定的距離保證氣流流通。

    4．豐富建筑外觀(guān)。遮陽(yáng)構(gòu)件已成了建筑師立面設(shè)計(jì)的一種新語(yǔ)言，在玻璃幕墻外側(cè)設(shè)置不同形式的遮陽(yáng)系統(tǒng)可以在墻體上形成豐富的光影效果，體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑的美感。僅將遮陽(yáng)設(shè)施作為一種流行的純粹裝飾的形式而不顧遮陽(yáng)構(gòu)造原理的手法是不可取的。

    b．玻璃幕墻及窗的遮陽(yáng)系統(tǒng)按其所在的位置分主要有以下幾種模式：

    1．內(nèi)部遮陽(yáng)，在玻璃幕墻內(nèi)側(cè)采用傳統(tǒng)的遮陽(yáng)百葉、遮陽(yáng)卷簾等。

    2．外部遮陽(yáng)，在玻璃幕墻外采用類(lèi)似于傳統(tǒng)的遮陽(yáng)體系，如百葉窗、遮陽(yáng)卷簾、格柵、遮陽(yáng)板等。這類(lèi)遮陽(yáng)構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐久性的要求相對(duì)較高，能夠抵抗風(fēng)雨等外界影響。