【摘 要】基于玻璃幕墙建筑的现状，研究了玻璃幕墙节能材料的选用和双层玻璃幕墙节能技术，总结了双层玻璃幕墙在实际应用中需注意的问题及其适用范围与局限性，并探讨了太阳光变向照明技术、太阳能光电幕墙和玻璃幕墙的绿化技术等玻璃幕墙的节能新技术。
【关键词】幕墙玻璃；双层玻璃幕墙；节能新技术
多年来， 人们已经习惯于黏土砖以及混凝土等厚重坚固材料组成的建筑。然而随着技术的日新月异， 出现了许多新型的外墙做法， 尤其是随着外表皮悬挂技术的成熟， 外表挂板材、外表挂玻璃幕墙等的做法被越来越多地应用在建筑上。建筑玻璃幕墙是近代科学技术发展的产物，是现代主义高层建筑时代（1950～1980）的显著特征。建筑玻璃幕墙是集防风、遮雨、保温、隔热、隔噪音等技术为一体的建筑的外围护结构，广泛应用于工业和民用建筑领域。但玻璃幕墙同其他新技术一样，在使用和发展中都会带来正反两方面的影响。主要问题有： 玻璃幕墙的渗漏性、气密性、幕墙的保温、隔热、隔声及幕墙的光污染、幕墙玻璃的安全性等。玻璃幕墙的气密性和保温隔热性能不佳带来的高能耗不得不引起人们的重视。
1.单层玻璃幕墙的节能技术
1.1 减少玻璃幕墙的使用面积
玻璃幕墙使用面积的减少，在夏日可降低热透射量，使室内不至于过热，降低空调的能耗；冬季则可减少热交换量，从而降低由于玻璃的保温性能差造成的热损失。目前在幕墙的设计使用当中，为了追求立面上的效果，减少幕墙的使用面积并不是一个好的选择。
1.2 玻璃幕墙建筑方位的节能设计
建筑方位的设计也是建筑外墙节能设计的要素之一。建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒，建筑的长向应朝南北向配置。坐北朝南的朝向是我国许多地区的合理朝向，但朝向的选择是因地域气候，因周围环境，建筑需求而改变的，不可一概而论。在城市房屋建筑设计中，建筑方位的选择往往由于城市布局规划等原因不能按最佳朝向，但可以通过调整建筑布局来获得相对合理的方位。
1.3 选择合理的玻璃幕墙材料
由于玻璃表面换热性强，热透射率高所产生的室内温度过高，除了减少玻璃幕墙的使用面积和幕墙建筑方位的设计外，还可以选择合理的玻璃幕墙材料。太阳辐射的特点是：可见光波长短（380～780nm），热量小；红外线波长长（>780nm），热量大。所以玻璃材料应尽量让短波可见光透射而让长波辐射热反射出去，这样在减少夏季空调负荷的同时又不至于降低采光效率。如采用镀膜玻璃、Low-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处理技术以减少太阳透过玻璃的直接辐射。还可以采用铝塑复合材料、断热桥型材等高热阻材料应用技术，其隔热保温措施原理比较简单，使玻璃幕墙结构的传热系数大大降低。
1.4 玻璃幕墙的遮阳节能技术
玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射，但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。在玻璃幕墙上设置遮阳系统，可以最大限度减少阳光的直接照射，从而避免室内过热，是炎热地区建筑防热的主要措施之一。目前室内遮阳使用最普遍的就是窗帘，而遮阳效果如何取决于窗帘朝阳面材料的性质。新型的纳米材料不仅对紫外线辐射具有很强的反射作用，而且还有特殊的选择和吸收性能，可将紫外线能量转换成热能或其他无害低能形式予以释放或消耗。
2.双层玻璃幕墙的节能技术
双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间形成一个通道，同时在外层幕墙设置进风口和出风口。为了使立面通透、视野开阔，内层幕墙可一般采用悬窗结构形式。还有一种方法是设置通风器，通风器可安装在幕墙的顶部，使得控制方便，通风换气更自然、柔和，使人更加舒适。与传统玻璃幕墙相比，双层玻璃幕墙独特的夹层设计，不仅在提高幕墙的保温隔热性能上提供了更多可能，更重要的是，为遮阳构件提供一个栖身之地，使之既能有效遮阳，又不破坏建筑外观。
2.1 双层玻璃幕墙节能原理
双层玻璃幕墙在夏季利用“烟囱效应”，通过自然通风换气，降低室内温度；在冬季能产生温室效应，提高保温效果，降低取暖能耗。双层玻璃幕墙在夏季的阳光照射下，幕墙通道中的空气被加热，使空气自下而上地流动，从而带走通道中的热空气，达到降低房间温度的作用。同时，可以放下半透明卷帘，通过卷帘反射后除去大部分太阳辐射，降低房间温度，减少降温负荷，起到节约能源的目的。双层皮0玻璃幕墙外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃，能最大限度地减少玻璃反射带来的光污染。双层幕墙在夏季利用/ 烟囱效应0，通过自然通风换气，降低室内温度；在冬季能产生温室效应，提高保温效果，降低取暖能耗。双层幕墙在夏季的阳光照射下，幕墙通道中的空气被加热，使空气自下而上地流动，从而带走通道中的热空气，达到降低房间温度的作用。同时，可以放下半透明卷帘，通过卷帘反射后除去大部分太阳辐射，降低房间温度，减少降温负荷，起到节约能源的目的。在冬季，双层幕墙可关闭外层幕墙的通风口，这样幕墙内部的空气在阳光照射下温度升高， 减少室内和室外的温度差，也减少了室内温度向外界传递， 起到房间保温功效，降低房间取暖费用。双层幕墙还有一个优越性就是它的隔音效果，额外设置的一层玻璃表皮以及两层玻璃之间的空气夹层在很大程度上改善了玻璃墙体的隔音性能。
2.2 通过强化通风降温降低能耗
幕墙周边的温度往往要比气象观测温度高几度，对于每层隔断的双层玻璃幕墙，幕墙中的换气量更取决于风速和风向，而不是烟囱效应；在设计中应该将双层玻璃幕墙空间与通风口隔断以防止夏季热风倒灌，或者向德国Debis中心那样在炎热的季节完全打开外表幕墙，但是这种设计的造价较高，同时导致冬季保温性能降低。
3.结语
长期以来，人们总认为幕墙建筑不节能，随着科学技术的不断发展，幕墙节能材料和节能系统的不断完善，玻璃幕墙也可以做出很节能的建筑物。幕墙节能，并不是技术上存在问题，更多的是对玻璃幕墙的重新认识与合理运用。玻璃幕墙不是一种普遍使用的立面形式，它与建筑所在地域环境和文化等因素相关联，因此，在应用中还应当结合地方实际具体设计。
总而言之，在当前以环保、节能为主题的时代背景下，建筑玻璃幕墙的节能对促进建筑节能发展具有极其重要的意义。而建筑玻璃幕墙节能技术的关键在于对其热传递的控制。因此，应当在科学合理设计建筑玻璃幕墙的前提下，选择节能型的玻璃、铝合金型材和辅助材料，尽可能降低玻璃与铝合金型材的传热系数和遮阳系数，并增强建筑玻璃幕墙的密封性，从各个方面综合考虑，提高建筑玻璃幕墙的节能性。
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