公共建筑的幕墙节能设计分析
来源:用户上传
作者:
摘 要：公共建筑幕墙通常是悬挂在主体结构上，但是在应用过程中不会承担建筑物的结构荷载，其自身具有良好的结构体系，利用柔性连接件将支撑力量传递到主体结构之上，建筑幕墙和主体之间可以采用可动连接方式，使建筑结构能够更加的美观，为了充分发挥其作用，本文概述了幕墙，阐述了建筑幕墙节能设计原则以及公共建筑的幕墙节能技术，对公共建筑的幕墙节能设计要点进行探讨分析。
关键词：幕墙;公共建筑;节能设计;原则;节能技术;要点
1 引言
随着社会经济的发展，对于公共建筑幕墙的要求越来越现代化、多样化和节能化，作为现代幕墙发展趋势之一的节能设计已受到日益重视，公共建筑幕墙设计不仅仅要求稳定安全性能，还需要最大限度的降低损耗。基于此，以下公共建筑的幕墙节能设计进行了探讨分析。
2 幕墙的概述
幕墙工程从宏观角度而言，凡是建筑材料構成的建筑围护墙都是幕墙，从微观角度上来讲，幕墙是指现代化高层建筑中的轻金属材质或者玻璃材质的围护结构。其组成单元为镶嵌或悬挂在钢结构建筑物或钢筋混凝土框架结构等主体结构外的无数轻金属或玻璃预制单元，其特点表现为不承受结构主体负荷，质量轻，如同幕，因此得名幕墙。除了上述两种材质的幕墙，幕墙材质还涉及到石材、不锈钢、塑料以及玻璃纤维增强复合材料等。
3 公共建筑幕墙节能设计原则的分析
公共建筑的幕墙节能设计主要针对建筑物周围的环境，譬如温度，气压，以及其他方面因素的综合考虑之下，从建筑物本身的高度，以及室内性能等方面，利用相关的技术对室内环境能进行调节的整体过程。通常而言，其必须遵循以下几方面的原则：首先是科学性，必须要全面系统的考虑各个方面相关因素的影响，对于其具体的性能以及选材和建造等方面进行确定，如：建筑幕墙的传热系数应该按照建筑物所处的地形环境以及地区的气候等条件进行系统的考量;其次是适用性，必须在国家相关的节能政策以及严格的标准框架之下，充分的解决建筑低能耗以及舒适度等方面的问题;最后是经济性，因为建筑幕墙在建筑整体结构中只是起到围护作用，因此必须进行充分考量，应该最大的限度的实现节能同经济的协调有效发展。
4 公共建筑的幕墙节能技术分析
当前许多新构造技术在建筑玻璃幕墙设计中得到新的应用，如：双层玻璃幕墙、利用水幕降温的玻璃幕墙、可进行雨水收集的玻璃幕墙等。其中双层玻璃幕墙的应用最为普遍，节能效果也很好，它是利用新的构造技术达到了绿色节能目的。目前进行深入研究的主要是节能玻璃幕墙。应用最为普遍的双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成。内层幕墙大多采用铝合金门窗或明框幕墙来制作，外层幕墙大多采用明框、隐框、点式玻璃幕墙来制作。由于普通玻璃幕墙耗能高、室内空气质量差，使用双层玻璃幕墙后能很好解决这些问题。采用这种双层体系作为围护结构，能更好的实现自然采光和室内通风的效果，幕墙的隔音、保温、通风等性能都得到了很大的提高，与传统的玻璃幕墙相比，双层玻璃幕墙在采暖时，可以有效的节约能源42%～52%，在制冷时节约能源38%～60%。在结构构造上，双层玻璃幕墙根据通风层的结构可以分为：封闭式内循环体系和敞开式外循环体系两种构造类型。封闭式内循环体系常被使用在冬季较为寒冷的地区，由于外层玻璃幕墙外层一般是由断热型材与中空钢化玻璃组成，内层一般由可开启窗的单片钢化玻璃组成，因此封闭性能很好，在寒冷的季节可以起到很好的保温效果。而敞开式外循环体系就是人们常说的呼吸式双层玻璃幕墙，它作为一种新形式的双层玻璃幕墙系统已经得到了广泛应用，其外层是由非断热型材组成的单层玻璃幕墙，内层幕墙则是由隔热或断热明的明框幕墙或单元幕墙组成。
5 公共建筑的幕墙节能设计要点分析
5.1 选用节能型材料
玻璃是幕墙和门窗中难以取代的重要材料，并且玻璃本身具有反射性、透射等特点，因此对于光线反射、折射以及聚光的运用要对室内光线分布均匀，这样可以防止阳光的直接照射，在一定程度上减少热辐射。并且选取节能玻璃的时候要参考建筑幕墙的所在区域，譬如阳光照射处的向阳玻璃应该选取一些吸热性能较好的玻璃，那么玻璃同热交换的面积就会更大，可以在一定程度上阻止局部的太阳光线进入室内，减少热度。而对于背阳面应该选择一些低辐射的中空玻璃，其可以高效的控制热传导，节省能源消耗。具体来说，可分为中空玻璃、热反射镀膜玻璃和低辐射玻璃等。首先，中空玻璃主要是由两片以及多片玻璃周围使用铝合金型材框密封，周边使用密封胶进行密封，让玻璃层相互之间构成形成有干燥空气的玻璃，增加其节能原理。其次是热反射镀膜玻璃，其最主要的在于可以反射热辐射，如果明确了反射的投射率，便可以发挥到极致，还有就是低辐射玻璃，其最主要的作用是防止室内辐射从室内泄出，让太阳能辐射进入到室内，进而确保室内的温度，最终节约暖气费用的成本。这种玻璃可见光透过率非常高，其反射光的颜色很淡，一般情况下不易看出，所以在一些纬度较高的地区经常使用。
5.2 幕墙保温节能设计
公共建筑幕墙设计应根据建筑的保温性能要求，应用节能技术进行建筑设计。目前公共建筑幕墙具有良好保温性能的幕墙不仅需要选择合适的面材，如双层中空玻璃、两层真空玻璃、三层中空玻璃、低辐射中空玻璃面板等，还要考虑玻璃钢、铝合金、钢材、木材、保温隔热棉等基材的运用。考虑建筑门窗框架结构，将保温和隔声功能进行合理的组合设计，实现不同的公共建筑幕墙保温隔声效果。建筑基于不同的保温需求，在公共建筑幕墙中选择不同保温效果的设计，既满足建筑物保温隔声的需求，还能有效降低建筑物的耗能使用。
5.3 采光通风节能设计
公共建筑幕墙设计应满足客户的釆光通风性能要求，应用节能技术进行设计。主要有：呼吸式幕墙（双层幕墙）、玻璃门窗、采光天窗等形式。基于公共建筑幕墙采光通风性能要求，设计师在公共建筑幕墙设计中很难把握采光通风性能的设计，甚至还需要面临一系列的设计难题。例如设计师在公共建筑幕墙采光调整设计中，对光线的强弱规律虽然能较好把握， 却较难把握光线的强弱程度。即使幕墙设计应用先进的采光调整技术，可能会取得较好的釆光效果，但是先进技术应用的背后，必将使得项目承担的成本费用比较高。因此，在满足公共建筑幕墙采光通风性能的前提下，降低、节约建筑投入成本显得尤为关键。
5.4 幕墙遮阳节能设计
遮阳帘型幕墙、天幕遮阳型幕墙以及遮阳百叶型幕墙，是当今最常见的节能型遮阳幕墙。设计师在公共建筑幕墙遮阳设计中，可以依据建筑风格、建筑形式，设计具有差异化的幕墙遮阳效果，以满足建筑的各种遮阳需求。设计师在公共建筑幕墙遮阳设计中，不仅要结合建筑所在的具体地理位置，考虑太阳直射角度不同引起的遮阳效果设计细节差异，还要考虑太阳直射强弱规律，建筑内部光线的强弱变化，同时还要根据光线强弱的变化程度对建筑内部温度进行调整。基于幕墙的框架，必须满足建筑保温和隔热性能的要求，应用节能技术设计公共建筑幕墙便显得尤为重要。
6 结束语
综上所述，科学合理的公共建筑幕墙建设，不仅能够保证建筑整体的美观，还能最大程度的保证公共建筑的节能要求。因此在公共建筑幕墙建设过程中，必须对其进行有效的节能设计，从而保障公共建筑幕墙建设的有效性。
参考文献：
[1] 杨卫亮.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].卷宗，2017.
[2] 何艳华.节能理念在现代幕墙设计中的应用[J].中国科技博览，2018.
[3] 申国赛，唐露霞.关于公共建筑幕墙节能设计的要点分析[J].工程技术，2016.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15035864.htm
