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建筑玻璃幕墙与建筑节能的现状及发展
作者:行政部  更新:2015-09-09 10:57  关注:345
    国内建筑幕墙区域经过近二十接连许多年的的发展,已成为世界上产量最多的国家,通过 技术实现 引进、吸收、创新,有些 技术实现 已经接近甚至达到万国先进水平。但遗憾的是,不单既有的近400亿平方米建筑中的99百分比为高耗能建筑,新建建筑中95百分譬喻该仍属于高耗能建筑。国内到2002年只在都市中累计建成节能建筑2.3亿平方米(包括节能率30百分比及50百分比的建筑),仅占全国都市建筑面积的2.1百分比。2004年国内建成使用幕墙的建筑一亿平方米(使用幕墙约4000万平方米,此道玻璃幕墙约1400万平方米,玻璃幕墙中约有7百分比达到《公共建筑节能策划准则》规定的要旨;石材幕墙、金属幕墙约有25百分比达到《公共建筑节能策划准则》规定的要旨),由此可见,建筑的节能迫在眉睫。
  一、上卫玻璃幕墙的弊端
  随着玻璃幕墙大量的应用和时间的推移,许多在“玻璃大厦”里work使用和居住的人们发现,尽管玻璃使建筑物看上去轻盈亮丽、简洁明快,但是玻璃幕墙的许多缺点也日益凸现。
  (一)耗能小case
  自上世纪70年代能源危机下,世界各国越来越重视节能work。同样,能源小case目上也正困扰着中国的经济建造和发展,建造节约型祖国已经成为全祖国关注的焦点。据统计,目上北京、上海等大都市的建筑能耗已占全市总能耗的1/4,居于能耗的首位,此道公共建筑能耗又占建筑总能耗的大部分,玻璃幕墙夏季的吸热和冬季的散热,在给建筑物带来美观亮丽的再是也大量的消耗着能源。
  (二)光污染
  光污染危害来源的主要对象仍是都市高层建筑的玻璃幕墙,一幢幢矗立在马路两侧的玻璃幕墙,就像一面面巨大的镜子,其产生的光反射,极易诱发意外交通事易于 。而如果人们长期受到玻璃幕墙的“白光污染”,人会深感精神压抑,心情烦躁,除视力因长时间遭反射光刺激而下降外,还会诱发某些疾病。在国内和国外,随着玻璃幕墙在各大都市建造中大行其道,各地目上来接到市民对光污染的投诉也直线上升。
  (三)安全隐忧
  据有关专家介绍,目上市面上很多用于黏结玻璃幕墙结构胶水会随着时间推移老化,甚至失效。一般而言,厂家对硅胶、结构胶承诺的保质期为10年。即便按照现行 技术实现 规范,玻璃幕墙的策划年限也不超过25年。玻璃幕墙如果年久失修,会产生许多安全隐忧 ,成为“空中定时炸弹”。
  随着2005年7月1日《公共建筑节能策划准则》的实施,玻璃幕墙的耗能、安全隐忧 等小case使其处于一种尴尬的境界,玻璃幕墙将被叫停甚至遭封杀的消息不绝于耳。
  二、新型玻璃幕墙的诞生与发展
  so玻璃幕墙的美观与节能是不是“鱼和熊掌不可兼得”呢?实质上,随着科学 技术实现 进步,一些隔热性能好、反光系数低的玻璃都相继问世,采取应用由这些玻璃组成的中空玻璃则比较好地解决了保温隔热的小case,使解决玻璃幕墙耗能的小case成为可能。
  中空玻璃的隔热性能好,是因为其内部的空气层处于一个封闭的容量,气体不产生豆泖,且空气的导热系数仅是玻璃的1/27。在北方,中空玻璃一般是尽量减少对太阳短波辐射的阻挡,使得更好优质的太阳辐射进入房间内部。而在南方,中空玻璃起首是吸收或反射太阳短波辐射,再利用中空玻璃的空气层有效隔绝温差传热和长波辐射,易于 使大量的太阳辐射不能进入房间内部。以是,中空玻璃和有保温隔热功能的单片玻璃配合组成的中空玻璃等,都是有较好节能成果的。
  随着第四代节能新型玻璃幕墙的面世,幕墙的隔热性能、生态环保功能和节省能源消耗等关键都有很大的突破。这个时代的幕墙特点是采取应用了高新手段,提高了幕墙的使用功能和舒适度,向Green环保化、高技术生态化方向发展。
  (一)光电幕墙
  光电幕墙是一种集发电、吸音 、隔热、安全、点缀功能于一体的太阳能光电玻璃幕墙,它充溢体现了建筑的高技术化与亲民化特点。进入90年代下,随着通例发电底的上升和人们对环境保护的日益重视,一些国家纷纷实施、推广太阳能屋顶计划,并提出了“建筑物产生能源”的新概念,由此推动了光电 技术实现 的大规模开发与应用。美国、日本、德国、意大利、印度等许多国家都已建有太阳能屋顶或外墙的建筑。
  光电模板简称为PV,是多个太阳能光电池经加固处理,镶嵌在特殊的透明度极高的低铁玻璃中,彼此之间经过其背面的导线相连,易于 构成了一个整体的光电模板。这是一种完竣的 技术实现 ,它的优点是可在气候恶劣的环境下照常work,具备抵御外界环境侵扰的能力,或在臭氧,或在酸雨,或在零下50摄氏度至90摄氏度的环境中,光电模板仍可使用几十年,而且是极为美观的造型质料。
  光电幕墙体现了高技术化特点,太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体,也无噪音污染,并可用来发电,由此可见,光电幕墙是一种净能源,与环境有很好的相容性。再是太阳能光电 技术实现 集成到幕墙中不单不占有建筑面积,而且太阳能光电板晶莹优美的外观,具有特殊的点缀成果,更赋予建筑物鲜明的现代高技术色彩。
  (二)生态幕墙
  生态幕墙是随着建筑生态化的发展而发展的,按照使用功能或使用要旨,能够改动生态和色彩的建筑幕墙称之为生态幕墙,生态幕墙是生态建筑的一种,是生态外围护结构的建筑。它是以“可持续发展”为战略,以使用的高新手段为先导,以生物气候缓冲层为细节,节约资源,减少污染,是康泰舒适的生态建筑外围护结构。
  生态建筑与生态幕墙在三维容量中,引入了时间概念,在功能及美学上具有奇特的意义,可以称其为“四维建筑”,即静与动,封闭与开放,收敛与张开,容量与时间,使建筑和幕墙更具有鲜明的音乐韵律。改动了上卫建筑和幕墙终身不变的形态和色彩,拓宽了建筑和幕墙的新视野和新手段,对现代建筑和幕墙的实践和理论是一种补充和拓展,有着独立的价值和意义。
   由此可见,玻璃幕墙的发找子 撬孀趴蒲У慕剑酆 技术实现 的开发利用,特别是新手段、新手工制作、新质料的发展而精华的,以是光电幕墙和生态幕墙都是科学 技术实现 的综合体现。
  三、玻璃幕墙的节能原理归纳
  外窗(含透明幕墙、采光顶)的保温隔热性能主要取决于所采取应用的玻璃的保温隔热性能,中空玻璃的区间层层数、跨距、区间层内的气体,区间条如暖边 技术实现 ,LOW-E中空玻璃膜层的辐射率都对玻璃的保温性能有影响,可按照准则对不同类型的外窗(含透明幕墙、采光顶)部分的传热系数限值来细目玻璃。
  不同质料的窗框对外窗(含透明幕墙、采光顶)的传热系数影响较大,不容忽视,塑料窗框、木窗框等因质料本身的传热系数较小,对外窗的传热系数影响不大,铝合金窗框,钢窗框等质料本身的导热系数很大,形成的热桥对外窗的传热系数影响较大,必须采取应用断桥处理。铝合金断桥处理做法有很多种,质料也不同,如聚酰胺(PA)断热条,聚胺脂(PU)等,对保温性能要旨高的外窗(含透明幕墙、采光顶)应决定断桥成果好的铝型材。
  窗框面积占外窗的比例按照窗框质料和窗型系列的不同大约为20~40百分比,不同的窗框面积对窗的传热系数影响也不同。
  透明幕墙的构造做法对传热系数也有不同的影响,明框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙的影响要大于点支式幕墙和隐框幕墙。
  外窗(含透明幕墙,采光顶)的遮阳系数可按照不同的玻璃本身的遮阳系数及外遮阳来决定,以达到限值的要旨。
   不同颜色系列的着色玻璃,热反射玻璃及LOW-E中空玻璃膜层的地位都有不同的遮阳系数和光学性能。
  现阶段提高透明幕墙节能保温性能的主要措施是采取应用镀膜玻璃、LOW-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃及隔热断桥铝型材来降低结构传热系数,消除结构体系“热桥”,降低空气渗透热损失,减少开启窗扇面积,提高密封性等。
  隔热断桥铝型材的隔热原理是基于产生一个连续的隔热区域,运用隔热条将铝合金型材分隔成2个部分。隔热条“冷桥”选用质料为聚酰胺尼龙66,其导热系数为0.3W/(m.K),远小于铝合金的导热系数,而力学性能指标与铝合金相当。
  四、玻璃幕墙的节能策划
  1、决定新型节能玻璃质料
  1)热反射镀膜玻璃
  热反射镀膜玻璃又称阳光把握镀膜玻璃,是指具有反射太阳能感化的镀膜玻璃。其较小特点是利用镀膜能透过可见光,而把起加热感化的远红外光反射到露天,再是玻璃质料吸收的太阳热能被镀膜所隔离,使热主要散发到露天一侧,尽可能地减少太阳的热感化。
  2)低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃
  低辐射玻璃、多功能镀膜玻璃又称保温镀膜玻璃,这类质料的特性是对可见光高通透,对红外线辐射高反射,特别是对远红外辐射有极高的反射率,可让80百分比的可见光进入房间内部,再是又能将90百分譬喻该的房间内部物体所辐射的长波保留在房间内部,透明性很好,广泛用于美术馆以及科学实验楼等。
  3)薄膜型热反射质料贴膜玻璃
  薄膜型热反射质料是一种新型功能复合质料,它不单能反射较宽频带的红外线,还具有较高的可见光透射率。由于在透明的PET、PC薄膜上形成晶态组分和界面组分的金属膜,易于 薄膜型热反射质料贴膜玻璃具有高反射率、高透射率和决定性透光特性。该玻璃在建筑上有极为广泛的应用上景,是一种良好的节能质料。
  4)中空玻璃
  现今中空玻璃的大幅度发展的主要原因是聚硫胶的出现和在中空玻璃中的广泛应用。中空玻璃是通过在两层平板玻璃中点利用区间框架隔开,周边密封,充入干燥空气并填入少量干燥剂保持空气干燥而制得的。
  2、玻璃幕墙的遮阳策划
  现阶段提高玻璃幕墙隔热保温性能的主要措施有:采取应用Low—E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处理 技术实现 以减少太阳透过玻璃的直接辐射;采取应用铝塑复合质料、断热铝型材等高热阻质料。策划时要特别care以下几点:
  1)遮阳板面的组合与构造在满足阻挡直射阳光的上提下,可以有不同板面组合的形式,应该决定对通风、采光、视野、构造和立面处理等要旨更为有利的形式。为了便于热空气的散逸,并减少对通风、采光的影响,常将板面做成百页的或部分做成百页的,或中点层做成百页的。遮阳板可用铝板,轻金属或混凝土制作。
  2)遮阳板的安装地位遮阳板安装的地位对防热和通风的影响很大。 诸如将板面紧靠墙面布置时,受热表面加热而上升的热空气将受露天风压感化导入房间内部。这种环境对综合式遮阳更为严重,为了克服这个缺点,板面应该离开玻璃墙面一定的跨距安装,以使大部分热空气沿着墙面排走,且应使遮阳板尽可能减少挡风,最好还能兼起导风入室感化。
  3)质料与颜色为了减轻自重,遮阳构件以采取应用轻质为宜。遮阳构件经常暴露在露天,受日晒雨淋,匆子 侄盟鸹担子 要质料坚固耐久。
  策划时可按照如该 的要旨并结合实际环境来决定适宜的遮阳质料。遮阳构件的颜色对隔热成果也有影响。为了加强表面的反射,减少吸收,遮阳帘朝向阳光的一面,应为浅色发亮的颜色,而在背阳光的一面,应为较暗的无光泽颜色,以免引起眩光。
  3、热通道式玻璃幕墙节能归纳
  热通道玻璃幕墙是一种新型的节能幕墙,是幕墙 技术实现 的新发展。它不同于上卫的单层幕墙,它由内外两层玻璃幕墙组成,或称为双层幕墙、可呼吸式幕墙、通风幕墙。内幕墙一般采取应用明框幕墙或活动窗,或开有检修门以便维护、清洁;外幕墙可采取应用有框幕墙或点支玻璃幕墙。
  3.1热通道玻璃幕墙的类型
  热通道玻璃幕墙可将其分为“封闭式内循环体系”和可自然通风的“敞开式外循环体系”两种类型。热通道幕墙的特点在于双层玻璃结构,它与上卫的玻璃幕墙相比,对提高幕墙的保温、隔热、隔声功能起到很大的感化。
  3.2封闭式内循环热通道幕墙节能原理
  封闭式内循环热通道幕墙是指空气从内层幕墙的下通道进入热通道容量,然下上升到上部排风口,末了从吊顶内的排风管排出,而外层幕墙原则上是完全封闭的。内层一般采取应用单层玻璃幕墙或可开启的单层玻璃窗,以便对幕墙进行维护与保洁,外层幕墙一般由绝热杆件和中空玻璃幕墙组成。房间内部空气通过内层幕墙的下通道进入两层幕墙之间的热通道容量,使内层幕墙的外表面温度接近或者达到房间内部温度,形成优越的温度条件,起到节约能量的成果。
  3.3开敞式外循环体系热通道幕墙节能归纳开敞式外循环体系热通道幕墙是指空气从外层幕墙的下通道进入热通道容量,然下从外层幕墙的上部排风口排出,而内层幕墙则完全封闭。其外层是由单片玻璃及非绝热杆件组成的敞开结构,内层由绝热杆件和中空玻璃组成的推拉门(或推拉窗)幕墙体系。
  夏天:内外两层幕墙中点热通道的温度很高,这时可打开热通道上下两端的排气口装置,在热通道内由于热烟囱效应产生自下而上的气流运动,带走了通道内的热量,这样可以降低内侧幕墙的外表面温度,减少了空调制冷的负荷,节约了能源,降低了能耗。通过对通道上下两端排气、进气装置的调控,在通道内形成负压,利用内侧幕墙两旁的压差和开启扇,可以随时向房间内部输入新鲜空气。
  冬天:通道上下两端的排气口装置关闭,内外两层玻璃幕墙间的热通道由于阳光的照射,温度升高,像一个温室,这样等于提高了内侧幕墙外表面的温度,减少了建筑物采暖的运行费用。春、秋两季温度适中之时,不存在采暖和制冷,可以打开推拉门和露天自然气温交流而达到平衡。
  1)内层幕墙可采取应用隔热(或断热)明框幕墙或者隔热(或断热)单圆幕墙,外层幕墙可采取应用点支式玻璃幕墙等;2)内层幕墙一贯采取应用中空玻璃,外层幕墙一贯采取应用单片玻璃;并且多采取应用点驳接式玻璃幕墙;3)内层幕墙完全封闭,空气的流动在露天与热通道之间进行;4)
  内外两层幕墙之间热通道的跨距可策划较宽,一般为500~600mm;5)外层顶部百叶通风口。通风口内侧安装不锈钢防虫网,防止鸟类昆虫等进入箱体。热空气的交换不需要借助于专门的设备来完成,可以完全依靠空气自然通风来进行,运行底较低;6)内层幕墙设有开启门,通道上设有走人钢架,以便进入通道进行维护、清洗;7)可按照需要在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘,有效地调节阳光的照射;8)在需要的地位设置竖向隔断。隔断质料可采取应用钢板、铝板或玻璃等。
  五、结束语
  降低建筑能耗,需要吾们全祖国的共同参与,无论是政府部门,灰子 瞧矫癜傩眨绕涫遣A磺讲呋嗽保诓呋A磺绞敝挥泻侠斫胁呋∮煤鲜实牟AВ扇∮τ煤侠淼墓乖欤拍艽锏浇谀茏荚虻囊肌
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