我國建筑幕墻行業經過近二十多年的的發展，已成為世界上產量最多的國家，通過技術引進、吸收、創新，有些技術已經接近甚至達到國際先進水平。但遺憾的是，不僅既有的近400億平方米建筑中的99%為高耗能建筑，新建建筑中95%以上仍屬于高耗能建筑。我國到2002年只在城市中累計建成節能建筑2.3億平方米(包括節能率30%及50%的建筑)，僅占全國城市建筑面積的2.1%。2004年我國建成使用幕墻的建筑一億平方米(使用幕墻約4000萬平方米，其中玻璃幕墻約1400萬平方米，玻璃幕墻中約有7%達到《公共建筑節能設計標準》規定的要求;石材幕墻、金屬幕墻約有25%達到《公共建筑節能設計標準》規定的要求)，由此可見，建筑的節能迫在眉睫。

一、傳統玻璃幕墻的弊端

隨著玻璃幕墻大量的應用和時間的推移，許多在“玻璃大廈”里辦公和居住的人們發現，盡管玻璃使建筑物看上去輕盈亮麗、簡潔明快，但是玻璃幕墻的許多缺點也日益凸現。

(一)耗能問題

自上世紀70年代能源危機后，世界各國越來越重視節能工作。同樣，能源問題目前也正困擾著中國的經濟建設和發展，建設節約型社會已經成為全社會關注的焦點。據統計，目前北京、上海等大城市的建筑能耗已占全市總能耗的1/4，居于能耗的首位，其中公共建筑能耗又占建筑總能耗的大部分，玻璃幕墻夏季的吸熱和冬季的散熱，在給建筑物帶來美觀亮麗的同時也大量的消耗著能源。

(二)光污染

光污染危害來源的主要對象仍是城市高層建筑的玻璃幕墻，一幢幢矗立在馬路兩側的玻璃幕墻，就像一面面巨大的鏡子，其產生的光反射，極易誘發意外交通事故。而如果人們長期受到玻璃幕墻的“白光污染”，人會深感精神壓抑，心情煩躁，除視力因長時間遭反射光刺激而下降外，還會誘發某些疾病。在國內和國外，隨著玻璃幕墻在各大城市建設中大行其道，各地近年來接到市民對光污染的投訴也直線上升。

(三)安全隱患

據有關專家介紹，目前市面上很多用于黏結玻璃幕墻結構膠水會隨著時間推移老化，甚至失效。一般而言，廠家對硅膠、結構膠承諾的保質期為10年。即便按照現行技術規范，玻璃幕墻的設計年限也不超過25年。玻璃幕墻如果年久失修，會產生許多安全隱患，成為“空中定時炸彈”。

隨著2005年7月1日《公共建筑節能設計標準》的實施，玻璃幕墻的耗能、安全隱患等問題使其處于一種尷尬的境界，玻璃幕墻將被叫停甚至遭封殺的消息不絕于耳。

二、新型玻璃幕墻的誕生與發展

那么玻璃幕墻的美觀與節能是不是“魚和熊掌不可兼得”呢?事實上，隨著科學技術進步，一些隔熱性能好、反光系數低的玻璃都相繼問世，采用由這些玻璃組成的中空玻璃則比較好地解決了保溫隔熱的問題，使解決玻璃幕墻耗能的問題成為可能。

中空玻璃的隔熱性能好，是因為其內部的空氣層處于一個封閉的空間，氣體不產生對流，且空氣的導熱系數僅是玻璃的1/27。在北方，中空玻璃一般是盡量減少對太陽短波輻射的阻擋，使得更多的太陽輻射進入室內。而在南方，中空玻璃首先是吸收或反射太陽短波輻射，再利用中空玻璃的空氣層有效隔絕溫差傳熱和長波輻射，從而使大量的太陽輻射不能進入室內。所以，中空玻璃和有保溫隔熱功能的單片玻璃配合組成的中空玻璃等，都是有較好節能效果的。

隨著第四代節能新型玻璃幕墻的面世，幕墻的隔熱性能、生態環保功能和節省能源消耗等方面都有很大的突破。這個時代的幕墻特點是采用了高新技術，提高了幕墻的使用功能和舒適度，向綠色環保化、智能生態化方向發展。

(一)光電幕墻

光電幕墻是一種集發電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一體的太陽能光電玻璃幕墻，它充分體現了建筑的智能化與人性化特點。進入90年代后，隨著常規發電成本的上升和人們對環境保護的日益重視，一些國家紛紛實施、推廣太陽能屋頂計劃，并提出了“建筑物產生能源”的新概念，由此推動了光電技術的大規模開發與應用。美國、日本、德國、意大利、印度等許多國家都已建有太陽能屋頂或外墻的建筑。

光電模板簡稱為PV，是多個太陽能光電池經加固處理，鑲嵌在特殊的透明度極高的低鐵玻璃中，彼此之間經過其背面的導線相連，從而構成了一個整體的光電模板。這是一種完善的技術，它的優點是可在氣候惡劣的情況下照常工作，具備抵御外界環境侵擾的能力，或在臭氧，或在酸雨，或在零下50攝氏度至90攝氏度的環境中，光電模板仍可使用幾十年，而且是極為美觀的造型材料。

光電幕墻體現了智能化特點，太陽能電池發電不會排放二氧化碳或產生對溫室效應有害的氣體，也無噪音污染，并可用來發電，由此可見，光電幕墻是一種凈能源，與環境有很好的相容性。同時太陽能光電技術集成到幕墻中不僅不占有建筑面積，而且太陽能光電板晶瑩優美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現代科技色彩。

(二)生態幕墻

生態幕墻是隨著建筑生態化的發展而發展的，根據使用功能或使用要求，能夠改變生態和色彩的建筑幕墻稱之為生態幕墻，生態幕墻是生態建筑的一種，是生態外圍護結構的建筑。它是以“可持續發展”為戰略，以使用的高新技術為先導，以生物氣候緩沖層為重點，節約資源，減少污染，是健康舒適的生態建筑外圍護結構。

生態建筑與生態幕墻在三維空間中，引入了時間概念，在功能及美學上具有獨特的意義，可以稱其為“四維建筑”，即靜與動，封閉與開放，收斂與張開，空間與時間，使建筑和幕墻更具有鮮明的音樂韻律。改變了傳統建筑和幕墻終身不變的形態和色彩，拓寬了建筑和幕墻的新視野和新技術，對現代建筑和幕墻的實踐和理論是一種補充和拓展，有著獨立的價值和意義。

由此可見，玻璃幕墻的發展是隨著科學的進步，綜合技術的開發利用，特別是新技術、新工藝、新材料的發展而精華的，所以光電幕墻和生態幕墻都是科學技術的綜合體現。

三、玻璃幕墻的節能原理分析

外窗(含透明幕墻、采光頂)的保溫隔熱性能主要取決于所采用的玻璃的保溫隔熱性能，中空玻璃的間隔層層數、距離、間隔層內的氣體，間隔條如暖邊技術，LOW-E中空玻璃膜層的輻射率都對玻璃的保溫性能有影響，可根據標準對不同類型的外窗(含透明幕墻、采光頂)部分的傳熱系數限值來確定玻璃。

不同材料的窗框對外窗(含透明幕墻、采光頂)的傳熱系數影響較大，不容忽視，塑料窗框、木窗框等因材料本身的傳熱系數較小，對外窗的傳熱系數影響不大，鋁合金窗框，鋼窗框等材料本身的導熱系數很大，形成的熱橋對外窗的傳熱系數影響較大，必須采用斷橋處理。鋁合金斷橋處理做法有很多種，材料也不同，如聚酰胺(PA)斷熱條，聚胺脂(PU)等，對保溫性能要求高的外窗(含透明幕墻、采光頂)應選擇斷橋效果好的鋁型材。

窗框面積占外窗的比例根據窗框材料和窗型系列的不同大約為20~40%，不同的窗框面積對窗的傳熱系數影響也不同。

透明幕墻的構造做法對傳熱系數也有不同的影響，明框玻璃幕墻、半隱框玻璃幕墻的影響要大于點支式幕墻和隱框幕墻。

外窗(含透明幕墻，采光頂)的遮陽系數可根據不同的玻璃本身的遮陽系數及外遮陽來選擇，以達到限值的要求。

不同顏色系列的著色玻璃，熱反射玻璃及LOW-E中空玻璃膜層的位置都有不同的遮陽系數和光學性能。

現階段提高透明幕墻節能保溫性能的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來降低結構傳熱系數，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，提高密封性等。

隔熱斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產生一個連續的隔熱區域，運用隔熱條將鋁合金型材分隔成2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/(m.K)，遠小于鋁合金的導熱系數，而力學性能指標與鋁合金相當。