四、玻璃幕墻的節能設計
1、選擇新型節能玻璃材料
1)熱反射鍍膜玻璃
熱反射鍍膜玻璃又稱陽光控制鍍膜玻璃,是指具有反射太陽能作用的鍍膜玻璃。其最大特點是利用鍍膜能透過可見光,而把起加熱作用的遠紅外光反射到室外,同時玻璃材料吸收的太陽熱能被鍍膜所隔離,使熱主要散發到室外一側,盡可能地減少太陽的熱作用。
2)低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃
低輻射玻璃、多功能鍍膜玻璃又稱保溫鍍膜玻璃,這類材料的特性是對可見光高通透,對紅外線輻射高反射,特別是對遠紅外輻射有極高的反射率,可讓80%的可見光進入室內,同時又能將90%以上的室內物體所輻射的長波保留在室內,透明性很好,廣泛用于美術館以及科學實驗樓等。
3)薄膜型熱反射材料貼膜玻璃
薄膜型熱反射材料是一種新型功能復合材料,它不僅能反射較寬頻帶的紅外線,還具有較高的可見光透射率。由于在透明的PET、PC薄膜上形成晶態組分和界面組分的金屬膜,因而薄膜型熱反射材料貼膜玻璃具有高反射率、高透射率和選擇性透光特性。該玻璃在建筑上有極為廣泛的應用前景,是一種良好的節能材料。
4)中空玻璃
現今中空玻璃的大幅度發展的主要原因是聚硫膠的出現和在中空玻璃中的廣泛應用。中空玻璃是通過在兩層平板玻璃中間利用間隔框架隔開,周邊密封,充入干燥空氣并填入少量干燥劑保持空氣干燥而制得的。
2、玻璃幕墻的遮陽設計
現階段提高玻璃幕墻隔熱保溫性能的主要措施有:采用Low—E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃等玻璃處理技術以減少太陽透過玻璃的直接輻射;采用鋁塑復合材料、斷熱鋁型材等高熱阻材料。設計時要特別注意以下幾點:
1)遮陽板面的組合與構造在滿足阻擋直射陽光的前提下,可以有不同板面組合的形式,應該選擇對通風、采光、視野、構造和立面處理等要求更為有利的形式。為了便于熱空氣的散逸,并減少對通風、采光的影響,常將板面做成百頁的或部分做成百頁的,或中間層做成百頁的。遮陽板可用鋁板,輕金屬或混凝土制作。
2)遮陽板的安裝位置遮陽板安裝的位置對防熱和通風的影響很大。例如將板面緊靠墻面布置時,受熱表面加熱而上升的熱空氣將受室外風壓作用導入室內。這種情況對綜合式遮陽更為嚴重,為了克服這個缺點,板面應該離開玻璃墻面一定的距離安裝,以使大部分熱空氣沿著墻面排走,且應使遮陽板盡可能減少擋風,最好還能兼起導風入室作用。
3)材料與顏色為了減輕自重,遮陽構件以采用輕質為宜。遮陽構件經常暴露在室外,受日曬雨淋,容易損壞,因此要材料堅固耐久。
設計時可根據上述的要求并結合實際情況來選擇適宜的遮陽材料。遮陽構件的顏色對隔熱效果也有影響。為了加強表面的反射,減少吸收,遮陽簾朝向陽光的一面,應為淺色發亮的顏色,而在背陽光的一面,應為較暗的無光澤顏色,以免引起眩光。
3、熱通道式玻璃幕墻節能分析
熱通道玻璃幕墻是一種新型的節能幕墻,是幕墻技術的新發展。它不同于傳統的單層幕墻,它由內外兩層玻璃幕墻組成,或稱為雙層幕墻、可呼吸式幕墻、通風幕墻。內幕墻一般采用明框幕墻或活動窗,或開有檢修門以便維護、清潔;外幕墻可采用有框幕墻或點支玻璃幕墻。
3.1熱通道玻璃幕墻的類型
熱通道玻璃幕墻可將其分為“封閉式內循環體系”和可自然通風的“敞開式外循環體系”兩種類型。熱通道幕墻的特點在于雙層玻璃結構,它與傳統的玻璃幕墻相比,對提高幕墻的保溫、隔熱、隔聲功能起到很大的作用。
3.2封閉式內循環熱通道幕墻節能原理
封閉式內循環熱通道幕墻是指空氣從內層幕墻的下通道進入熱通道空間,然后上升到上部排風口,最后從吊頂內的排風管排出,而外層幕墻原則上是完全封閉的。內層一般采用單層玻璃幕墻或可開啟的單層玻璃窗,以便對幕墻進行維護與保潔,外層幕墻一般由絕熱桿件和中空玻璃幕墻組成。室內空氣通過內層幕墻的下通道進入兩層幕墻之間的熱通道空間,使內層幕墻的外表面溫度接近或者達到室內溫度,形成優越的溫度條件,起到節約能量的效果。
3.3開敞式外循環體系熱通道幕墻節能分析開敞式外循環體系熱通道幕墻是指空氣從外層幕墻的下通道進入熱通道空間,然后從外層幕墻的上部排風口排出,而內層幕墻則完全封閉。其外層是由單片玻璃及非絕熱桿件組成的敞開結構,內層由絕熱桿件和中空玻璃組成的推拉門(或推拉窗)幕墻體系。
夏天:內外兩層幕墻中間熱通道的溫度很高,這時可打開熱通道上下兩端的排氣口裝置,在熱通道內由于熱煙囪效應產生自下而上的氣流運動,帶走了通道內的熱量,這樣可以降低內側幕墻的外表面溫度,減少了空調制冷的負荷,節約了能源,降低了能耗。通過對通道上下兩端排氣、進氣裝置的調控,在通道內形成負壓,利用內側幕墻兩邊的壓差和開啟扇,可以隨時向室內輸入新鮮空氣。
冬天:通道上下兩端的排氣口裝置關閉,內外兩層玻璃幕墻間的熱通道由于陽光的照射,溫度升高,像一個溫室,這樣等于提高了內側幕墻外表面的溫度,減少了建筑物采暖的運行費用。春、秋兩季溫度適中之時,不存在采暖和制冷,可以打開推拉門和室外自然氣溫交流而達到平衡。
1)內層幕墻可采用隔熱(或斷熱)明框幕墻或者隔熱(或斷熱)單元幕墻,外層幕墻可采用點支式玻璃幕墻等;2)內層幕墻通常采用中空玻璃,外層幕墻通常采用單片玻璃;并且多采用點駁接式玻璃幕墻;3)內層幕墻完全封閉,空氣的流動在室外與熱通道之間進行;4)內外兩層幕墻之間熱通道的距離可設計較寬,一般為500~600mm;5)外層頂部百葉通風口。通風口內側安裝不銹鋼防蟲網,防止鳥類昆蟲等進入箱體。熱空氣的交換不需要借助于專門的設備來完成,可以完全依靠空氣自然通風來進行,運行成本較低;6)內層幕墻設有開啟門,通道上設有走人鋼架,以便進入通道進行維護、清洗;7)可根據需要在熱通道內設置可調控的鋁合金百葉窗簾或者電動卷簾,有效地調節陽光的照射;8)在必要的位置設置豎向隔斷。隔斷材料可采用鋼板、鋁板或玻璃等。
五、結束語
降低建筑能耗,需要我們全社會的共同參與,無論是政府部門,還是平民百姓,尤其是玻璃幕墻設計人員,在設計玻璃幕墻時只有合理進行設計,選用合適的玻璃,采用合理的構造,才能達到節能標準的要求。