建筑幕墻工程中節能技術的應用

姚國峰 山西八建集團有限公司

1 前言

近年來隨著時代的發展和社會的進步，我國社會經濟得到了相對穩定的發展，建筑行業也發展飛速，建筑規模和數量日益增長。但時代的發展為建筑行業帶來全新發展機遇的同時，能源浪費和環境污染問題也愈發嚴重。在現代建筑工程施工過程中，幕墻的利用率很高，但在使用過程中也引發光污染等問題。因此為了更好地貫徹落實國家可持續發展理念，節能技術在建筑幕墻工程中的合理應用已經成為必然，對建筑幕墻工程中節能技術應用的研究和討論也是十分必要的，對于城市環境保護和未來發展建設具有重要意義。

2 新型節能技術概述

新型綠色節能技術就是在建筑工程中，通過對水資源、土地資源、施工材料等資源的節約利用，達到保護環境、節約資源，貫徹國家節能環保理念的基本目標，進而保障建筑的基本性能，為人們提供舒適健康的生活環境?？梢哉f新型綠色節能技術的應用是國家實行可持續發展政策的基本手段，然而要想保證新型綠色節能建筑工程技術的應用達到理想效果，首先要確保綠色環保技術符合人們的環保意識，其次新型綠色節能技術中綠色環保理念要從我國基本國情出發，根據我國各區域發展情況和地理環境的差異性合理應用綠色節能技術[1]，然后在經濟條件允許的前提下在建筑工程中使用最新的環保技術、環保材料，并將率先投入使用的綠色建筑工程項目視為標準模范大力宣傳推廣。同時合理利用現有資源，鼓勵在建筑工程中應用太陽能等可再生環保資源。經過大量的實踐應用后總結技術應用過程中遇到的問題，再從解決問題入手對新型綠色節能技術進行改良優化，確保其達到最佳應用效果。

3 節能環保幕墻建設

3.1 節能環保幕墻建設的重要性

隨著時代的發展和社會的進步，我國經濟飛速發展，建筑行業也同時崛起，建筑數量和建筑規模逐年增加。

以往傳統的建筑工程技術在應用過程中存在大量的資源浪費現象，同時還對周邊自然生態環境帶來嚴重破壞，出現環境污染問題。根據實際調查顯示，全球大概有50%以上的能源和資源用在了建筑領域，造成大量能源消耗和資源浪費。同時建筑引發的空氣、光、聲、電磁等環境污染占據了環境污染總量的三分之一，建筑垃圾占據人類活動產生垃圾總數的百分之四十，對自然生態環境造成嚴重破壞。尤其隨著我國城鎮化、工業化進程的加快及人們生活水平的提高，人們對于道路、住宅、地下工程、公共設施的質量要求越來越高，因此所消耗的資源和能源也隨之增加。但我國煤炭、石油等資源儲量日漸匱乏，因此供不應求的狀況產生了無法調和的矛盾[2]。而我國對于節能技術的探索還處于初級階段，根據實際調查研究發現，我國近五百億平方米的建筑中，節能建筑所占比例還不足百分之一，可見節能技術在建筑行業中的應用普及已經迫在眉睫。

幕墻是建筑的重要組成部分，主要由鑲嵌板材和結構框架構成，能夠對建筑起到保護作用，且具有一定的裝飾性。在建筑工程中有近一半以上的能源消耗來自于暖通系統，而暖通系統產生的消耗大部分是由建筑外圍護結構也就是建筑幕墻傳熱導致的。由此可見，若想對建筑工程進行節能優化，首先要解決建筑幕墻的使用問題，因此在建筑幕墻中應用合理的節能技術是十分必要的。如圖1為玻璃幕墻貼膜以降低能耗節約資源。

圖1 建筑玻璃幕墻貼膜

3.2 建筑幕墻工程節能技術應用目的及原則

當前大部分建筑能源消耗的主要途徑就是建筑幕墻熱傳遞消耗了室內熱量。建筑幕墻熱傳遞過程比較簡單，不同材料的建筑幕墻熱傳遞方式也不同，比如在玻璃幕墻接收到太陽輻射后，熱量會通過玻璃縫隙傳遞到建筑室內。因此若想建筑具有節能環保性質，首先要在其幕墻建設過程中應用合適的節能技術。通過對施工工藝、施工手段的創新，以及對節能環保材料的利用，實現對空氣滲透、熱傳遞的有效控制，減少資源浪費。而在建筑幕墻工程中應用節能技術時要遵守一定原則，首先要對所在區域的自然地理環境、氣候條件、資源儲備狀況等信息進行全面調查，并通過對區域社會環境和人文特色的深入分析，結合所在區域建筑實踐經驗，根據地域特色有針對性地選擇合適的節能技術。因地制宜，設置符合當地實際情況的相關綠色建筑評價、設計標準和技術應用規范，選擇和區域最匹配的環保材料，高效利用資源，進而達到節能環保的基本目標[3]。

3.3 新型節能幕墻的分類

新型節能幕墻應用的能源主要是太陽能，作為自然界中觸手可及的可再生資源，太陽能具有節能、環保等多重優勢，在建筑領域擁有極大的應用空間，當前在建筑幕墻工程中的應用主要為太陽光變向照明技術和光電幕墻技術兩種。

3.3.1 太陽光變向照明技術

太陽光變向照明技術在建筑幕墻工程中的應用主要體現在對傳統遮陽結構的取代，此技術的應用原理是：首先要在建筑幕墻上安裝一個光線反射裝置，然后借助此裝置將室外自然光反射到建筑內的天花板上，再通過天花板將自然光反射到各個生活區域中，為這些區域提供照明。傳統建筑的采光是以光柱的形式照射到室內中的，直接入射的強光會在玻璃、電視屏幕等處造成眩光，影響人們的日常生活。和其相比，應用太陽光變向照明技術的采光方式更為柔和，且能夠實現光源的均勻覆蓋，甚至可以照射到房間的各個角落。通過對太陽光變向照明技術的應用，減少了建筑內對人工照明設備的使用，達到了節能減排的基本目的。

3.3.2 光電幕墻

作為新型節能幕墻，光電幕墻具有多功能特性，具有發電、隔音、隔熱等多種功能，且安全性較高，還能對建筑本身起到一定的裝飾作用。光電幕墻的主要功能是將以往被遮擋的太陽光進行有效利用，結合利用太陽能發電技術，將太陽光轉化為電能供人們日常生活使用。此外太陽能光電板本身就可以對傳統建筑的玻璃幕墻進行完美替代，因此對于建筑企業來說光電幕墻的應用有效節約了工程建設成本，具有良好的經濟性。且由于光電幕墻結構能夠成為太陽能發電的主要工作場所，因此光電幕墻還節約了土地資源。由此看來光電幕墻的應用完全滿足當下國家對于建筑行業的節能環保要求，對于建筑企業的長足發展起到推進作用。

4 建筑幕墻工程中節能技術的具體應用

隨著人們生活水平的提升和審美觀念的改變，人們對于建筑形態的要求越來越高，尤其是對于建筑幕墻這種起到一定裝飾作用的建筑結構，人們對其美觀性及建筑形態提出更多要求。以下為不同類型建筑幕墻工程中涉及到的節能技術應用。

4.1 普通玻璃幕墻的節能技術應用

（1）首先要對所在區域的自然地理環境、氣候條件、資源儲備狀況等信息進行全面調查，并通過對區域社會環境和人文特色的深入分析，結合所在區域建筑實踐經驗，根據地域特色因地制宜，選擇具有較好節能性能的玻璃材料建設建筑玻璃幕墻結構，比如中空Low-E玻璃、中空夾膠Low-E玻璃。

（2）其次要考慮到普通玻璃幕墻的自然通風問題，尤其是人流量大且人員密集的公共建筑，如果外窗開啟面積過小會影響到建筑室內自然通風效果。因此在進行幕墻施工設計時，要結合這些因素進行全面綜合地考量，要保證室內空氣流動，確保建筑室內空氣質量滿足相關規范標準。

（3）再次要對普通透明玻璃幕墻的熱傳遞性能進行有效控制，降低其傳熱系數。比如在玻璃幕墻施工過程中應用惰性氣體填充、暖邊間隔技術等，來提高建筑的節能性。值得注意的是在應用這些技術前，要事先進行科學的成本分析，要對工程建設成本進行合理控制。

（4）最后還要針對提高普通透明玻璃幕墻的氣密性采取一定措施，以此防止外界寒冷或炎熱空氣向建筑內部滲漏。比如在施工過程中應用多個具有良好密封性的開啟窗，并結合前期成本分析結果以及建筑形態，通過對單元式幕墻的應用來提高玻璃幕墻的氣密性[4]。

4.2 全玻璃幕墻的節能技術應用

隨著玻璃生產技術的不斷提升，玻璃產品日漸多樣化，此時全玻璃幕墻也就應運而生。全玻璃幕墻具有極強的美觀性，能夠讓建筑呈現透明、晶瑩的形態。對于全玻璃幕墻的節能技術應用主要體現在玻璃材料的選擇上，通常會根據玻璃材料的不同將其分為單片或夾膠面層全玻璃幕墻，以及中空面層全玻璃幕墻。全玻璃幕墻如圖2所示。

圖2 全玻璃幕墻

4.3 點支撐玻璃幕墻的節能技術應用

（1）首先點支撐玻璃幕墻主要功能是讓建筑呈現通透的形態效果，因此通常會使用超白玻璃。在使用此種玻璃幕墻時，要提高透明玻璃等材料的熱工性能，以此保證玻璃幕墻符合相關標準。

（2）其次在建筑室內安設遮陽簾，達到節能目的。

（3）在建筑工程中使用點支撐玻璃幕墻時要注意盡可能不要在玻璃上開窗，開窗會導致建筑效果大打折扣，因此要使用其他的方式進行室內通風排煙設計。

4.4 雙層幕墻的節能技術應用

雙層動態幕墻是一種具有雙層結構的組合幕墻，主要由外層、內層幕墻和熱通道等結構組成，又被稱為生態幕墻。建筑中可開啟的門窗結構通常位于雙層幕墻的內層，能夠利用外層幕墻有效避免外界環境對建筑室內的影響。同時雙層幕墻內層外層之間所形成的熱通道能夠巧妙利用太陽能，以及動氣熱壓原理完成室內的通風和保溫。此外雙層幕墻在采光方面也有顯著優勢，能夠根據用戶實際需求對室內光線進行調整，改善室內光照環境[5]。如圖3為雙層幕墻節能應用。

圖3 雙層幕墻結構

4.5 采光頂和金屬屋面幕墻的節能技術應用

尤其在炎熱的夏季，建筑屋頂會受到強烈的太陽輻射，建筑屋頂使用的透明結構面積越大產生的能耗越多，因此要對建筑采光頂采取一定的節能措施。

（1）首先要采取一定措施降低金屬屋面幕墻的傳熱系數，比如使用中空夾膠Low-E玻璃、局部應用光電玻璃等高性能的玻璃，提高建筑節能性能。對于采光頂則可以通過惰性氣體填充、暖邊間隔技術等降低其傳熱系數，以提高建筑的節能性。

（2）金屬屋面材料當下被廣泛應用于大型公共建筑屋面建設中，對于其節能技術應用方式主要有兩種，分別為直立鎖邊屋面和外加鋁板直立鎖邊屋面。直立鎖邊方式的優勢在于能夠根據保溫層厚度選擇固定座的高度，有效避免保溫層被完全壓縮，讓屋面保溫層厚度均衡統一，提升屋面的保溫性能。此外金屬屋面通常會使用A級防火材料，且固定座下還安設了特制的塑料隔熱墊，有效防止冷橋效應發生，為屋面的防冷凝效果提供保障[6]。

5 結束語

綜上所述，本文結合實際情況，對當下我國建筑幕墻工程中存在的部分問題進行深入分析，并針對節能技術在我國建筑幕墻工程中的相關應用情況展開詳細探討，經實踐證實得出以下結論。在我國節能環保、可持續發展政策背景下，對于建筑幕墻施工技術不僅要能夠滿足國家政策要求，還要具備足夠的美觀性和經濟性，因此節能技術在建筑幕墻工程中的合理應用已經成為必然，對于在建筑幕墻工程中節能技術應用的研究和討論也是十分必要的，且仍需要結合實際工程情況進一步對其進行探索。