建筑环保节能材料——玻璃

建筑环保节能材料——玻璃

摘要

建筑节能成为世界建筑界共同关注的问题。建筑外围护结构的热工性能直接影响建筑能耗，玻璃幕墙是现代建筑较多采用的外围护结构之一，它不仅实现了建筑外围护结构中墙体与门窗的合二为一，而且把建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体，使建筑更具现代感和装饰艺术性。而大面积玻璃幕墙在提供良好采光的同时却又带来了采暖与制冷能耗高的隐患，它是建筑能耗的一个薄弱环节。因此，研究玻璃幕墙的节能设计对建筑节能工作的开展有重要意义。突飞猛进的经济建设进一步促进了玻璃业的快速发展，浮法玻璃和玻璃加工企业如雨后春笋般崛起，建筑、汽车、家电、家具、装饰、艺术等各种玻璃玲琅满目层出不穷，而太阳能玻璃、低辐射玻璃、自洁玻璃电玻璃等新技术产品也开始占据市场和即将成为主流。

其中，镀膜中空玻璃的出现，给现代建筑业开拓了一片新的天地。

镀膜玻璃低辐射玻璃太阳光控制玻璃

正文

1绪论

1.1建筑节能

（１）能源问题是当前世界各国普遍重视的问题，并己被列为人类面临的四大

生存问题之一。在全世界的能源消耗中，无论是发达国家还是发展中国家，建筑

能耗在总能耗中所占的比重都是很大的，约为２５％至４５％[1]。而且，建筑能耗属

于消费性能耗，相对于生产性能耗，消费性能耗除了保证正常消费需要的部分外，

余者则是浪费。因此，在世界范围内能源问题日益紧迫、建筑能耗不断增长的今

天，世界各国又都将建筑节能工作列为节能工作中的重点。

（２）建筑用能的高低取决于建筑围护结构的保温隔热性能、建筑的密闭性等。

尽管我国在墙体、屋面材料、门窗、楼板节能技术和产品的研发、生产、设计、

建设等方面做了大量工作，国家对新型墙材的推广也出台了一系列的优惠政策，

也取得一定成绩，然而，由于建筑围护结构的保温隔热性能不高、建筑的密闭性

差等因素，造成我国建筑能耗总量居高不下，与国外先进水平仍存在巨大差距，

我国在建筑围护结构节能方面还有很大潜力。

1.2玻璃幕墙的应用及节能

（１）玻璃幕墙不仅实现了建筑外围护结构中墙体与门窗的合二为一，而且把

建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体，使建筑更具现代感和装饰

艺术性。玻璃幕墙的这种良好特性，使它一经问世就得到人们的重视和青睐。我

国从上世纪８０年代初开始引入玻璃幕墙，经过２０多年的发展，玻璃幕墙在全国

各地的建筑，特别是在一些地区的标志性公共建筑中已经使用的相当多了。香港

的中环广场，上海的金茂大厦、锦江大厦，北京的西单国际大厦等都采用了大面

积的玻璃幕墙。据不完全统计，上海目前约有５层以上玻璃幕墙建筑1300多幢，

幕墙总面积超过1000万平方米。我国每年有600多万平方米的幕墙投入使用，并

以１０％的速度继续增长[2]。而大面积玻璃幕墙在提供良好采光的同时却又带来了采

暖与制冷能耗高的隐患，这是建筑能耗的一个薄弱环节。因此，研究玻璃幕墙的

节能设计对建筑节能工作的开展有重要意义。

（２）高楼大厦需要建筑幕墙。[3]因为 a、建筑幕墙不同于填充墙，它具有以下

的特点：它是由面板和支承结构组成的完整的结构系统；它在自身平

面内可以承

受较大的变形或者相对于主体结构可以有足够的位移能力；它是不分担主体结构

所受的荷载和作用的围护结构。幕墙通常由面板（玻璃、铝板、石板、陶瓷板等）和后面的支承结构（铝横梁立柱、钢结构、玻璃肋等）组成。这个外墙系统支承

在主体结构上，通常包封主体结构。由于面板之间有宽缝，面板与横梁立柱的连

接有活动能力，所以幕墙在平面内，可以承受1/100的大变形。幕墙如果采用螺栓、

摇臂、弹簧机构与主体结构连接，则可以在两者之间产生大的相对位移，甚至当

主体结构侧移达到1/60时，幕墙也不会破坏。ｂ．抵抗地震灾害需要幕墙。1995年

日本阪神大地震、1999年台湾集集大地震，震中烈度都在11度以上，砌体填充墙、

常规玻璃窗大量破坏，而幕墙，即使是玻璃幕墙，也很少有震害的报告，震后大

多保存完好。中国建筑科学研究院结构所进行过七个各种类型建筑幕墙的振动台

试验，结果表明：即使当台面输入加速度达到。0.9g（相当于10度大震），结构位

移达到1/60以上时，幕墙也没有损坏，保持良好性能。砌体填充墙在1/1000位移

时开裂，1/300位移时破坏，即使在小地震下也会产生破损，中震下会严重破坏。

其原因是它在自身平面内变形能力很差，又被填充在主体结构内，不能有相对的

位移，被强迫一起振动，最终导致破坏。常规玻璃窗大体上也差不多。因此在地

震中震害非常严重。建筑幕墙的板围宽缝和特别的连接构造，使得它可以耐受到

1/100～1/60的大位移、大变形。类似于树叶相对于树枝、幕布相对于台口，无论

主体结构怎样摇晃，幕墙都可以安全无恙。高楼大厦耸入云霄，地震中强烈摆动，

只有幕墙才能保证抗震安全，不会倒坍坠落，防止产生伤亡事故。d、幕墙节省结构

和基础的费用。建筑材料，如钢材、水泥都是高耗能、高造价的材料，节约材料，

就是节约能耗，节约资源。玻璃幕墙的重量只相当于砖墙的1/10，混凝土墙板的

1/7；[3]铝板幕墙更轻：370㎜砖墙760㎏/㎡，200㎜空心砖墙250㎏/㎡，而玻

璃幕墙只有35～40㎏/㎡，铝板幕墙只有20～25㎏/㎡，一座150m 高，外墙面为

20000㎡的高层建筑，采用幕墙可减轻墙体自重5000t～12000t。[3]这就大大减少了

主体结构的材料用量，也减轻了基础的荷载，节约了基础的造价。在上海、天津

等软弱地基上建造超高层建筑，这更起了决定性的作用。ｅ．存在的问题是可以解决

的。2005年７月１日起，《公共建筑节能设计标准》开始施行。铝板幕墙和石板幕

墙因为背面有保温层，完全可以满足标准的要求。玻璃幕墙只要合理进行设计，

也是可以达到标准的要求的。Low-E中空玻璃幕墙的推广使用，就是一个有力的

措施。双层通风幕墙、真空玻璃幕墙的保温性能，已优于传统的墙体材料。节能

不节能，不在于是不是玻璃。选用合适的玻璃，采用合理的构造，就完全可以达

到节能的标准。建筑幕墙是结构安全的一个重要保障，合理设计、精心施工是我

们应有的态度。正如汽车虽然消耗能源、污染空气、造成车祸，但却不会有人因