建筑幕墙的保温节能设计及应用探讨

建筑幕墙的保温节能设计及应用探讨

摘要：建筑幕墙是现代建筑技术发展的产物，是融建筑技术、建筑艺术为一体的外围护结构，使建筑物更具时代感和艺术感，已成为城市建筑步入现代化的重要标志之一。本文对建筑常用的各种幕墙的保温性能进行比较分析，供同行借鉴参考。

关键词：幕墙；节能设计；保温性能；新型幕墙

中图分类号：TE08 文献标识码：A文章编号：

前言

建筑幕墙（curtain wall for building）是由面板与支承结构体系组成的，可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力，不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙，幕墙分为玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙等。幕墙可以减少传统混凝土外墙大量的钢筋和混凝土的使用量，对于减少高耗能建材使用所达到的节约能源、节约资源有很大的帮助。但幕墙作为建筑外围护结构，其保温、隔热性能均远不及传统墙体，是传统墙体热损失的5～6倍，幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40％左右。以下对幕墙保温隔热性能及做法进行探讨。

一、各种幕墙保温隔热性能的比较

幕墙作为建筑物的外围护结构不但要满足人们采光、日照、通风、视野等基本要求，还要具有优良的保温、隔热、隔声性能，才能为人们提供舒适、宁静的室内环境，才能满足人们节约能源、保护环境、改善热舒适条件、提高生活水平和实现社会可持续发展的要求。

1、不同做法玻璃幕墙保温隔热性能的比较

玻璃幕墙保温隔热性能比较差，通风效果不太好，直接影响到建筑物的设备配置及能源消耗，有悖于我国的国情。建筑师和采暖空调专业技术人员，要考虑玻璃幕墙使用的适应性和最大限度地减少能耗，幕墙的保温性能系指建筑幕墙室内外两侧存在空气温差的条件下，幕墙阻抗从高温―侧向低温―侧传热的能力(不包括从缝隙中渗透空气的传热)，幕墙的保温性能用传热系数K来表示。

传热系数K的物理意义为：在稳定传热条件下，幕墙室内外两侧的空气温度差为1K，单位时间内通过单位面积的传热量，以W／m2.k计。

表1建筑幕墙保温性能分级值

分级指示一二三四

传热系数K K0.7 0.7＜k1.25 1.25＜k2.0 2.0＜k 3.3

1.1玻璃的选用对玻璃幕墙的保温隔热性能影响最大

对于玻璃幕墙而言，由于玻璃的面积占外立面的85％以上，参加热交换的面积很大，能耗相对也多，其玻璃材料是节省能源的关键。

表2不同玻璃的传热特性及参数

玻璃名称玻璃种类、结构透光率遮阳系数Sc 传热系数U夏传热系数U冬

单片白玻6c 89％0.99 5.74 6.17

白玻中空6c+12A+6c 81％0.87 3.09 2.75

单片热反射镀膜6CTS140 40％0.55 5.72 5.66

热反射镀膜中空6CTS140+12A+6c 37％0.44 3.04 2.58

LOW-E中空玻璃6CEB12+12A+6c 39％0.31 1.70 1.66

说明：白玻璃指普通透明玻璃，6c表示6mm透明玻璃，CTS140是热反射镀膜玻璃型号，CEB12是LOW-E玻璃型号。U是ASHERA 标准条件下的传热系数，传热系数单位是W／m3℃。

1.2铝型材的选用对玻璃幕墙的保温隔热性能的影响不可忽视

传统明框幕墙做法：玻璃板块分格的缝隙对玻璃幕墙的保温隔热性能有很大影响，特别是明框幕墙。传统明框幕墙室内外铝型材之间没有其它隔热材料间隔，而隔热断桥铝型材在室内外铝型材之间有―道隔热保温性能非常好的隔热体。隐框幕墙对铝型材没有严格的保温隔热要求。

1.3密封方式对玻璃幕墙的保温隔热性能有很大影响

幕墙板块分格缝隙有两种方法密封：一种是采用耐侯密封胶，另一种是采用胶条。由于用耐侯密封胶现场湿密封可以有效的保证幕墙的气密性，减少了室内外空气的流动量，因此就可以有效的保证幕墙的保温隔热性能。

1.4先进的幕墙体系对玻璃幕墙的保温隔热性能有质的改变

双层幕墙是当今欧美十分流行的―种概念幕墙，它的工作原理如下：

冬天，关闭进风口和出风口，内外两层幕墙中间的空气由于阳光的照射而温度升高，像―个温室，提高了内层幕墙的外表面温度，减少了室内热量的散失，从而降低建筑物采暖的运行费用。

夏天，打开上下进排风口，由于烟囱效应，产生气流，在通道内运动的气流带走了通道内的热量，降低了内层幕墙的表面温度，减少了空

调负荷。

从技术资料来看，双层幕墙与传统幕墙比较：采暖时可以节省能源约40％～50％，制冷时可以节约能源约40％～60％。

2不同做法的铝板幕墙、石材幕墙保温性能比较

2．1石材的选用对石材幕墙的保温隔热性能影响较大

用于石材幕墙外墙材料通常有两种：天然花岗岩石板、铝蜂窝花岗岩石板。这两种材料的保温隔热性能依次为：铝蜂窝花岗岩石板天然花岗岩石板。

2.2铝板的选用对铝板幕墙的保温隔热性能影响较大

用于铝板幕墙外墙材料通常有三种：铝单板、铝蜂窝铝板和铝塑复合板。这三种材料的保温隔热性能依次为：铝蜂窝铝板铝塑复合板铝单板。

2.3保温材料的不同对铝板、石材幕墙的保温隔热性能影响最大

目前，幕墙行业常用的保温隔热材料有以下几种：保温岩棉、聚氨酯、纤维板、挤塑泡沫保温隔热材料等，其中挤塑泡沫保温隔热材料性能最佳，它的导热系数仅为0.0289W／m2.k。

2.4密封方式对铝板、石材幕墙的保温隔热性能有很大影响

幕墙板块分格缝隙有两种方法密封：一是采用耐侯密封胶，另外是采用胶条。由于用耐侯密封胶现场湿密封可以有效的保证幕墙的气密性，减少了室内外空气的流动量，这样就可以有效的保证幕墙的保温隔热性能。

幕墙的保温性能应通过控制总热阻值和选取相应的材料来解决。为

了减少热损失，可以从以下三个方面进行改善：第一是改善采光窗玻璃的保温隔热性能，尽量选用中空玻璃，并减少开启扇。

如果采用普通透明玻璃，它的热传系数高，且对太阳辐射和远红外热辐射没有能力限制，因此其面积越大夏季进入室内的热量越多，冬季室内散失的热量也越多。不同的玻璃其性能差别也不同，一个玻璃品种不能适用于所有气候环境和使用朝向。为阻隔太阳辐射热，对玻璃也要进行处理。如在玻璃原片中添加一些元素可以成为吸热玻璃，在玻璃的一个面镀膜可成为热辐射玻璃，Low―E玻璃及Solar―E玻璃等。例如吸热玻璃吸收的热量越多，阻隔热的效果就越好。但吸热和透光是矛盾的，所以，吸热玻璃的隔热也受到一定的影响，况且吸热玻璃吸收的一部分热量仍会有相当多的传人室内。热反射玻璃在反射红外线的同时，对可见光的透射也有一些减弱和反射，使采光率降低，反射光会造成眩光污染。由于热反射玻璃反射太阳能，因而不适应于北方寒冷地区。低辐射镀膜玻璃是上世纪90年代开发应用的玻璃新品种，其辐射率一般为0．1左右，最低可以降至0．05，是普通玻璃辐射率的1／10左右，提高了节能效果。而遮阳型Low―E玻璃采用独特的热喷射镀膜技术制成，除本身具有低辐射性能外，还具有控制阳光的能力。

在一般情况下，单片吸热玻璃或热辐射玻璃，Low―E玻璃和Solar―E玻璃能取得一定的节能作用，但其效果很有限，在玻璃面积太大时仍不能满足需要，采用这些玻璃组成的中空玻璃是较好的选择。对于中空玻璃的外片玻璃，一般采用吸热玻璃，热反射玻璃，吸热Low―E玻璃。内片采用透明玻璃或Low―E玻璃。通过这样处理，外片玻璃