试析建筑玻璃幕墙节能技术

试析建筑玻璃幕墙节能技术

摘要：建筑行业的节能、环保主要体现在建筑材料选择方面，因此，玻璃、铝

材等新型节能材料在建筑中得到了广泛的应用。在建筑施工时使用玻璃幕墙可以

节能，是一项可持续发展的技术。

关键词：建筑；玻璃幕墙；节能技术

1玻璃幕墙的节能原理

玻璃幕墙之所以能够成为节能环保的建筑材料，其节能原理如下：

（1）玻璃幕墙是透明的墙体，阳光透过玻璃可以通过辐射、对流以及传导三种形式进行热量的传递，这样建筑物就可以充分利用太阳能；

（2）太阳能可以通过直射的形式进入建筑物，从而使建筑物得到充分的太阳能。对于玻璃幕墙的节能效果是否达标，我们可以通过测试单位面积、单位温差

以及单位温差内热量传递的焦耳量来判断，热量传递的焦耳数与热量损耗成正比，即能耗损失越大热量传递就越大，这种情况下玻璃幕墙就没有达到节能的效果；

反之，玻璃幕墙就具有良好的节能效果。

（3）对玻璃幕墙节能效果的检测还可以通过确定遮蔽系数来判断，遮蔽系数越小，节能效果越好。因为，遮蔽系数越小，阳光照射到房间的时候，玻璃所吸

收的热量越小，就会有大部分的热量都传递给了房间，增加了房间对热量的利用，实现了节能的目的。

2 玻璃幕墙的节能技术

玻璃幕墙大多数都是由玻璃和铝合金组合而成的，在阳光照射房间时玻璃和

铝合金会吸收一部分热量，剩余的热量传递到房间内。然而玻璃和铝合金的传热

系数都比较高，同时热透率也比较大，因此，必须通过控制玻璃和铝合金吸收的

热量，也就是在热量通过辐射、对流以及传导方式经过玻璃和铝合金时尽量减少

损失热量，这样被房间吸收的热量就会增加，从而达到节能的效果。

2.1玻璃部分的节能技术

玻璃是玻璃幕墙的主要材料，同时也是吸收太阳能的良好导体。所以，要想

实现玻璃幕墙的节能，必须首先控制好玻璃部分的热量传递。

（1）选择节能型玻璃

当前，我国玻璃幕墙所选用的玻璃类型多种多样，不同类型的玻璃在节能效

果上也不尽相同。因此，在建筑施工选择玻璃幕墙时，首先要选择节能型的玻璃，其次根据建筑物的设计与实际功能选择合适的玻璃类型。

（2）选择传热系数低的玻璃

对于一些公共建筑来说，玻璃幕墙就是建筑的外衣，其中玻璃占据建筑立面

面积的大部分，玻璃直接参与热交换，因此，建筑是否节能，玻璃材料的选择成

为建筑节能的关键。普通透明玻璃，它的导热系数（K值）偏高，对太阳辐射和

远红外热辐射也没有有效限制，因此用在建筑立面时候，夏季进入室内的热量越多，冬季室内散失的热量也越多。为阻挡太阳热辐射，必须对玻璃进行一定的处理。在玻璃上添加可以吸热物质，制成热反射玻璃、Low-E玻璃等。玻璃镀膜后

大大改善了阻挡太阳热辐射的性能，为防止镀膜层暴露在空气中，时间长了会出

现一些颜色、功能上的损害，放在中空层里面。吸热玻璃把阳光的热量吸收在玻

璃上，从而起到隔热的效果，但同时透光率下降，这样就相互矛盾。低辐射镀膜

玻璃是在上世纪末期发展起来的新型玻璃，其辐射率最低可以降至0.05，是普通

玻璃的1/10左右，提高了节能效果。而遮阳型透明Low-E玻璃采用独特的镀膜技

术制作而成，除本身具有低辐射性能外，它还具有控制阳光的性能。

单片吸热玻璃或热反射玻璃、Low-E玻璃有一定的节能作用，但效果是有限的。现在玻璃原片进行深加工处理，玻璃钢化后，用两片或多片玻璃进行中空合片、夹胶合片、中空夹胶合片组合玻璃应用相当广泛。对于中空玻璃，外片玻璃一般采用吸热玻璃、热反射玻璃、吸热的Low-E玻璃，内片采用透明玻璃、Low-E 玻璃等。这样，外片玻璃吸收绝大部分太阳辐射热，而空气层将外片玻璃的热辐射阻挡在外面，大大降低了对室内产生二次辐射传热。中空玻璃能有效地阻止温差传热，也能降低太阳辐射。中空玻璃的隔热性能主要因其中空层气体处于一个封闭的空间，气体不产生对流，而且空气的导热系数比玻璃的导热系数低得多，大约不到玻璃的1/27，中空玻璃四边的密封胶导热，对流和传导在中空玻璃的能量传递中占的比例较小。中空玻璃的隔热性能提高，也可以调节中空层的厚度或改变中空层中气体的介质来实现，但中空层不宜过大，合理的间隙是9～12mm；中空层介质可以选择一些惰性气体如氩气、氮气或真空，这样就大大降低了中空玻璃的传热系数，能达到1.26～2.0W/（m2•K）。各种中空玻璃有着不同的节能效果，选用时，根据建筑物的整体需求和能耗要求，合理选择不同部位的玻璃配置，综合考虑质量、功能要求、装饰效果、经济性等。

2.2 铝合金部分的节能技术

玻璃幕墙中除了玻璃是主要的热导体外，铝合金也是吸收热能的重要通道。所以说，控制铝合金吸收热量也是实现玻璃幕墙节能的重要措施。要控制铝合金吸收热量就要采取措施阻隔热量的传递，因此，在选择铝合金材料时尽量选择隔热性能强的节能型铝合金。经验表明，铝的导热性是极强的，因此，明框玻璃幕墙在用铝合金作为幕墙龙骨的时候，室内外温度会快速交换，在冬季或者夏季，这种快速交换就会造成极大的能耗。要想提高铝合金的隔热性能就要降低其热导率。现在玻璃幕墙设计中大多选择断桥隔热铝合金型材，隔热条是铝合金材料重要的组成部分，对于铝合金的热量吸收具有直接的影响作用。隔热条的作用是阻隔热量的传递，目前，在隔热条的基础上出现了一种新型的隔热断桥技术，它是利用聚酞胺尼龙为材料将铝合金分成2个部分，使铝合金内部产生一个连续的隔热区域，有效阻隔热量的传递，达到较高水平的节能。断桥铝型材不仅热传导的通道被堵，同时被阻隔的还有声音。这种断桥铝材料节能效果非常高，因此在很多对节能水平要求高的建筑中得到广泛的应用。

2.3 玻璃幕墙设计方面的节能

虽然玻璃幕墙是一种节能型建筑材料，但是在建筑设计中要进行合理的设计才能使其达到良好的节能效果。在建筑设计中影响玻璃幕墙节能效果的因素有：建筑的朝向、建筑面积、建筑高度等，因此，建筑设计师必须综合多方面的因素才能对建筑幕墙进行设计，进而达到高标准的节能效果。首先，建筑物的朝向是影响玻璃幕墙设计的直接因素。因为太阳辐射可以通过玻璃幕墙而进入房间，建筑物朝向的不同，导致了房间吸收热量的不同。在我国房屋通常都是坐北朝南，朝南的一侧可以吸收到充足的阳光，所以玻璃幕墙设计的最佳位置是朝南，尽量避免朝西或者朝东，阻碍房间对热量的吸收。另外，玻璃幕墙可能会造成反射，所以最好不要面朝居民楼，影响居民的正常生活，造成光污染的现象。双层玻璃幕墙由内、外两层玻璃幕墙组成，内外幕墙之间形成一个500～1000mm相对封闭的通风间层，空气从外层幕墙下部的进风口进入，从上部的排风口排出，调节室内温度。在寒冷地区，经过合理的设计，呼吸式内、外循环双层玻璃幕墙均可采用，在建筑成本允许的情况下，合理应用双层玻璃幕墙时，它与同类建筑的标