提高双层玻璃幕墙节能设计效果的研究

黄莎莎

深圳金粤幕墙装饰工程有限公司广东深圳518000

摘要：双层玻璃幕墙建筑节能技术可很好地阻挡太阳辐射，减少噪音，改善室内环境，有良好的通透性及通风效果，且还可防止建筑结露等，可很好地实现建筑节能的目标。在构造设计过程中，应具体考虑通风结构设计、节能结构设计、遮阳设计、防尘与清洗设计及防火设计等，以更好地实现双层玻璃幕墙的节能效果。

关键词：玻璃幕墙；节能设计；双层玻璃幕墙

一、双层玻璃幕墙技术及其优点

双层玻璃幕墙是通过内、外两层玻璃幕墙组合而成，在两层之间形成一个通道，然后在外层幕墙上设置进风口和出风口来实现幕墙的通风效果。为了达到幕墙立面通透、视野开阔的目的，通常内层幕墙设计成悬窗的结构形式。另外还可以设置通风器，为了方便控制，一般安装在幕墙的顶部，使通风换气更加自然、柔和，更具有舒适性。双层玻璃幕墙一般具有以下优点：

1、有效改善室内光环境

普通的建筑材料很难让室内的广度以及亮度得到有效的改善，如今采用了双层幕墙可以将一些比较强的光线置于二层幕墙之间，这样不仅可以调节光照、强度还能及时的避免光刺眼，采用这种设置还能更好的改善室内的光环境。但是有的户主一定想知道，该材质以及设计方案会不会对室内环境以及采光造成一定的弊端，会不会有一些化学气体出现。在这里我可以很理智的告诉大家，采用玻璃幕墙是完全没有任何化学药剂成分对人们造成伤害，它能很好的改善室内光环境。

2、超高的隔音效果

在建筑过程中，双层幕墙具有一个很好的特性，那就是具有超高的隔音效果。之所以能产生超高的隔音效果是因为双层幕墙中的间隙可以做得较大，因而具有很好的隔声效果，可以有效地降低噪声干扰，尤其对地处繁华闹市区和马路主干道两侧的建筑物和离马路不是太远的高层建筑来说尤为重要，可以营造出一个安静的办公和生活环境，从而提高工作效率和维护人们身心健康。当前，在很多建筑上都会采用这种超高的隔音装置。

3、良好的节能效果

为了更好的诠释双层幕墙节能效果，笔者对其进行了调查以及数据分析。从了解中我们看到了这种节能措施效果非常好。高效节能措施可以使室内环境、光源以及空气流通效果更佳好。对于双层幕墙的通风性，特别是在寒冷地区的双层通风式幕墙，应该采用内循环式，即外层幕墙为封闭式的，内层幕墙应有通风口，必须把室内的暖空气引入到双层幕墙的间隙中去，并进行循环交换，以提高内层幕墙内表面一侧的温度，使人们在靠近它时，不会有冷飕飕的感觉，从而实现改善人们居住环境舒适度的要求。

4、高效的通风性能

双层幕墙是从外层幕墙的通风口及内层幕墙里面来进行空气流通以及室内进行调节的。所以双层幕墙中的内层幕墙里面的开启扇还能在夜间的室内通风开启，进而可以将夜间及室外的新鲜空气进行结合，最后将室内的热空气以及浑浊气体排出室外，从而开始实现室内降温，户主只需要第二天早上将开启扇关闭，这样就能使室内保持较长时间较低温度而不必开启空调，这样就能达到节能目的。由于是双层幕墙，夜间开启内层幕墙开启扇，也不必担心安全问题和进风雨、蚊虫问题，因为进风口处有安全和防虫、防尘网设施。双层幕墙在寒冷地区冬季实用性比较好。如果双层幕墙外层为密封式的并带可控通风口，关闭所有通风口，则可起到类似双层窗式的保温作用。

二、提高双层玻璃幕墙节能效果的设计

1、玻璃幕墙建筑方位的节能设计

建筑方位的设计也是建筑外墙节能设计的要素之一。建筑的朝向应该考虑日照、采光、通风、遮阳等要求。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒，建筑的朝向应朝南北向配置。坐北朝南的朝向是我国许多地区的合理朝向，但朝向的选择是因地域气候，因周围环境，建筑需求而改变的，不可一概而论。在城市房屋建筑设计中，建筑方位的选择往往由于城市布局规划等原因不能按最佳朝向，但可以通过调整建筑布局来获得相对合理的方位。

2、选择合理的玻璃幕墙材料

由于玻璃表面换热性强，热透射率高所产生的室内温度过高，除了减少玻璃幕墙的使用面积和幕墙建筑方位的设计外，还可以选择合理的玻璃幕墙材料。太阳辐射的特点是：可见光波长短（380～780nm），热量小；红外线波长长（>780nm），热量大。所以玻璃材料应尽量让短波可见光透射而让长波辐射热反射出去，这样在减少夏季空调负荷的同时又不至于降低采光效率。如采用镀膜玻璃、Low-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处理技术以减少太阳透过玻璃的直接辐射。其中Low-E玻璃，可直接反射远红外热辐射（反射率可达80～95%），阻挡玻璃吸热升温后以辐射形式从膜面向外散热。也可获得最高80%以上的可见光透过率，同普通玻璃差不多。还可以采用铝塑复合材料、断热桥型材等高热阻材料应用技术，其隔热保温措施原理比较简单，使玻璃幕墙结构的传热系数大大降低。

3、通过强化通风降温降低能耗

幕墙周边的温度往往要比气象观测温度高几度，对于每层隔断的双层玻璃幕墙，幕墙中的换气量更取决于风速和风向，而不是烟囱效应；在设计中应该将双层玻璃幕墙空间与通风口隔断以防止夏季热风倒灌，或者像德国Debis中心那样在炎热的季节完全打开外表幕墙，但是这种设计的造价较高，同时导致冬季保温性能降低。

4、在双层玻璃幕墙间充不同的气体

在双层玻璃窗中充空气和氩气，节能效果可大大提高。可采用洁净空气双层玻璃窗、洁净氩气双层玻璃窗、洁净高得热系数的空气双层Low-E（e2=0.1）玻璃窗、洁净高得热系数的氩气双层Low-E（e2=0.1）、洁净低得热系数的空气双层Low-E（e2=0.04）、洁净低得热系数的氩气双层Low-E（e2=0.04）等技术。对青铜色空气双层玻璃窗、青铜色氩气双层玻璃窗进行的比较研究表明：在采暖季节，为了降低采暖能耗，应尽可能选用导热系数小的填充介质或Low-E的放射系数低的边框；在制冷季节窗户系统的导热系数是主要影响因素；在过渡季节，应首选具有Low-E、且放射系数低的窗户系统。

5、遮阳设计

在双层玻璃幕墙上装设遮阳系统，可最大限度地防止太阳辐射，改善室内环境和温度，避免室内过热，同时还可以影响室内的采光与通风等。在具体的遮阳设计时，为不影响建筑的光洁效果，最好是在室内装设遮阳装置，如遮阳板、遮阳百页、铝合金百叶窗帘、电动卷帘等，或是可以采用新型的纳米材料等，以更好地抵抗紫外线的辐射。在安装遮阳装置时，宜安装在距离外层玻璃150mm～180mm处，同时还应考虑内层幕墙开启窗或门的形式而定，避免影响窗或门的正常开启或关闭。

6、防火设计

由于双层玻璃幕墙间会产生烟囱效应，因此在进行结构设计时应注重幕墙的防火设计。一是要做好双层玻璃幕墙的平面防火设计，采用中空防火玻璃，并用夹胶防火玻璃将防火分区位置上的内层幕墙分断，保证其平面耐火极限达到3h，并按常规做好层间的防火隔断；二是要做好双层幕墙的立面防火设计，由于通风的需要，立面上不能做防火的层间隔断，但可在出风口箱体的上侧和进风口箱体的下部进行防火处理。

三、结语

21世纪是科学技术的发展，也是新能源的发展，传统能源出现能源危机，对新能源的节能技术提出了更高的要求，所以对玻璃幕墙的节能要求更高。玻璃幕墙作为楼层建筑中常用的结构，由传统的单层玻璃幕墙发展到节能效果更好的双层玻璃幕墙，这是技术的一大进步。在玻璃幕墙绿色节能的设计过程中，需要结合从前的经验，明确其中的关键点，对玻璃幕墙的结构进行合理设计，并且选取合适的玻璃材料，还需要不断采用新技术，这样就可以让玻璃幕墙的设计效果不断提升。

参考文献：

[1]王飞.绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用[D].河北工业大学，2017.

[2]胡亦明，王勇.绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用[J].陕西建筑，2017，（6）：9-12.