建筑玻璃幕墙的绿色节能设计探讨

潘磊 王志

中建八局第四建设有限公司 山东 青岛 266000

摘要：我国经济不断发展带动我国建筑行业不断发展，建筑行业发展过程中，建筑模式也在不断更新换代，玻璃幕墙就作为一种新型设备被广泛推广。为了使玻璃幕墙应用效果更好，还需对玻璃幕墙进行绿色节能设计。所以本篇文章就对建筑玻璃幕墙绿色节能进行设计探究，从各个角度进行分析，提高玻璃幕墙的综合应用效果。

关键词：建筑工程；玻璃幕墙；绿色节能设计

1幕墙对于公共建筑的重要作用
　　幕墙的出现是对传统建筑行业的一次巨大的推动，利用幕墙来取代传统的钢筋混凝土墙面，一方面可以提高建筑物的美观性，另一方面也能够很好地减少项目自身的重量，即为设计师的创作提供了更加广阔的舞台，又提高了建设的效率。特别是对于公共设施来说，与传统的办公以及住宅建筑相比，公共建筑面向的是全体群众，人流量往往非常大，而使用幕墙可以极大地提高建筑物的艺术美感，让出入其中的群众得到精神上的愉悦。此外，一些公共设施体量庞大，具有十分关键的职能，是城市的地标建筑，其外观如果采用幕墙，那么会增加其与周围建筑的区别度，让公共项目在发挥其本身的职能以外增加一份艺术性，成为新的旅游地标，为促进当地旅游业的发展以及打造城市名片开拓出新的局面^[1]。

2建筑玻璃幕墙绿色节能原理
　　节能减排已经成为时代的必然选择。玻璃幕墙在建筑工程中的应用越来越广泛。合理的玻璃幕墙节能设计，减少能源浪费。建筑玻璃幕墙的节能设计必须遵循以下原则（1）科学性：在幕墙选择上，表面材料选择和窗墙面积比的过程中，应科学地分析研究各种影响因素，以及建筑幕墙功能的优缺点，平衡性能和建筑功能要求，确保节能建筑幕墙的稳定性和附着性。幕墙的传热系数必须根据当地气候，玻璃传热系数和型材传热系数来确定。（2）适用性：根据周围环境和地理环境的特点，参照建筑设计，落实国家对建筑玻璃幕墙的要求，正确处理低能耗与舒适性的关系。（3）经济性：应该充分考虑建筑节能的要求，充分发挥建筑幕墙的功能，体现建筑幕墙的使用价值。原则上，建筑幕墙节能应在满足设计使用功能的基础上，通过与建筑设计师，暖通空调工程师，室内设计师等人员的协商来平衡工程的经济成本与节能性能。

3建筑玻璃幕墙的绿色节能设计

3.1选择建筑玻璃幕墙绿色节能密封材料

绿色施工是建筑产业在未来发展的必然趋势，为了进一步满足此种需求，可在进行建筑玻璃幕墙节能设计过程中，对幕墙设计材料进行系统性选择。在开展此方面工作时，需要掌握幕墙工程的设计需求，即施工方设计的成果，不仅要满足绿色节能要求，也要满足常规建筑墙体的密封性与稳固性需求。在此种设计理念下，对幕墙设计材料进行选择。

目前，建筑市场内常用的幕墙玻璃可以被划分为塑性玻璃与固性玻璃，而要满足建筑幕墙的密封性需要，可对材料与常用玻璃的粘结能力进行分析。其中，常用的幕墙玻璃有：白玻璃、LOW-E玻璃等，常用的粘结材料有：实维高胶条与PIB。除了要考虑上文提出的性能要求，还需要考虑玻璃密封胶体在正常环境下的有效时间、防渗漏能力与耐热能力等，只有选择的材料满足多种使用需求，才能将设计的材料应用到建筑玻璃幕墙的设计中。为此，选择市场内多种常用的建筑幕墙密封材料，对多种材料的使用性能进行分析，综合分析结果，选择与建筑幕墙工程匹配的密封材料作为施工材料，避免由于幕墙密封性不足导致墙体出现渗水、漏气等问题。对不同建筑幕墙密封材料的性能进行分析，结果见表1。

表1不同建筑幕墙密封材料性能分析

在完成对不同建筑幕墙密封材料性能的分析后，需要对材料的其他性能进行对比，包括材料的抗紫外线能力、耐高温能力等。对比结果见表2。

表2不同建筑幕墙密封材料抗紫外线能力、耐高温能力性能分析

根据上述分析结果，选择综合性能较优的材料作为建筑玻璃幕墙绿色节能密封材料。

3.2新型节能遮阳构件安装工艺

完成对建筑玻璃幕墙绿色节能材料的选择后，针对部分面积相对较大的玻璃幕墙，还需要对其自动调节设施进行设计，针对遮阳调节的自动化控制需要，在设计时，引入新型节能遮阳构件，并对遮阳构件的安装工艺进行优化创新。可以用作建筑玻璃幕墙的遮阳构件材料种类丰富，考虑到各个材料的物理特性、力学特征以及热工性能，选用高性能隔热和热反射玻璃材料制备的玻璃遮阳板作为玻璃幕墙遮阳构件，并在后续完成安装后引入光电光热转换技术。针对建筑自然通风问题，可利用双层玻璃幕墙结构解决遮阳和通风的问题。同时在遮阳构件当中引入电机带动齿轮机构和传动杆机构，使遮阳板能够完成自动转动，从而调节进入到室内的阳光，维持室内始终保持良好的光照条件和温度条件。除了选用实体铝型材以外，还可采用穿孔铝板和反射玻璃材料作为遮阳构件。根据不同建筑物的性质和设计风格以及不同地区的日照规律对遮阳设施进行科学选择。在对遮阳构件安装时，可引入帘幕结构，在不需要遮阳构件时可将其完全隐藏在玻璃幕墙的卷帘框架当中，通过卷帘框架又能够很好地修饰玻璃幕墙。利用遮阳构件具有的自动平衡功能，实现对玻璃幕墙的大面积整体整齐联动遮阳。

3.3基于柔性太阳能的光电幕墙结构设计

为了实现建筑玻璃幕墙的节能，在此基础上，设计一种基于柔性太阳能的光电幕墙，通过此种设计，满足工程设计的节能需求。而光电幕墙之所以可以被称之为柔性结构，是由于在光电板中安装的金属压片属于合成类材料，此种材料可以根据玻璃幕墙的具体排布设计，整体设计过程自由度较高，也正因如此，解决了玻璃幕墙工程在实施中存在的曲面安装工程板困难的问题。并且，此种材料的自重较轻，在施工中不需要在幕墙结构上安装其他的支撑类结构，因此，也节约了大量工程施工成本。综合上述分析，对光电幕墙结构进行设计，结构图见图1。

从图1描述的光电幕墙结构可知，其供电系统是由光电控制系统与玻璃幕墙结构系统构成，前者由多个硅晶体电池连接形成，不同的电池组之间由导线与电线进行连接，通常情况下，电线镶嵌在玻璃幕墙中空位置，并且，在玻璃膜与电池组之间由一层透明度极高的薄膜覆盖，可以避免由于薄膜过厚出现遮光问题。在设计玻璃幕墙结构时，需要全面考虑电池组、导线、集中供电芯片在其中的布设，所有的导线均需要通过变压器进行连接，每一个PV变压设备，均对应一个密封单元，从而构成了一个完整的幕墙供电结构。

图1光电幕墙结构

结束语
　　玻璃幕墙应用越来越广泛，在国家绿色节能的号召下，应该对建筑玻璃幕墙进行有效设计，保证玻璃幕墙的绿色节能。我国在建筑中应用玻璃幕墙比较早的国家之一，对玻璃幕墙的研究也比较深入，所以建筑采用玻璃幕墙时应该发挥我国优势，合理对玻璃幕墙进行绿色节能设置，减少能源的浪费。
参考文献
[1]王兵辉.建筑玻璃幕墙的节能设计研究[J].科技促进发展，2019，S1：39+12.
[2]闫永昌，杨春艳.探讨建筑玻璃幕墙和窗的节能设计[J].门窗，2019，02：247.
[3]宋玉龙.探讨建筑玻璃幕墙和窗的节能设计[J].知识经济，2018，03：92.