1、 幕墻知識玻璃幕墻是現(xiàn)代化建筑的主要外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之一，其設(shè)計不僅要滿足建筑美學(xué)和建筑功能的要求，而且要更多地考慮熱工設(shè)計，充分體現(xiàn)當(dāng)前國際上流行的建筑設(shè)計三大原則:“開放與交流、舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能?！?現(xiàn)階段，大多數(shù)提高玻璃幕墻節(jié)能保溫性能的工程主要措施是采用鍍膜玻璃、Low一E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃及隔熱斷橋鋁型材降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K、消除結(jié)構(gòu)體系“熱橋”、降低空氣滲透熱損失、減少開啟窗扇面積、提高其密封性等。總之，尚停留在消極設(shè)防的設(shè)計思想階段。轉(zhuǎn)變設(shè)計理念:變被動為主動 玻璃幕墻的熱工設(shè)計，應(yīng)該追求設(shè)計功能的主動性和積極性，變被動設(shè)防為主動利用能源的設(shè)計思想，為了減少冬季采暖供熱的熱

2、損失和能源消耗，為了減少夏季空調(diào)制冷的熱襲入和能源消耗，玻璃幕墻熱工設(shè)計的發(fā)展趨向是:對于以采暖供熱為主的幕墻追求達(dá)到溫室效應(yīng)，對于以空調(diào)制冷為主的幕墻追求達(dá)到冷房效果，無論何種幕墻都將追求合理利用太陽能。動態(tài)幕墻(也稱熱通道幕墻、雙層通風(fēng)幕墻)是一種很好的發(fā)展方向，由光電板系統(tǒng)和幕墻系統(tǒng)組成的光電幕墻也是主動利用太陽能的一個應(yīng)用發(fā)展方向，綜合運(yùn)用光能、熱能、電能的智能玻璃幕墻是最理想的發(fā)展方向。 進(jìn)行幕墻熱工設(shè)計時，必須對其復(fù)雜的傳熱過程和傳熱方式進(jìn)行分析和研究。玻璃幕墻的傳熱過程大致有三種途徑:一是玻璃和鋁合金(不銹鋼)金屬框格的傳熱:通過單層玻璃的熱流傳熱，通過金屬框格傳熱，通過玻璃的鍍

3、膜層減少輻射換熱;二是幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣和室內(nèi)環(huán)境間的換熱:內(nèi)表面與室內(nèi)空氣間的對流換熱，內(nèi)表面與室內(nèi)環(huán)境間的輻射換熱;三是玻璃幕墻外表面與周圍空氣和外界環(huán)境間的換熱;外表面與周圍空氣間的對流換熱，外表面與外界環(huán)境間的輻射換熱，外表面與空間的各種長波(如電磁波、紅外線等產(chǎn)生的長度)輻射換熱。四是普通玻璃幕墻采用單層玻璃和鋁合金型材的梁柱結(jié)構(gòu)，而節(jié)能玻璃幕墻則應(yīng)從上述三種途徑加以考慮:第一種途徑(熱傳導(dǎo))對節(jié)點(diǎn)設(shè)計影響最大，針對玻璃的導(dǎo)熱性能，設(shè)計時采用中空玻璃;針對鋁框的導(dǎo)熱性能，設(shè)計時采用尼龍66等結(jié)構(gòu)塑料，形成“斷橋”，可增大熱阻，減少熱傳導(dǎo)，從而設(shè)計隔熱幕墻。在此基礎(chǔ)上，再考慮第二種途

4、徑(熱對流)和第三種涂徑(熱輻射)，在構(gòu)造上采用雙層Low一E玻璃，上下端對流開口，從而設(shè)計動態(tài)幕墻。隔熱幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計 隔熱幕墻的節(jié)能原理是采用中空玻璃和隔熱斷橋鋁型材來實現(xiàn)節(jié)能的。隔熱斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產(chǎn)生一個連續(xù)的隔熱區(qū)域，利用隔熱條將鋁合金型材分隔成兩個部分。隔熱條“冷橋”選用材料為聚酞胺尼龍66，其導(dǎo)熱系數(shù)為。0.3W/( m2K)，遠(yuǎn)小于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)210W/(m2K)，而力學(xué)性能指標(biāo)與鋁合金相當(dāng)。20世紀(jì)70年代末，隔熱斷橋鋁型材在國外間世，主要用于高寒地區(qū)的鋁合金門窗，到20世紀(jì)日0年代末開始用于高寒地區(qū)的有框玻璃幕音。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也開始

5、把它用于明框隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻及點(diǎn)支式隔電玻璃幕墻。 此外，在隔熱幕墻中，更重要的是要注意中空玻璃的應(yīng)用與設(shè)計(因為在幕墻中，玻璃所占的面積比鋁合金框要大的多)。如果采用10+12A+10中空玻璃，那么其傳熱系數(shù)達(dá)3.OW/(m2K)左右，傳熱系數(shù)比單層玻璃低了近1/2,可以大大地降低能耗，因此，在保溫性能要求比較高的清況下，應(yīng)采用中空玻璃，如果中空玻璃內(nèi)充入.陶性氣本，其K值還以可降至1 .3W/(m2K)。 鋁型材節(jié)點(diǎn)設(shè)計的總體思路是:在鋁合金型材截面不變的情況下，通過改變隔熱條和膠條的尺寸，分別裝配不同厚度的中空玻璃，從而達(dá)到不同的隔熱設(shè)計要求，以供不同地區(qū)、不同類型的建筑、

6、不同要求的業(yè)主選擇。采用隔熱幕墻能起到很好的節(jié)能和降噪效果。與普通的單層玻璃相比，節(jié)省能耗約25%-50%,降噪約達(dá)30d不b-40db。動態(tài)幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計動態(tài)幕墻是一種新型的節(jié)能幕墻，是幕墻技術(shù)的新發(fā)展。根據(jù)其結(jié)構(gòu)，可以分為“封閉式內(nèi)循環(huán)體系”和自然通風(fēng)的“敞開式外循環(huán)體系”兩種類型。前首需要通過電機(jī)強(qiáng)制抽風(fēng)，因而總體節(jié)能水平不高;后者通過自然通風(fēng)，所以節(jié)能效果更為明顯。 自然通風(fēng)式動態(tài)幕墻的構(gòu)造，其外層由單層玻璃及非絕熱桿件組成的敞開結(jié)構(gòu)玻璃幕墻，內(nèi)層由絕熱桿件和中空玻璃組成的推拉門(或推拉窗)幕墻體系。兩層幕墻之間的熱通道一般裝有可自動調(diào)控的百葉。在熱通道的上下兩端裝有排風(fēng)和進(jìn)風(fēng)裝置。

7、其運(yùn)行原理可以按照不同的季節(jié)說明。夏天:內(nèi)外兩層幕墻中間熱通道的溫度很高時，可打開熱通道上下兩端的掃氣口裝置，在熱通道內(nèi)由于熱煙囪效應(yīng)產(chǎn)生自下而上的氣流運(yùn)動，帶走了通道內(nèi)的熱量，這樣可以降低內(nèi)側(cè)幕墻的外表面溫度，減少空調(diào)制冷的負(fù)荷，節(jié)約能源，降低能耗。通過對通道上下兩端排氣、進(jìn)氣裝置的調(diào)控，在通道內(nèi)形成負(fù)壓，利用內(nèi)側(cè)幕墻兩邊的壓差和開啟扇，可以隨時向室內(nèi)輸入新鮮空氣。冬天:通道上下兩端的排氣口裝置關(guān)閉，內(nèi)外兩層玻璃幕墻間的熱通道由于陽光的照射，溫度升高，像一個溫室，這樣等于提高了內(nèi)側(cè)幕墻外表面的溫度，減少了建筑物采暖的運(yùn)行費(fèi)用。春、秋兩季溫度適中之時，不存在采暖和制冷，可以打開推拉門和室外自然

8、氣溫交流而達(dá)到平衡。 建筑幕墻名稱 一、引言 近年來，隨著我國建筑門窗及玻璃幕墻行業(yè)的長足發(fā)展，傳統(tǒng)的木制窗戶、實腹和空腹鋼窗已基本被淘汰，各種新型建筑門窗及玻璃幕墻得到廣泛應(yīng)用。這些產(chǎn)品由于結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的改變，的確讓人們感覺到賞心悅目，但是功能方面尤其是熱工性能方面仍存在指標(biāo)不高，能源損失較大，理想的室內(nèi)溫度環(huán)境無法保證等問題，讓人們漸漸感到普通窗及幕墻在寒冷地區(qū)或炎熱地區(qū)使用的美中不足。據(jù)國家建設(shè)部有關(guān)部門統(tǒng)計，我國建筑能耗約占全國總能耗的25%，在建筑建造能耗和使用過程中的運(yùn)營能耗之中，運(yùn)營能耗占據(jù)絕大部分。門窗和幕墻散失的能耗占建筑運(yùn)營能耗的51%左右。由此可見，窗及幕墻在炎熱或寒冷地區(qū)

9、的節(jié)能問題值得研究！ 二、關(guān)于鋁合金窗及幕墻的節(jié)能 1節(jié)能的本質(zhì) 建筑的節(jié)能包含很多方面，而鋁合金窗及玻璃幕墻的節(jié)能是其重要組成部分。鋁合金窗、幕墻的節(jié)能主要是指通過產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用等措施，使建筑物在使用過程中，以盡量少的能量消耗而獲得理想的溫度環(huán)境和光線環(huán)境的過程。比如：在炎熱的夏季和寒冷的冬季，人們?yōu)榱双@得正常的使用環(huán)境，常常需要使用消耗電能的電器設(shè)施來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度環(huán)境。而窗及幕墻的節(jié)能效果，直接影響到耗能的多少。一般而言，節(jié)能窗及節(jié)能幕墻產(chǎn)品在炎熱的夏季應(yīng)具有較高的隔熱性能，在寒冷的冬季應(yīng)具有較高的保溫功能。 那么，如何實現(xiàn)夏季隔熱，冬季保溫功能呢？ 首先要了解傳熱方式。我們都知

10、道，傳熱有三種方式： 1）對流2）輻射3）導(dǎo)熱。 對流傳熱：是指具有熱能的氣體或液體在移動的同時所進(jìn)行的熱交換現(xiàn)象。 輻射傳熱：是以電磁波的形式把熱由一個物體傳向另一個物體的現(xiàn)象。 導(dǎo)熱：是指物體內(nèi)部的熱由高溫側(cè)向低溫側(cè)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。 建筑物的傳熱是上述三種方式綜合作用的結(jié)果。為此，窗及玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計重點(diǎn)是在上述三種傳熱方式中設(shè)計合理的控制手段,以達(dá)到節(jié)能目的。而在影響玻璃幕墻、鋁合金窗的熱工性能方面，可以通過控制傳熱和增加遮擋來實現(xiàn)節(jié)能。 根據(jù)實驗結(jié)果，導(dǎo)熱及對流傳熱的能力可以用傳熱系數(shù)來衡量，輻射傳熱能力可用遮陽系統(tǒng)來控制。 傳熱系數(shù) K0=1/（Ri+d/+1/Re） W/m2

11、3; K 式中 Ri，Re表面熱轉(zhuǎn)移系數(shù)2· K/ W 介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)W/m· K d介質(zhì)厚度 K0被稱為總傳熱系數(shù)，R0被稱為總傳熱阻，R0=1/K0，K0和R0是在門窗、幕墻熱工計算中的兩個非常重要的物理量。 2我國關(guān)于節(jié)能方面一些規(guī)定 隨著我國建筑節(jié)能意識的提高，對節(jié)能窗及玻璃幕墻的傳熱系數(shù)作如下初步規(guī)定： （1）一般要求傳熱系數(shù)保值期限為8年。 （2）高級公寓式建筑規(guī)定為A類，K=22.4 W/m2·K （3）中檔商品寫字樓規(guī)定為B類，K=2.63 W/m2·K （4）一般性工程規(guī)定為C類，K=3.16 W/m2·K 國外同類民用節(jié)能窗及

12、玻璃幕墻傳熱系數(shù)一般規(guī)定為K=1.82 W/m2·K且穩(wěn)定期限不低于10年。 三、門窗、幕墻節(jié)能的方法 鋁合金窗及玻璃幕墻常見節(jié)能方法分以下幾種： 玻璃節(jié)能法 鋁合金斷熱型材節(jié)能法 雙（多）層結(jié)構(gòu)體系節(jié)能法 遮陽體系節(jié)能法 點(diǎn)支承玻璃幕墻節(jié)能法 1玻璃節(jié)能法 對于鋁合金窗及玻璃幕墻來說，由于玻璃的面積占據(jù)立面的絕大部分，可以參與熱交換的面積較大，就決定了玻璃是窗、玻璃幕墻節(jié)能的關(guān)鍵。 （1）玻璃是否鍍膜及膜層材質(zhì)可初步確定其節(jié)能效果，通常情況下，玻璃可分為以下幾大類：1）浮法清玻璃2）在線鍍膜玻璃3）離線鍍膜玻璃4）低輻射在線鍍膜玻璃5）低輻射離線鍍膜玻璃。這些玻璃傳熱系數(shù)雖然沒有明

13、顯的變化，但由于膜層對光（能量）的控制能力不同，使其節(jié)能效果依次增加。 （2）根據(jù)玻璃結(jié)構(gòu)形式，又可分以下幾類：1）單層玻璃2）中空玻璃3）多層中空玻璃。其傳熱系數(shù)依次降低，即節(jié)能效果逐次增強(qiáng)。通過計算和實驗數(shù)據(jù)顯示，通常單片玻璃的傳熱系數(shù)K=6 W/m2·K左右，中空玻璃（普通）K=2.33.2 W/m2·K，而采用離線低輻射鍍膜中空玻璃（中空層充惰性氣體）K=1.41.8 W/m2·K。 （3）對玻璃除上述方法外，還可以采用貼節(jié)能膜方法，提高節(jié)能效果。 2鋁合金斷熱型材節(jié)能法： 鋁合金型材在窗及幕墻系統(tǒng)中，不但起著支承龍骨的作用，而且對節(jié)能效果也有較大影響。通

14、常情況下，鋁合金型材斷面比玻璃面積小得多，為此，導(dǎo)熱對節(jié)能效果的影響較大，為此，產(chǎn)生了斷熱型材。根據(jù)斷熱鋁型材加工方法的不同，分為灌注式斷熱鋁型材和插條式斷熱鋁型材。這兩種形式的鋁合金斷熱型材共同的特點(diǎn)都是在內(nèi)、外兩側(cè)鋁材中間采用有足夠強(qiáng)度的低導(dǎo)熱系數(shù)的隔離物質(zhì)隔開。從而降低傳熱系數(shù)，增加熱阻值。即使在炎熱的夏季，當(dāng)太陽暴曬的情況下，斷熱型材室外部分表面溫度通?？蛇_(dá)3585，而室內(nèi)仍可維持在2428左右，有效地減少傳到室內(nèi)的熱量，可減少制冷費(fèi)用；而在寒冷的冬季，室外鋁材的溫度可與環(huán)境溫度相當(dāng)（一般-28-20）而室內(nèi)鋁材仍然可達(dá)到815，從而減少熱量損失，節(jié)約冬季取暖的費(fèi)用，從而達(dá)到節(jié)能目的。

15、 3雙（多）層結(jié)構(gòu)體系節(jié)能法。 通常的窗及玻璃幕墻，在溫暖地區(qū)，一般為單層結(jié)構(gòu)，而在寒冷或炎熱地區(qū)，則可以采用多層（雙）層窗或雙層幕墻/動態(tài)幕墻的方法，利用兩層結(jié)構(gòu)間的空氣層（通過設(shè)計的空氣層），降低系統(tǒng)總傳熱系數(shù)的辦法，來實現(xiàn)節(jié)能目的。 4遮陽體系節(jié)能法： 由于鋁合金窗及玻璃幕墻大面積采用玻璃，太陽的照射是輻射熱。節(jié)能的本質(zhì)就是如何實現(xiàn)在烈日炎炎的夏季將光（能量）擋在室外，或在寒冷的冬季能讓充足的光（能量）傳入室內(nèi)。盡管建筑材料的研究人員做了不少的努力，但仍然難以找到理想的材料來解決這個問題。在鋁合金窗和幕墻體系上融入遮陽技術(shù)也是節(jié)能的有效途徑之一.在國外，已有系統(tǒng)的遮陽產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用，并

16、取得顯著節(jié)能效果，相信在國內(nèi)也必然受到青睞。 5點(diǎn)支承玻璃幕墻的節(jié)能方法： 點(diǎn)支承玻璃幕墻的節(jié)能除了可采取前面提到的玻璃方法以外，還要處理好玻璃與駁接頭處的斷熱設(shè)計。工程經(jīng)驗和實驗證明，在寒冷地區(qū)和炎熱地區(qū)，點(diǎn)支式幕墻節(jié)能設(shè)計值得采用。 四、鋁合金節(jié)能窗與塑鋼窗的比較說明 1檔次上的差別：國內(nèi)的鋁合金斷熱窗和塑鋼窗是分別適合于不同建筑的消費(fèi)群體，統(tǒng)計資料顯示，塑鋼窗適用于一般低層住宅，往往這種檔次的產(chǎn)品的消費(fèi)者對該產(chǎn)品的質(zhì)量要求不是很高，而高性能斷熱鋁合金窗則適用于各類高度、各類檔次建筑，且質(zhì)量、壽命性能都經(jīng)受得住高標(biāo)準(zhǔn)考驗。 2性能上的差別：二者節(jié)能效果相近；但是由于材質(zhì)的區(qū)別，塑鋼窗使用一

17、段時間之后容易發(fā)生變形，密封性能不如高性能鋁合金窗。 3壽命上的差別：由于材質(zhì)的強(qiáng)度和彈性模量及耐磨性能差別較大，使高性能鋁合金窗使用壽命往往大于塑鋼窗的使用壽命。 4價格上的差別：一般說來，高性能鋁合金窗價格通常比塑鋼窗的價格要高一些。但從長遠(yuǎn)考慮，高性能鋁合金窗價格雖然高，但使用年限長；而塑鋼窗雖然價格較便宜，但使用年限短。因此，綜合價格比相當(dāng)。 由此可見，高性能鋁合金窗更具競爭優(yōu)勢。 五、關(guān)于全隱框鋁合金幕墻是否采用斷熱型材的問題 斷熱鋁型材應(yīng)用于窗及明框玻璃幕墻,為達(dá)到與其等效的保溫、隔熱效果，斷熱鋁型材一般與中空玻璃配套使用。對于明框玻璃幕墻，由于室內(nèi)外的鋁合金為一體或直接接觸，而鋁

18、合金的導(dǎo)熱系數(shù)很大，保溫、隔熱效果不好。所以，明框玻璃幕墻采用中空玻璃配斷熱鋁型材，具有明顯的保溫、隔熱效果。而對于隱框玻璃幕墻由于幕墻結(jié)構(gòu)與室外直接接觸的是中空玻璃，玻璃與鋁型材之間是硅酮結(jié)構(gòu)膠，結(jié)構(gòu)膠內(nèi)側(cè)是鋁型材。而一般鍍膜中空玻璃導(dǎo)熱系數(shù)2.3K3.2，如采用離線LOW-E鍍膜制成的中空玻璃1.4K1.8，保溫、隔熱效果已經(jīng)很好，且結(jié)構(gòu)膠也是低導(dǎo)熱材料，也有良好的保溫隔熱作用。理論分析和實驗結(jié)果表明，隱框玻璃幕墻不必采用斷熱鋁合金型材。 六、經(jīng)濟(jì)分析 通常情況下采用節(jié)能產(chǎn)品往往比普通產(chǎn)品先期投入價格要高出10%40%；但是通過對建造成本及運(yùn)營成本的綜合分析表明，通常投資者在建筑使用57年即可收回由于