节能型建筑幕墙设计及其未来发展趋势的探究核心要点构架

矫富磊，张晓东

（山东邦展建筑设计有限公司）

1 引言

建筑事业发展速度在不断加快，同时，土地面积和各种能源消耗量也随之与日俱增，建筑污染指数明显提升，对此，国家积极倡导节能减排政策，引导建筑企业将传统钢筋混凝土墙壁转变为节能型幕墙，以此降低能耗，实现节能减排的目标。

2 节能型建筑幕墙的价值作用

从狭义的角度来看，节能型建筑幕墙的价值作用主要体现在三个方面：

①扩展建筑节能范围。节能型建筑幕墙能够进一步扩展建筑节能范围，使建筑结构能够充分吸收太阳能与风能等可再生资源，在冬季提升建筑保温效果，在夏季保持良好的通风条件，从而降低供暖与空调能耗。

②有助于实现节能减排的环保目标。运用节能型建筑幕墙能够节约大量的水泥、钢筋、砂石、混凝土等材料，降低施工污染。

③节能型建筑幕墙的广泛使用可以降低暖气、地热能、空调设备能源消耗指数，优化建筑保温隔热性能，有助于实现节能减排目标。

④提高低碳经济效益。传统建筑施工模式通常需要耗费大量的成本，在施工过程中时常存在高污染问题，这和低碳经济原理相悖。而广泛使用节能型建筑幕墙则有助于弥补这一缺陷，节省大量的施工成本，降低施工污染，全面提升绿色低碳经济效益[1]。

⑤节能型建筑幕墙不仅环保性能良好，而且美观，能够大幅度提升建筑审美价值，推动建筑产业的良好发展。

3 节能型建筑幕墙设计核心

3.1 节能型建筑幕墙设计原则

节能型建筑幕墙设计工作有以下三大基本原则：

1）节能环保原则

目前，建筑能耗主要体现在照明、供暖、保温防潮以及通风等领域，设计师应注意结合这一特点以及节能理念的基本要求，设计良好的节能环保型双层幕墙，使幕墙兼具采光、保温、供暖、防潮和抵制噪音等职能。需要注意的是，当代双层幕墙是在两个幕墙之间设计适当的空间，同时，在此空间上下断开区域安置排风设施与进风设施，进而形成良好的热通道（这也是双重幕墙又名为“热通风幕墙”的重要原因）。其次，设计双层可以提高幕墙的保温性能，构建良好的遮阳设施，提高幕墙的美学价值。某建筑工程就是通过设计双层幕墙来进行有效地遮阳，同时，在外层幕墙内部安装了进风设施与出风设施，开辟了进风口和出风口，进而构成了敞开式循环双层幕墙，有效提升了幕墙的通风效果，并降低了能耗。

2）科学原则

在选择幕墙类型、构成材料和计算门窗面积及比例参数的过程中，必须坚持科学原则，对多方面的影响因素进行科学判断与分析，全面优化建筑功能和建筑幕墙的环保功能。同时，应根据建筑结构分布设计精确的节能型建筑幕墙施工图纸与施工模型，细化施工方案，确保节能型建筑幕墙结构的稳固性与安全性，使幕墙能充分发挥节能环保性能。

3）实用原则

目前，有部分业主会片面追求建筑幕墙的美观性与华丽效果，耗费了大量的成本设计耀眼的玻璃幕墙，不仅额外增加了成本费用，造成了严重的光污染问题，而且并不实用。因此，在设计节能型建筑幕墙的过程中，必须坚持实用原则，既要注重优化幕墙的节能环保功能，秉承绿色低碳理念，而且要注重经济实惠，切忌片面追求视觉效果。

3.2 隔热幕墙设计

当代隔热幕墙的重要组合材料是中空玻璃和隔热断桥铝型材料，一般情况下，须借助隔热条将连续性隔热区中的隔热断桥铝型材料分为两部分，从而起到良好的保温隔热效果。做好隔热幕墙设计工作，提高幕墙的保温隔热性能，则需要结合节能理念要求，充分借助隔热断桥铝型材料设置连续性隔热区域，同时，运用隔热条来合理划分铝合金型材。从热力学的角度来讲，隔热条具有良好的保温性能，导热系数却非常低，进而能够起到节约能源的作用。其次，如果幕墙属于玻璃幕墙，就要注意调节玻璃的导热作用。玻璃幕墙的覆盖范围非常大，如果有阳光照射在幕墙上，就会通过玻璃将热量导入室内，这在夏天很容易影响室内温度舒适性，对此，要选用具有反射作用的玻璃材料，这种玻璃会多次反射外部热量，使最终被导入室内的热量得到适当地削弱。当前最常见的隔热幕墙有三种，分别是明框型隔热幕墙、隐框型隔热幕墙和支点型隔热幕墙，在这三种隔热幕墙设计工作中，充当隔热材料的铝合金面积必须小于中空玻璃的面积。通常，中空玻璃是6mm+9A+6mm这种款式，这种玻璃的传热系数K达3.27W/（m2·k），保温隔热效果极为良好。

3.3 玻璃幕墙气密性设计

全面优化节能型建筑幕墙的实用功能，必须做好玻璃幕墙的气密性设计工作，精选密封材料。当前节能型建筑幕墙常用密封材料有两种，分别是橡胶密封条和硅酮耐候密封胶。这两种材料各有优点，前者具备高弹性，能够有效抵御紫外线的强烈照射，不易老化，耐持久变形，这种材料常用于建筑幕墙和型材之间，在和玻璃幕墙所接触的一侧通常为波浪线，它的密封性能能够阻止空气进入。后者不仅可以抵御强烈的紫外线辐射，密封效果良好，耐污染，而且具有耐候性和耐水性，通常被应用于玻璃幕墙间的密封嵌缝，使幕墙结构更加紧密。

3.4 玻璃幕墙遮阳设计

设计师须根据建筑结构分别做好垂直遮阳设计、挡板遮阳设计、水平遮阳设计、格栅型遮阳设计工作。所谓的垂直遮阳设计是结合太阳方位角来设计幕墙，使玻璃幕墙能够阻挡从窗子侧面斜照进来的阳光以及照射角度偏低的阳光。挡板遮阳设计是通过在阳光强烈区域和东西方向的窗口位置优化幕墙结构，以起到阻挡正射窗口的阳光。水平遮阳设计通常适合设置在南边或者接近南边的窗口，这样能够生成遮阳效果良好的阴影区域，阻挡从窗口上方照射进来的紫外线。格栅型遮阳设计能够阻挡多角度与方向的阳光，同时，使室内光线分布更加均匀。

3.5 优化幕墙结构

全面优化幕墙结构必须做好幕墙主体支撑结构设计工作，精选作为支撑体的刚性材料，确保支持结构的紧密性和稳固性。其次，要做好幕墙后锚加固处理工作，使整个幕墙结构更为紧密。另外，应科学设置幕墙预埋件，以此控制锚固连接对幕墙主体结构的安全威胁，做好锚板与锚筋的处理工作。

4 未来发展趋势

在21世纪的信息时代，节能型建筑幕墙不仅节能环保效果和审美价值极高，而且具备良好的透视性，便于居民欣赏楼外的风景。其次，设计师和施工技术人员会为建筑幕墙配置各种优质材料，使建筑幕墙的稳固性、防火性和防震性能得到进一步提升。另外，设计师会借助信息技术和智能技术实现建筑幕墙信息化与智能化设计，赋予幕墙自动调节功能和自动预警功能。

5 结语

综上所述，全面做好节能型建筑幕墙设计工作，必须精选幕墙组合材料，不断优化幕墙的实用功能，大力推进幕墙智能化设计