建筑幕墙保温隔热技术要点

孟祥彬，赵 涛，冯君勇，王 雪，鲍庆帅

（1.山东大学齐鲁医院，山东 济南 250012；2.中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250012）

建筑作为人类社会进步的产物，是人们居住及休闲娱乐的主要场所，它有组织地为人们的生产和生活提供服务。幕墙不仅是建筑保温的主要结构，同时也可以起到美化建筑的作用。正是因为有了幕墙的存在，才能为建筑内提供合适的温度，增强人们的舒适感，提高建筑的质量。但是由于城市发展的步伐越来越快，各种各样类型的建筑物比比皆是，用于建筑上的耗材，几乎占据到总能量消耗的一半，而这也就预示着能源的大量耗损。想要节约能源，必须从源头着手，通过积极更新建筑技术，革新建筑方法，引入新型的保温隔热技术，在节约能耗的基础上，实现建筑行业的可持续发展。

1 建筑幕墙概述

建筑幕墙主要包含两个部分，分别是面板与支承结构体系，它们共同组成了建筑幕墙，而且是作为建筑物主体存在的，这也就要求建筑幕墙要具有良好的变形力，兼具位移和支撑能力。幕墙种类诸多，市场上多见的有石材幕墙、金属幕墙、玻璃幕墙等。和现代化的建筑外墙相比，幕墙中并不涉及大量混凝土、钢筋、砖瓦的使用，因此更符合我国目前各项能源紧缺的现状，应用起来更具优势。在建筑行业中积极应用幕墙，相比较于其他建筑材料的高耗能而言，有着显著的节约资源、能源作用，同时也兼具环保功用。但除了上述优点之外，幕墙也存在着一定的应用缺点，那就是若将其作为建筑外围护结构使用，其在保温性能、隔热性能上，并不如传统的墙体好，相比较于传统墙体而言，幕墙的热损要高5 ～6倍左右，在整体建筑能耗上，仅幕墙便占去40%[1]。

2 幕墙的传热方法

2.1 热传导

从系统的一个部分（系统）把热量传递到另一个部分（系统），这一现象便称之为“热传导”，这是在固体中进行热传递的一种主要方法。当基础条件是气体或者是液体时，热传导的过程通常是和对流一起发生的。

2.2 对流

对流指的是在液体或者是气体环境中，对于较热、较冷两个部分而言，经由循环流动的产生，促使两个部分的温度逐渐变得均匀起来，这一过程便叫对流。对流是独属于液体、气体热传递的一种方式。相较于液体而言，在气体中存在更明显的对流现象。对流又有自然对流、强迫对流之分。自然对流的发生因素是自然条件，多是因温度不均造成；而强迫对流是在受到外界因素影响、流体由于受到搅拌而发生。随着液体、气体流动速度加快，相应的对流传热速度也就会变快。

2.3 热辐射

无论是何种物体，都拥有以自身原有温度为基础、朝外散发能量的能力，而这种方式也是热传递的一种，被称为热辐射。虽然其本质上是一种热传递方法，但其却和对流、热传导不同。它在传输热量时，并不依靠于任何媒介，也不是从一个系统传输到另一个系统中。具体而言，热辐射是借由电磁辐射的方式来发出能量，随着温度的升高，相应的辐射也会变强。另外，伴随温度的变化，辐射波长的分布也会有所变化。当温度降低时，辐射主要是以肉眼不可见的红外光方式进行；而当温度升高时，超过500℃甚至更高，则发射出的是可见光和紫外辐射。热辐射主要是用于远距离传热，太阳热量散发的方式便是借助热辐射通过宇宙空间传输到地球上的[2]。

3 常用于建筑幕墙中的保温隔热技术

3.1 玻璃幕墙保温技术

（1）保温效果受不同材料的影响。幕墙的保温性能，具体指的是用于某所建筑物的幕墙，于室内、外有一定温度差的条件下，相应会有阻抗的产生，进行热传导，结合以热传导特性，通常温度是会从高温部分朝着低温部分传导。若是考虑玻璃幕墙的实用性能，从整体上看，与我国环境气候、人们生活需求并不相符，这是因为玻璃具有很强的封闭性，而且没有很好的通风性能，单从这两点而言，就会给能源消耗、设备配置造成很多阻碍。因此，作为建筑工程师，应尽量站在整体高度上，综合考量玻璃幕墙在保温性能上的适用性，对其适用的成本消耗作合理限制。若是想要获得最佳的保温性能，势必就要在材料的选取上用功。选用玻璃、铝型材料的话，其保温技术的密封方式，同幕墙体系之间是有着密切关联的。例如，传统的明框幕墙做法，其中涉及铝型材的使用，但是并未将隔热材料使用其中，而隔热断桥铝型材便是以此为基础，在中间加入了能够隔热的材料来予以升级，这样相比较于未使用隔热材料的铝型材料，自然是经过改良升级的隔热断桥铝型材的保温效果更好。从保温密封技术的内容来看，如果要保确保其保温性能，必须使用耐候密封胶，或者退而求其次采用密封胶条。不管是采用何种方法，都会在尽量减少室内空气流动的前提条件下，确保幕墙良好的通透性，进一步辅助幕墙保温隔热效果的发挥。现阶段在西方的一些国家，一种双层幕墙的幕墙设计方法很是流行，它的应用优势在于，除了具有内外双层玻璃的保温性能之外，其因为有双层玻璃的组成，也相当于构成了一个保温室，当受到太阳光的照射时，双层玻璃所构成的保温室中气体温度会变高，而由此产生的热量便会传输到内层幕墙的内部，有利于保证良好的室内温度，减少温度流失[3]。

（2）对保温技术的分析。想要保证留有更多热量、大幅减少热量的流失，保证幕墙保温效果，应该从原材料也就是玻璃上作文章。例如提出这样的设计：将中空玻璃选用来作为幕墙的用材，这是因为它要比普通的玻璃更具传热系数，而且热传导速度更快，能通过接收太阳光的照射而聚集大量的热量，但是也存在着缺点，即同时会丧失大量的热量，这是因为其本身是不具备限制热量损耗功能的。另外，对气候环境差异的因素也要进行考量，选择用料各不同的玻璃来作为幕墙材料，结合当地环境实际，从玻璃着手、做一定处理，使之经过处理之后便可以成为与建筑物要求相符的用材，而且是具有高效保温、隔热效果的用材。可以试着把某些元素加入玻璃中，提高其吸热性，随着吸热能力的提高，其隔热性也就会有所提高，届时，便可以把吸收来的大量热量传输到室内，发挥保温效用。将这种玻璃推广用于北方是可行的，因为北方冬天气温很低。当然也可以充分采用玻璃面镀膜的方法，使普通玻璃变身为热辐射玻璃，可以反射红外线，但同时它也会降低和反射可见光，无形中就使采光率有所下降，所以不适用于北方地区。

3.2 铝板幕墙、石材幕墙保温技术及其保温性能

常见的保温材料是铝塑复合板、铝蜂窝板和铝单板这三种，其中铝蜂窝板由于采用蜂窝状的结构，因此保温性能更好。如果选用石材作为幕墙主要用材，多是将花岗岩作为主要的使用材料，花岗岩又包括有铝蜂窝花岗岩以及天然花岗岩两种，单从保温方面来考量，前者保温性能要更好于后者。除此之外，随着社会的不断发展，产生了许多新型的幕墙材料，如岩棉材料以及纤维板等。材料类型不同，其组成成分也都各不相同，这也就决定了不同类型材料其保温效果都是不尽相同的，相应的所适用于使用的环境也都不一样。因此，要求我们在实际使用的过程当中，应灵活按需去进行选择。

3.3 节能幕墙装饰板的保温性能

节能幕墙装饰板有诸多优势，其集结了各种材料所突出具有的优点，将这些优点组成一个集合体之后，不管是在连接方法上，还是在构造设计上，都凸显其明确的应用优势，而且其在很大程度上摒除了传统幕墙存在的缺点，尤其是在保温性上有了很大改善。当然，其外观也是与现代人审美是相符的，更重要的是，它更符合幕墙保温技术提出的要求，除了有性价比高的优点外，应用安全性也非常强，能使用很长的时间，而且各种档次幕墙都可以适用。

4 结束语

建筑行业节能的实现，是国家实现可持续发展战略的根本。就从本质上来看，建筑能耗水平的高低，与国家能源安全、环境健康、社会可持续发展等多方面都有密切联系。对于建筑幕墙而言，在致力于提高幕墙保温隔热性能的基础上，实现节能减排，达到最优性价比，是目前建筑幕墙发展研究的关键。