幕墻是建筑物的外墻護圍，不承重，像幕布一樣掛上去，故又稱為懸掛墻，是現代大型和高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質墻體。由結構框架與鑲嵌板材組成，不承擔主體結構載荷與作用的建筑圍護結構。幕墻論文發表期刊推薦《中國科技論壇》雜志是科技部主管、中國科技促進發展研究中心主辦的學術刊物，1985年9月創刊。《中國科技論壇》雜志一直是全國中文核心期刊和《中文社會科學引文索引》來源期刊，在重要文摘中，論文轉載率多年來位居同類刊物前列。

　　摘要：近些年來，我國城市建設得到了快速的發展，在社會商品能源總消耗量中建筑能耗比例在逐漸增加，這種現實情況下直接制約著我國經濟的發展，影響著人們的日常生活。玻璃幕墻作為建筑建設中的重要環節，對其進行節能設計，是適應節能環保的大趨勢。本文在此分別從隔熱及遮陽兩個方面對于玻璃幕墻的節能設計做了一定的研究。

　　關鍵詞：玻璃幕墻,節能設計,隔熱,遮陽

　　一、玻璃幕墻的節能設計分析

　　1、設計總思想

　　在設計過程中應對玻璃幕墻的隔熱、保溫、通風和密封性能進行充分的考慮，合理選用剛度、強度高的材料，以防止受地震、臺風和自重等因素造成的玻璃幕墻損壞或變形失效，同時更要考慮節能要求。

　　2、材料選擇第一，盡可能采用Low-E鍍鏌玻璃

　　其膜層對于太陽能造成的熱輻射有著有效的阻礙作用，同時又有著比一般鍍鏌玻璃更高的透光率，這樣，既能保持室溫節約空調用電的同時，又讓室內更多地采用自然光以節約照明用電。在隔熱要求不太嚴格的情況下，單片Low-E鍍鏌玻璃是一個既經濟又有效的選擇。而中空Low-E玻璃則可以滿足更嚴格的節能要求。第二，采用隔熱型材，因為金屬傳熱比其他材質快，所以采用傳熱慢的高強度非金屬材料作為隔熱條，把室內和室外兩邊的鋁材熱橋斷開。很多廠家都開發出成熟的隔熱幕墻鋁型材系列供客戶選擇。第三，在間墻與層間，采用保溫隔熱材料填充幕墻與建筑主體之間的空隙，可使房間的獨立控溫得到保證。在節能方面，保溫隔熱材料扮演者十分重要的角色。玻璃幕墻采用礦棉、巖棉、玻璃棉等來充當保溫隔熱材料，其具有良好的保溫隔熱性、較低的導熱系數及650攝氏度的最高使用溫度等優點。

　　3、專業深化設計

　　在專業深化設計上，不但要注重滿足業主和建筑設計師對幕墻外觀和強度方面的要求，也要顧及實際施工方便快捷，保證施工質量，達到節能要求。第一，一般幕墻的設計，先通過強度計算和熱工計算，做到不保守，不浪費，合理選用滿足規范要求的型材作為骨架。第二，在條件及預算許可的情況下，可建議使用雙層幕墻。幕墻外層圍護結構可防風雨，內層防人員墜落，兩層幕墻分開施工外，基本構造與一般構件式幕墻沒什么區別，只是幕墻外層離墻體的空間較大，而且上下設置百葉，室內熱空氣進入幕墻中腔，上升后經幕墻頂部百葉排到室外，而室外較冷的空氣從幕墻底部的百葉進入幕墻中腔，再進入室內，通過熱空氣對流不斷循環，使室內空氣保持清新，有自然風冷的效果，從而節約空調用電，達到節能減排的目標。所以雙層幕墻又被稱為呼吸幕墻。第三，按排風量要求選擇百葉。越來越多的辦公樓采用分體空調，幕墻上對應空調室外機位置設置排風百葉是最常見的做法，但必須計算百葉排風量，不能只求美觀和防水而盲目加密百葉片，以免造成空調機組熱交換困難而長期工作，浪費電能。在滿足空調排風量的前提下，再用鋁塑板做百葉周邊的收口，內填隔熱綿，這樣既可防水排水，也可隔熱保溫。第四，開啟窗的設計應根據房間分布情況而確定，在室外溫度和濕度等環境令人更舒適時，可開啟窗扇。這樣一來可增加室內空氣的流動性，通過流動的自然風，可以使人感到更加自然舒適，二來可以不開空調，節約電能。但到了使用空調時候，開啟窗的氣密性則決定了節能的成敗。因此必需計算窗扇型材的強度和剛度，保證其在受風壓和自重等荷載時不會出現影響氣密性能的變形和破壞，對于窗的密封膠條和配件必須采用彈性好，耐老化的優質的產品，另外加工時必須保證窗框窗扇的平整度。以免窗扇關閉時出現間隙。

　　二、隔熱幕墻的節點設計

　　隔熱幕墻的節能原理是采用中空玻璃和隔熱斷橋鋁型材來實現節能的。隔熱斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產生一個連續的隔熱區域，利用隔熱條將鋁合金型材分隔成兩個部分。隔熱條“冷橋”選用材料為聚酰胺尼龍66，其導熱系數為0.3W/（m2K），遠小于鋁合金的導熱系數210W/（m2K），而力學性能指標與鋁合金相當。20世紀70年代末，隔熱斷橋鋁型材在國外問世，主要用于高寒地區的鋁合金門窗，到20世紀80年代末開始用于高寒地區的有框玻璃幕墻。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也開始把它用于明框隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻及點支式隔熱玻璃幕墻。

　　此外，在隔熱幕墻中，更重要的是要注意中空玻璃的應用與設計（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K達3.0W/（m2K）左右，傳熱系數比單層玻璃低了近1/2，可以大大地降低能耗，因此，在保溫性能要求比較高的情況下，應采用中空玻璃，如果中空玻璃內充入惰性氣體，其K值還以可降至1.3W/（m2K）。

　　鋁型材節點設計的總體思路是：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，從而達到不同的隔熱設計要求，以供不同地區、不同類型的建筑、不同要求的業主選擇。采用隔熱幕墻能起到很好的節能和降噪效果。與普通的單層玻璃相比，節省能耗約25%~50%，降噪約達30db~40db.動態幕墻的節點設計動態幕墻是一種新型的節能幕墻，是幕墻技術的新發展。根據其結構，可以分為“封閉式內循環體系”和自然通風的“敞開式外循環體系”兩種類型。前者需要通過電機強制抽風，因而總體節能水平不高；后者通過自然通風，所以節能效果更為明顯。

　　自然通風式動態幕墻的構造，其外層由單層玻璃及非絕熱桿件組成的敞開結構玻璃幕墻，內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控的百葉。在熱通道的上下兩端裝有排風和進風裝置。

　　其運行原理可以按照不同的季節說明。夏天：內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排氣口裝置，在熱通道內由于熱煙囪效應產生自下而上的氣流運動，帶走了通道內的熱量，這樣可以降低內側幕墻的外表面溫度，減少空調制冷的負荷，節約能源，降低能耗。通過對通道上下兩端排氣、進氣裝置的調控，在通道內形成負壓，利用內側幕墻兩邊的壓差和開啟扇，可以隨時向室內輸入新鮮空氣。冬天：通道上下兩端的排氣口裝置關閉，內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，這樣等于提高了內側幕墻外表面的溫度，減少了建筑物采暖的運行費用。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氣溫交流而達到平衡。

　　三、遮陽幕墻構造設計

　　根據地區的氣候特點和房間的使用要求，可以把遮陽作為永久性的或臨時性的。永久性的就是在玻璃幕墻內外設置各種形式的遮陽板和遮陽簾，臨時性的就是在玻璃的內外設置輕便的布簾，竹簾，軟百頁，帆布蓬等。在永久性的遮陽設施中，按其構件能否活動，有可分為固定式或活動式兩種。活動式的遮陽可視一年中季節的變換，一天的時間變化和天空的陰晴情況，任意調節遮陽板的角度；在寒冷的季節，可以避免遮擋陽光，爭取日照。

　　1、遮陽板面的組合與構造

　　在滿足阻擋直線陽光的前提下，可以有不同板面組合的形式，應該選擇對通風，采光，視野，構造和立面處理等要求更為有利的形式。為了使于熱空氣的散逸，并減少對通風，采光的影響，常將板面做成百頁的或部分做成百頁的，或中間層做成百頁的。遮陽板可用鋁板，輕金屬或混泥土制做。

　　2、遮陽板的安裝位置

　　遮陽板安裝的位置對防熱和通風的影響很大。例如將板面緊靠墻面布置時，受熱表面加熱而上升的熱空氣將受室外風壓作用導入室內。這種情況對綜合式遮陽更為嚴重，為了克服這個缺點，板面應該離開玻璃墻面一定的距離安裝，以使大部分熱空氣沿著墻面排走，且應使遮陽板盡可能減少擋風，最好還能兼起導風入室作用。

　　3、材料與顏色

　　為了減輕自重，遮陽構件以采用輕質量為宜。遮陽構件經常暴露在室外，受日曬雨淋，容易損壞，因此要材料堅固耐久。如果遮陽室活動式的，又要求輕便靈活，以便調節或拆除。材料的外表面對太陽輻射熱的吸收系數要小，設計時可根據上述的要求并結合實際情況來選擇適宜的遮陽材料。

　　遮陽的構件的顏色對隔熱效果也有影響。以安裝在玻璃幕墻內側的百葉簾為例，暗色、中間色和白色的遮陽系數分別為：86%、74%和62%.白色的比暗色的要減少24%.為了加強表面的反射，減少吸收，遮陽簾朝向陽光的一面，應為淺色發亮的顏色，而在背陽光的一面，應為較暗的無光澤顏色，以免引起眩光。

　　4、外遮陽和內遮陽

　　一般來講，室外南向仰角45°的水平遮陽板，可輕易遮去68％的太陽輻射熱。裝在窗口內側的布簾，軟百頁等遮陽設施，其所吸收的太陽輻射熱，大部分散發給室內空氣。裝在外側的遮陽板，吸收的輻射熱，大部分散發給室外的空氣，從而減輕了對室內溫度的影響。因此采用外遮陽（遮陽板）是最好的建筑節能之道。