浙江中南建设集团有限公司 浙江省杭州市 310052 摘要:GB 50378-2019绿色建筑评价标准,截至2019年8月1日(新的国家标识)新增了一、二、三星级绿色建筑(称为阈值指标)的基本技术要求,其中三层绿色建筑“在环境加热方面性能提高20%,或建筑加热负荷降低15%。当前,办公大楼用玻璃幕墙的设计实现了建筑的整体视图和用户的视角。GB50189通用建筑设计标准是玻璃幕墙的热性能的高权利文件,如果整个办公大楼的窗户墙太大,导致办公大楼达到新州三星级绿色建筑的电源阈值。
关键词:全玻璃幕墙;三星级绿色建筑;节能设计;
引言
近年来,由于我国经历不断地高速发展,城市中的建筑越来越多,且规模越来越庞大。与此同时出现的一个问题是,在整个社会产生的总能耗中,这些建筑物产生的能耗占比在逐年增加。且随着人们对美观的追求,现在的建筑物也变得越来越有艺术感,其中的典型代表之一就是玻璃幕墙。现在大多数的现代化都市在建筑的外部装修过程中都会使用到玻璃幕墙,这成为了现代化城市建筑的一个非常典型的特征,也是一个非常重要的标志。
1玻璃幕墙整体结构
通常,玻璃幕墙主要由金属框架与玻璃材料组成,二者相互结合形成玻璃幕墙,严密的固定在高层建筑上,框架的材料一般根据建筑需求设定,利用构件连接技术将其拼凑而成,将单个骨架所承受的压力,全部承载至整体承重体系之中,再由承重体系将压力传递给沉重主体结构,从而完成压力的传导。而明框玻璃幕墙与半隐框玻璃幕墙、全隐框玻璃幕墙结构体系有着本质的差异,明框玻璃幕墙可以适用于一些较为低矮的建筑(但根据我国建设规定,玻璃幕墙现阶段已经无法应用于底层建筑之中),但是半隐框玻璃幕墙与全隐框玻璃幕墙则可以使用于玻璃幕墙结构建筑,缺点是不仅会提高建筑整体建设成本,还会造成光污染问题和其他诸多问题。合理使用玻璃幕墙具有维护墙体的功能,能够达到美观高层建筑的目的。在安装玻璃幕墙时,需要考虑到抗风性、抗压性、密闭性、抗震性、防火性等诸多元素,因此,安装要求十分专业,对高层建筑的整体构造也会有着严重的影响,为了避免高层建筑整体质量下降,设计人员在选用玻璃幕墙安装方式时,需要充分考虑到玻璃幕墙的安全性与稳定性。
2玻璃幕墙的分类
2.1明框玻璃幕墙
这种玻璃幕墙形如其名,主要是使用金属材料作为框架,将玻璃材料作为内嵌物镶嵌在金属框架中,这种玻璃幕墙出现时间较早,目前应用也较为广泛。这种玻璃幕墙不仅可以起到墙壁等功能作用,同时其裸露在外的金属边框也可以起到很好的装饰效果。
2.2隐框玻璃幕墙
这种玻璃幕墙在当前使用非常广泛,其在密封胶的基础上具有很好的应用效果。将密封胶和玻璃与铝框进行固定,就能去除金属构件的设计,更好地保证玻璃的稳定。因为隐框玻璃幕墙是将玻璃安装在铝框上,所以能够很好地遮挡住铝框,而且所采取的是镀膜玻璃,具有单向透像的特点,在不透像的一侧并不能够看到铝框结构。因此,这种玻璃幕墙相比于明框而言,更加美观,装饰效果更好。而且因为其密封胶的密封效果好,所以能够很好地承受住玻璃幕墙的重量和外界因素影响。如果在这其中采用中空玻璃,还能具有隔热的效果。
2.3点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙是近年来新兴起的一种玻璃幕墙,其科技含量相对较高,而且其结构和功能都十分明显,目前在很多城市都有所应用。由于其外观极具时代感和科技属性,对于现代建筑美学方面的提高是十分有帮助的。
3玻璃幕墙节能构造技术
3.1门框、窗框材料的选择
为减少换气传热造成的建筑内部空间热能损失,就需要提高玻璃幕墙的保温性能,门框、门窗作为换气传热的主要因素应选择具有较高隔热能力的断热型材料。目前市场上销售的隔热铝合金窗框主要有穿条式和灌注式两种,前者采用高强度增强尼龙隔热条对窗框的缝隙进行密封,后者则选用聚氨基甲酸乙酯进行灌注达到隔绝热源的目的。隔热型铝合金框材具有强度高、刚性好、保温隔热、耐腐蚀以及采光面积大等优点应用在玻璃幕墙上可以有效避免热桥的产生并且能够提升门窗耐久性,其性价比明显优于传统的铝制和钢制材料。
3.2玻璃幕墙遮阳结构设计应用
玻璃幕墙的遮阳结构简单来说就是指其外表面上安装一层不透光的遮阳板,一般可以采用水平遮阳、垂直遮阳、百叶遮阳、挡板遮阳以及综合式遮阳等不同的形式进行遮阳结构设计。遮阳结构可以在正午阳光照射强度较高时对玻璃幕墙进行必要的遮挡,可以最大程度上减少太阳热能的传递,是防止阳光热辐射最简便的方式之一。玻璃幕墙的遮阳结构会对建筑物的采光造成一定的影响,设计人员在进行遮阳结构设计时应结合建筑物所在地区环境和其自身特点合理布局设计,以免影响建筑物采光造成不利的影响。随着科学技术的进步和自动化水平的提升,玻璃幕墙的遮阳结构已可以实现一定程度的自动化控制,采用单一形式的遮阳结构可以通过自动化设备进行有效的控制,比如在需要遮挡阳光的时段自动化系统能够自动打开遮阳结构,而当需要获得较好采光效果时也可以自动关闭提升采光面积。综合式遮阳方式由于采用的遮阳方式较多,实行自动化控制比较复杂,目前的实现成本较高还需要相关技术人员继续研究探索。
3.3围护结构热工性能提升
按照国家推出的新制度分析,针对夏热冬暖地区,在绿建三星节能门槛的指标要求中,可忽略升级屋顶、外墙、外窗(幕墙)的传热系数,重点放在降低外窗(幕墙)太阳得热系数中,并确保其系数指标符合相关节能设计的规范标准。在本案例中,这几项系数的指标符合要求,因此设计的主要难点在于玻璃幕墙传热系数和太阳得热系数。具体体现在:幕墙的整个传热系数低于2.5W/(m2·K)、SHGC也低于0.176,幕墙可见光透射指数要高于0.4。从理论实践中分析得出,玻璃的太阳得热系数和可见光透射指数成反比关系,因此要重视这两点内容,这也使得案例的选择局限性加大。
3.4玻璃对玻璃幕墙保温隔热能力的影响
随着城市建筑的不断发展,玻璃幕墙的应用场所也越来越多,甚至有时玻璃幕墙可能要同时应用于多种严苛环境中,再加上幕墙的朝向不同,单一品种的玻璃材料无法满足所有的要求。如有些建筑物需要对太阳辐射进行拦截,这就需要对玻璃材料进行一定的处理。可以使用镀膜手段将玻璃改造成热辐射玻璃,也可以向玻璃中添加其他元素进行改性处理[11]。但必须要考虑的是,透光性能与吸热性能是互相矛盾的,所以在使用吸热玻璃的时候往往热量也较慢从室内散出,且吸热玻璃并不代表可以将热量完全阻隔在外。而对于热反射玻璃来说,除了将红外线反射之外,也会对可见光进行一定的反射、削弱,这会使室内采光效果削弱,同时也容易导致光污染出现。但正是因为热反射玻璃对太阳能的反射能力,使其非常适用于炎热的南方地区,而在较为寒冷的北方地区则不太合适。
结束语
长期以来玻璃幕墙的高能耗问题极大限制了其在建筑工程建设中的应用,但是经过相关技术人员多年不懈的研究和实践,相继开发出了多种新型节能材料和节能构造使得玻璃幕墙的能耗水平获得了大幅度的减少,已经能够一定程度上满足现代高层建筑节能环保的设计需求。因此相关人员应继续加强玻璃幕墙节能构造的技术研究,进一步降低玻璃幕墙能耗,扩大其在建筑工程建设中的应用范围,为城市的可持续发展和外观美化做出应有的贡献。
参考文献
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