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【摘 要】随着社会发展对于能源的需求不断提高,传统能源都为不可再生能源,资源在逐渐枯竭,能源问题业已成为制约我国经济发展的重要因素为,此国家制定建筑节能总体目标和发展规划。我们要加强新能源的开发与研究,例如水能、风能、太阳能等。而新能源的在建筑上的应用必将是未来的发展趋势。本文对节能型建筑幕墙的设计进行分析,并对其未来的发展趋势进行研究。
【关键词】节约能源;建筑幕墙;设计;发展趋势
前言
能源作为现代社会发展的重要资源和工业原料,是世界各国共同关注的问题,我们对于能源的寻找和开采也在不断的深入, 而且资源在逐渐枯竭,能源问题业已成为制约我国经济发展的重要因素,节能已经成为整个社会的一个热点,建筑业作为我国的支柱产业,在国家节能减排的政策下,节能型建筑应该大力的进行推广。其中所应用的建筑幕墙,一方面可以让建筑物较为美观,另一方面还可以减少钢筋、混凝土以及耗能建材的使用,进而将有效的节约能源。本文以节能型建筑幕墙设计和未来发展方向为基本点,进行深入的研究和探讨。
一、节能型建筑幕墙的概念
所谓节能型建筑是指节约空调制冷、节约采暖供热、节约照明用能以及太阳能等可再生能源的利用,实现建筑能源的可持续发展的综合技术工程。建筑幕墙作为建筑的外衣,更是节能建筑的重中之重。调查表明我国的用于空调制冷和采暖供热所消耗的能源占公共建筑全年能耗的一半以上,而门窗幕墙等外围护结构传递的能量则占到了百分之三十以上。所以建筑幕墙的节能对整个建筑的节能有着十分重要的意义。那么什么是节能型建筑幕墙呢?节能型建筑幕墙是指其气密性和保温隔热性能达到或者高于现行公共建筑节能标准中对于建筑幕墙的要求。
二、节能型建筑幕墙的设计
我们可以在建筑幕墙的结构设计,建筑幕墙主要材料选择以及建筑幕墙设计合理性等三个方面对节能型建筑幕墙的设计进行详细的分析。
2.1节能型幕墙结构设计
首先应加强对保证建筑幕墙气密性能的结构设计。建筑幕墙的气密性能的定义是在风压作用下幕墙阻止气流渗透的性能。由于结构缝隙的存在,使得气流通过建筑幕墙缝隙进行室内外的热量传递,造成幕墙大量的能耗。通过相关数据表明,由于空气流通引起的幕墙能耗占整个幕墙能耗的一半以上,所以应該加强保证建筑幕墙气密性能的结构设计。例如把建筑幕墙的胶条与玻璃的接触面设计成波浪形,从而加大玻璃与胶条的接触面,可以有效的减少空气流通,进而减少能耗。此外,硅酮耐候密封胶具有良好的耐水性、耐老化性、抗紫外线照射性以及耐候性,所以采用硅酮耐候密封胶对幕墙面板间缝隙进行密封可以取得良好的密封效果,减少空气渗透。
其次应加强对保温隔热系统的结构设计。矿棉以及岩棉的容重较小、不燃烧,导热系数较低,所以节能型建筑幕墙非透明部分可以通过填充矿棉和岩棉来达到保温隔热的要求。具研究机构统计数据表明,在建筑幕墙中使用的矿棉或岩棉等绝热制品每增加一吨,建筑幕墙每年可节约煤炭一吨以上,幕墙单位面积节煤率每年为11.91 kg/m?。因此在建筑幕墙的非透明部分采用矿棉及岩棉等保温材料对建筑幕墙节能有着十分重大的意义。
此外还要对节能型建筑幕墙的节点进行合理设计。不同的建筑幕墙的节点选择直接的决定着建筑幕墙的节能效果如何,也是我们在节能型建筑建筑设计中特别应该注重的一个环节,建筑幕墙节点可以集中表达我们节能思想和节能意识。例如合理的用胶条对框架内部空腔进行分离,利用等压原理,形成等压腔,并用聚乙烯发泡材料填充的空气腔;对硅酮耐候密封胶口的尺寸进行优化,控制硅酮耐候密封胶胶口的深度和宽度控制在一定比例范围内。这些都可以提高幕墙的节能效果。
2.2 主要材料的选择
首先要选择节能效果优异的玻璃。玻璃是建筑幕墙主要材料之一,所以玻璃的节能效果直接影响建筑幕墙的节能效果,现阶段我们主要应用的玻璃类型主要包括真空玻璃、中空玻璃、Low-E玻璃、吸热玻璃等。在夏季,通过透明玻璃,太阳能可以把热量传递到室内;在冬季室,室内的热能又通过透明玻璃传递到室外。那么为了得到更加舒适的室内环境,我们就要增加空调或者暖气的能耗。所以我们要采用传热系数低的节能玻璃来提高幕墙的保温隔热性能。以Low-E玻璃为例,在可见光透过率基本相同的情况下,中空三银LOW-E玻璃具有更低的太阳能透过率和遮阳系数(见图一)。也就是说,中空三银LOW-E玻璃可以最大限度地降低能耗。
图一,不同玻璃的太阳光谱透过曲线
其次要选择断桥铝合金型材,用断热条将铝合金型材分成两个部分,进而达到阻断“热桥”(或者“冷桥”),传统的建筑幕墙常用的普通铝合金型材的导热系数可达6.21 W/(M2.K), 而断桥铝合金型材的导热系数降低到3.7 W/(M2.K),可见导热系数降低近一半,可以大大减少整个幕墙系统的导热系数。那么建筑幕墙的热能传递也会大大降低。所以断桥隔热型建筑幕墙是建筑节能的一个重要途径。
2.3保障节能型建筑幕墙设计的合理性
在建筑幕墙的设计过程中,要综合考虑多方面的因素,使得节能型幕墙的设计更加合理化。在设计中分析建筑幕墙各个环节的能耗和可以采取降低能耗的措施,应用BIM软件对工程进行分析,减少结构设计不合理造成的干涉,这样可以最大限度的节能节材。此外还要结合建筑工程的使用要求、外观要求等方面来综合考虑,保证每个设计环节相互之间的串联起来,这样才能得到美观大方、节能环保的建筑幕墙。
三、节能型建筑幕墙的发展趋势
随着科学技术的不断发展,新材料、新技术、新工艺不断推动节能型建筑幕墙技术发展,促使节能型建筑幕墙更加节能环保。随着世界各国的能源逐渐的减少,建筑行业也提出了“可持续发展”的新理念,生态幕墙、低碳幕墙、光伏幕墙理念应运而生也必将是未来节能型幕墙的发展趋势。
生态幕墙技术是在保证建筑幕墙的常规使用功能的基础上,重视节能、环保。目前,建筑幕墙的新结构技术、机电技术、节能技术,智能技术、材料技术逐渐通过科学的整合,形成了节能、智能、能源幕墙。生态幕墙可以积极利用光能、遮阳、利用空气(夏季夜间冷却,冬季吸气),对节约能源有极大的作用。
低碳幕墙技术是指在幕墙上运用现代节能技术,应用绿色环保建筑材料,兼顾外装饰和隔热保温双重功能的建筑幕墙。在群众盼望低碳生活,国家大力倡导绿色经济的大背景下,低碳建筑幕墙必将迎来一个春天。
光伏幕墙,通过光生伏打效应将太阳能转化为电能供建筑照明等减少对传统发电电能的消耗。它不需燃料,不产生污染和废气,没有废渣和余热,就可以用来发电,大大减少对传统煤电的应用,减少建筑能耗。有着良好的经济效益和绿色环保效益。
结束语
节能型建筑幕墙对于整个建筑业长远发展的一个重要组成部分。节能型幕墙的设计就显得更加重要,节能型幕墙的设计主要从结构设计入手,着重选择节能型材料,最终的落足点是保证节能型幕墙的设计合理性。对于节能型建筑幕墙的设计我们要加大研究和分析,加强对建筑幕墙节能结构的开发;加强对节能型建筑幕墙结构以及新型节能材料的研究与开发。节能型幕墙必将引领未来建筑幕墙行业的发展,低碳环保的幕墙必会我们带来更加舒适的室内环境和更加美好的室外环境
参考文献:
[1]王永达.论中国建筑幕墙设计的作用及发展趋势[J].中国科技投资,2013,14:144.
[2]彭喆.节能型建筑幕墙的设计及未来发展趋势[D].中国建筑金属结构,2013.
[3]马莹华.对节能型建筑幕墙设计及未来发展的探析[J].黑龙江科技信息,2009
【关键词】节约能源;建筑幕墙;设计;发展趋势
前言
能源作为现代社会发展的重要资源和工业原料,是世界各国共同关注的问题,我们对于能源的寻找和开采也在不断的深入, 而且资源在逐渐枯竭,能源问题业已成为制约我国经济发展的重要因素,节能已经成为整个社会的一个热点,建筑业作为我国的支柱产业,在国家节能减排的政策下,节能型建筑应该大力的进行推广。其中所应用的建筑幕墙,一方面可以让建筑物较为美观,另一方面还可以减少钢筋、混凝土以及耗能建材的使用,进而将有效的节约能源。本文以节能型建筑幕墙设计和未来发展方向为基本点,进行深入的研究和探讨。
一、节能型建筑幕墙的概念
所谓节能型建筑是指节约空调制冷、节约采暖供热、节约照明用能以及太阳能等可再生能源的利用,实现建筑能源的可持续发展的综合技术工程。建筑幕墙作为建筑的外衣,更是节能建筑的重中之重。调查表明我国的用于空调制冷和采暖供热所消耗的能源占公共建筑全年能耗的一半以上,而门窗幕墙等外围护结构传递的能量则占到了百分之三十以上。所以建筑幕墙的节能对整个建筑的节能有着十分重要的意义。那么什么是节能型建筑幕墙呢?节能型建筑幕墙是指其气密性和保温隔热性能达到或者高于现行公共建筑节能标准中对于建筑幕墙的要求。
二、节能型建筑幕墙的设计
我们可以在建筑幕墙的结构设计,建筑幕墙主要材料选择以及建筑幕墙设计合理性等三个方面对节能型建筑幕墙的设计进行详细的分析。
2.1节能型幕墙结构设计
首先应加强对保证建筑幕墙气密性能的结构设计。建筑幕墙的气密性能的定义是在风压作用下幕墙阻止气流渗透的性能。由于结构缝隙的存在,使得气流通过建筑幕墙缝隙进行室内外的热量传递,造成幕墙大量的能耗。通过相关数据表明,由于空气流通引起的幕墙能耗占整个幕墙能耗的一半以上,所以应該加强保证建筑幕墙气密性能的结构设计。例如把建筑幕墙的胶条与玻璃的接触面设计成波浪形,从而加大玻璃与胶条的接触面,可以有效的减少空气流通,进而减少能耗。此外,硅酮耐候密封胶具有良好的耐水性、耐老化性、抗紫外线照射性以及耐候性,所以采用硅酮耐候密封胶对幕墙面板间缝隙进行密封可以取得良好的密封效果,减少空气渗透。
其次应加强对保温隔热系统的结构设计。矿棉以及岩棉的容重较小、不燃烧,导热系数较低,所以节能型建筑幕墙非透明部分可以通过填充矿棉和岩棉来达到保温隔热的要求。具研究机构统计数据表明,在建筑幕墙中使用的矿棉或岩棉等绝热制品每增加一吨,建筑幕墙每年可节约煤炭一吨以上,幕墙单位面积节煤率每年为11.91 kg/m?。因此在建筑幕墙的非透明部分采用矿棉及岩棉等保温材料对建筑幕墙节能有着十分重大的意义。
此外还要对节能型建筑幕墙的节点进行合理设计。不同的建筑幕墙的节点选择直接的决定着建筑幕墙的节能效果如何,也是我们在节能型建筑建筑设计中特别应该注重的一个环节,建筑幕墙节点可以集中表达我们节能思想和节能意识。例如合理的用胶条对框架内部空腔进行分离,利用等压原理,形成等压腔,并用聚乙烯发泡材料填充的空气腔;对硅酮耐候密封胶口的尺寸进行优化,控制硅酮耐候密封胶胶口的深度和宽度控制在一定比例范围内。这些都可以提高幕墙的节能效果。
2.2 主要材料的选择
首先要选择节能效果优异的玻璃。玻璃是建筑幕墙主要材料之一,所以玻璃的节能效果直接影响建筑幕墙的节能效果,现阶段我们主要应用的玻璃类型主要包括真空玻璃、中空玻璃、Low-E玻璃、吸热玻璃等。在夏季,通过透明玻璃,太阳能可以把热量传递到室内;在冬季室,室内的热能又通过透明玻璃传递到室外。那么为了得到更加舒适的室内环境,我们就要增加空调或者暖气的能耗。所以我们要采用传热系数低的节能玻璃来提高幕墙的保温隔热性能。以Low-E玻璃为例,在可见光透过率基本相同的情况下,中空三银LOW-E玻璃具有更低的太阳能透过率和遮阳系数(见图一)。也就是说,中空三银LOW-E玻璃可以最大限度地降低能耗。
图一,不同玻璃的太阳光谱透过曲线
其次要选择断桥铝合金型材,用断热条将铝合金型材分成两个部分,进而达到阻断“热桥”(或者“冷桥”),传统的建筑幕墙常用的普通铝合金型材的导热系数可达6.21 W/(M2.K), 而断桥铝合金型材的导热系数降低到3.7 W/(M2.K),可见导热系数降低近一半,可以大大减少整个幕墙系统的导热系数。那么建筑幕墙的热能传递也会大大降低。所以断桥隔热型建筑幕墙是建筑节能的一个重要途径。
2.3保障节能型建筑幕墙设计的合理性
在建筑幕墙的设计过程中,要综合考虑多方面的因素,使得节能型幕墙的设计更加合理化。在设计中分析建筑幕墙各个环节的能耗和可以采取降低能耗的措施,应用BIM软件对工程进行分析,减少结构设计不合理造成的干涉,这样可以最大限度的节能节材。此外还要结合建筑工程的使用要求、外观要求等方面来综合考虑,保证每个设计环节相互之间的串联起来,这样才能得到美观大方、节能环保的建筑幕墙。
三、节能型建筑幕墙的发展趋势
随着科学技术的不断发展,新材料、新技术、新工艺不断推动节能型建筑幕墙技术发展,促使节能型建筑幕墙更加节能环保。随着世界各国的能源逐渐的减少,建筑行业也提出了“可持续发展”的新理念,生态幕墙、低碳幕墙、光伏幕墙理念应运而生也必将是未来节能型幕墙的发展趋势。
生态幕墙技术是在保证建筑幕墙的常规使用功能的基础上,重视节能、环保。目前,建筑幕墙的新结构技术、机电技术、节能技术,智能技术、材料技术逐渐通过科学的整合,形成了节能、智能、能源幕墙。生态幕墙可以积极利用光能、遮阳、利用空气(夏季夜间冷却,冬季吸气),对节约能源有极大的作用。
低碳幕墙技术是指在幕墙上运用现代节能技术,应用绿色环保建筑材料,兼顾外装饰和隔热保温双重功能的建筑幕墙。在群众盼望低碳生活,国家大力倡导绿色经济的大背景下,低碳建筑幕墙必将迎来一个春天。
光伏幕墙,通过光生伏打效应将太阳能转化为电能供建筑照明等减少对传统发电电能的消耗。它不需燃料,不产生污染和废气,没有废渣和余热,就可以用来发电,大大减少对传统煤电的应用,减少建筑能耗。有着良好的经济效益和绿色环保效益。
结束语
节能型建筑幕墙对于整个建筑业长远发展的一个重要组成部分。节能型幕墙的设计就显得更加重要,节能型幕墙的设计主要从结构设计入手,着重选择节能型材料,最终的落足点是保证节能型幕墙的设计合理性。对于节能型建筑幕墙的设计我们要加大研究和分析,加强对建筑幕墙节能结构的开发;加强对节能型建筑幕墙结构以及新型节能材料的研究与开发。节能型幕墙必将引领未来建筑幕墙行业的发展,低碳环保的幕墙必会我们带来更加舒适的室内环境和更加美好的室外环境
参考文献:
[1]王永达.论中国建筑幕墙设计的作用及发展趋势[J].中国科技投资,2013,14:144.
[2]彭喆.节能型建筑幕墙的设计及未来发展趋势[D].中国建筑金属结构,2013.
[3]马莹华.对节能型建筑幕墙设计及未来发展的探析[J].黑龙江科技信息,2009