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隨著我國城市經(jīng)濟的快速發(fā)展以及建筑高能耗問題的逐漸凸顯,幕墻作為一種新型節(jié)能的外墻圍護形式,被廣泛應(yīng)用于各類大型公共建筑項目中,有效地減少了高能耗建材的使用,達到了良好的節(jié)約能源效果。然而,許多幕墻類型其自身的隔熱性和保溫性通常不及傳統(tǒng)的墻體結(jié)構(gòu)。為此,怎樣把握好幕墻的結(jié)構(gòu)特點,做好節(jié)能設(shè)計就成了建筑幕墻行業(yè)中的重點問題。

一、公共建筑幕墻節(jié)能設(shè)計的原則

(1)公共建筑節(jié)能幕墻的設(shè)計,首先應(yīng)該對建筑所在的當?shù)刈匀画h(huán)境實現(xiàn)充分了解與掌握,例如氣候、溫度和管線等條件,同時還應(yīng)該對建筑的朝向、高度和功能等因素進行全面分析。

(2)公共建筑幕墻節(jié)能設(shè)計,應(yīng)當深入分析幕墻的遮陽與采光、傳熱與水密性等關(guān)系,將不同狀態(tài)下的多個指標作為節(jié)能設(shè)計的綜合考量依據(jù)。并且,在充分遵循相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上,對建筑幕墻的結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)用功能、設(shè)計要求以及材料的選擇進行合理確定。

(3)幕墻作為公共建筑整體結(jié)構(gòu)的一部分,在節(jié)能設(shè)計時應(yīng)當與其他專業(yè)人員之間形成良好的交流與溝通,避免脫離整體建筑獨立存在,這樣才能達到最佳的節(jié)能效果。

二、節(jié)能理念在公共建筑幕墻設(shè)計中的應(yīng)用

(一)遮陽技術(shù)的應(yīng)用。

在公共建筑幕墻節(jié)能設(shè)計中,合理應(yīng)用遮陽技術(shù)能夠有效降低太陽輻射對建筑的影響。在公共建筑幕墻設(shè)計中,常見的遮陽類型包括水平遮陽、垂直遮陽以及百葉遮陽等,在具體的設(shè)計過程中要充分考慮好建筑外觀、用戶類型以及幕墻的朝向等因素。以垂直遮陽技術(shù)為例,它一般會設(shè)置在玻璃前的凸出板位置,能夠有效遮擋角度相對較小、從玻璃窗側(cè)斜射進來的陽光,在東北和西北方向的幕墻工程中應(yīng)用較多。

(二)優(yōu)化構(gòu)造設(shè)計。

公共建筑熱量消耗的途徑主要有幕墻結(jié)構(gòu)的傳熱和空氣滲透所產(chǎn)生的熱能損失兩部分,通過優(yōu)化幕墻構(gòu)造設(shè)計,能有效提高建筑幕墻系統(tǒng)的氣密性,強化幕墻的保溫效果。提高幕墻系統(tǒng)氣密性的設(shè)計方法有:(1)嚴格控制好密封膠條的材質(zhì),常見的如三元乙丙、氯丁橡膠、硅橡膠等膠條。(2)設(shè)計合理的膠條形狀、位置以及密封數(shù)量,同時把握好膠條的形狀和槽口尺寸,以及固定型材的壓緊配合尺寸。(3)選用優(yōu)質(zhì)的耐候密封膠,并且科學設(shè)計膠口的尺寸。(4)處理好單元幕墻十字接口部位的密封設(shè)計。(5)對于幕墻結(jié)構(gòu)中的開啟窗,合理設(shè)計其型材、尺寸及膠條斷面和鎖點數(shù)量等細節(jié),并且從整體上把握好開啟窗的生產(chǎn)加工和后期整窗的組裝質(zhì)量。

(三)智能型幕墻的應(yīng)用。

(1)雙層玻璃幕墻。雙層玻璃幕墻是公共建筑幕墻設(shè)計中常用到的圍護結(jié)構(gòu)類型之一,它能有效起到隔音降噪的作用,對于辦公環(huán)境要求較高的商業(yè)建筑有良好效果。同時,這種結(jié)構(gòu)還能夠提升室內(nèi)空氣質(zhì)量和環(huán)境的舒適度,尤其是在冬季冷處理和夏季隔熱處理方面有明顯優(yōu)勢,從而有效提高建筑能源的利用效率。(2)光電幕墻。光電幕墻結(jié)構(gòu)的原理是通過將太陽能轉(zhuǎn)換模板密封在雙層鋼化玻璃中,從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,實現(xiàn)對太陽能的高效利用。光電具備有裝飾、隔熱、發(fā)電等多種功能,全面滿足了現(xiàn)代化公共建筑幕墻結(jié)構(gòu)對于智能化以及節(jié)能環(huán)保的需求。在具體的設(shè)計過程中,需要綜合考慮到模板、電池、導線以及變壓器等因素,并且充分利用好幕墻骨料的空腔部分,可以將線路部分隱藏其中,滿足建筑外立面的美觀需求。另外,光電幕墻可以通過加裝光電模板的形式來節(jié)約傳統(tǒng)建筑材料,提高太陽能的吸收效率,并且避免墻面和屋頂溫度過高,降低建筑內(nèi)部的空調(diào)負荷與能耗。

(四)優(yōu)化幕墻采光設(shè)計。

科學、合理的建筑幕墻采光設(shè)計,能夠降低室內(nèi)照明能耗,節(jié)約資源。首先,可以選用新型的玻璃材質(zhì),同時配合幕墻的遮陽系統(tǒng)來實現(xiàn)遮陽與采光雙功能的效果。其次,在具體的遮陽系統(tǒng)設(shè)計時,可以根據(jù)建筑所在區(qū)域氣候條件、使用功能和要求的不同,合理地選擇臨時性遮陽、永久性遮陽、內(nèi)遮陽和外遮陽等形式。例如,外遮陽相對于內(nèi)遮陽來講其遮陽、隔熱效果要好,但由于常年暴露在外,對于活動構(gòu)件的性能要求較高,其成本相對較高。而內(nèi)遮陽設(shè)計則更加美觀,成本相對較低。在設(shè)計過程中可根據(jù)不同的需求情況而定。

隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展以及施工工藝、材料類型的不斷更新?lián)Q代,越來越多的新工藝、新技術(shù)出現(xiàn)在城市的公共建筑中,極大地滿足了現(xiàn)代化城市建設(shè)的需求。這其中,幕墻作為建筑的一種外部圍護結(jié)構(gòu),不僅能提高建筑的整體外觀美感,而且能起到良好的節(jié)能降耗的效果。為此,在設(shè)計過程中應(yīng)當加強重視和積極推廣節(jié)能設(shè)計理念,為我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。