玻璃幕墻的節能性與應用

玻璃窗簾是一種美麗新的建筑裝飾方法。它輕盈、明亮、明亮，可以創造明亮的室內光環境，實現建筑內外空間的融合，從而成為各種建筑立面的新設計趨勢。玻璃幕墻在建筑形式上顯示出強烈的表現力,極具魅力,受到業主、建筑師的青睞,已成為現代城市建筑的一種標志。作為現代建筑的象征,玻璃幕墻在國內得到了越來越廣泛的應用,但是,人們在使用過程中發現它也帶來了負面的影響,如光污染,建筑能耗高,溫室效應等,這些都與玻璃的選用有直接關系。目前市場上常用的幾種玻璃性能參數測試結果如表1。1中空玻璃材料的熱輻射建筑節能65%主要由建筑圍護系統承擔。玻璃幕墻可以減少傳統混凝土外墻大量的鋼筋、混凝土使用量,對減少高耗能建材的使用達到節約能源、資源有很大的幫助;但玻璃幕墻作為建筑外圍護結構,其保溫、隔熱性能均遠不及傳統墻體,是傳統墻體熱損失率的5~6倍。幕墻的能耗約占整個建筑能耗的40%左右,故幕墻節能在我國公共建筑設計節能中有極其重要的地位。從控制得熱與傳熱來講,玻璃幕墻的節能重點在玻璃的選擇上。節能玻璃要具備兩個節能特性即保溫性和隔熱性。這兩個性能與可見光透射比和反射比有直接關系,從測試結果可以看出,目前能同時達到“保溫”和“隔熱”要求的就是低輻射(Low-E)中空玻璃和多中空玻璃以及Low-E真空玻璃及組合真空玻璃。太陽光的熱能主要是可見光能(短波熱)和不可見光能(長波熱,即紅外線)兩部分。可見光能占46%,紅外線占52%,另有2%為紫外線。Low-E鍍膜的獨特功能,是能讓可見光能透過而把不可見光反射回去,具有良好的阻隔熱輻射透過作用。所以,在夏天,它可放進可見光(陽光),同時把柏油馬路、建筑物等放出的強烈的不可見光能(紅外輻射熱)阻擋在外,使業主大大降低用于空調的投資和室內的空調費用。在冬天,它可放進可見光能,同時,把室內的不可見光能(紅外輻射熱)反射回室內,不使之通過玻璃向外散失,因此能極好地保持室內溫度,大大降低冬季室內的取暖費用,達到節能的目的。中空玻璃的隔熱能力來自于密封于玻璃之間的空氣層。因為空氣的熱阻性極好(空氣的導熱系數為0.028W/m2k),是玻璃的1/27(玻璃的導熱系數0.77W/m2k)。中空玻璃的傳熱系數K值與其空氣層的厚度密切相關,應適度控制中空玻璃空氣層的厚度。在空氣層的厚度小于13mm時空氣層厚度越大K值越小;在13mm左右時達到最低極限,此后K值隨空氣層厚度增加而增大,這是由于空氣層大于13mm后內部空氣形成閉環對流增大了熱量傳遞所致。所以中空玻璃空氣層厚度一般應選擇12mm為宜。若在中空玻璃中沖入氬氣(Ar)等惰性氣體抑制空氣的閉環對流其K值還可進一步降低。也可以采取增加空氣層層數的辦法,就是用雙層或多層中空玻璃,或在空氣層中夾透明薄膜,利用裝飾隔條將空氣層分隔成幾個獨立的區域以減少對流傳熱對玻璃隔熱性的影響。2玻璃幕墻反射光污染光污染是指過量的光輻射對人類生活和生產環境造成不良影響的現象。包括可見光、紅外線和紫外線造成的污染。伴隨玻璃幕墻的大量使用,它帶給我們的不僅是享受現代文明的自豪感,隨之而來閃爍的反射光也給周圍的居民帶來諸多不便。豪華寫字樓、大型商廈、星級酒店的外裝飾所采用的大面積玻璃幕墻形成強烈的反射光、聚集光,對人體產生異常影響。盛夏時節,玻璃幕墻反射的強光常常使室內溫度急劇升高,焦點溫度甚至可達70℃以上,可引燃易燃物品,釀成火災。更加嚴重的是臨街玻璃幕墻的反射光還會影響車輛行駛和人們的正常通行。本來光潔的路面、清晰的交通信號燈,現在變得斑斑駁駁、光怪陸離,令人眼花繚亂,分不清哪里是真實的交通信號,嚴重影響駕駛員視線,成為事故隱患,甚至釀成交通事故。為了防止玻璃幕墻反射光對周邊環境造成光污染,國家對于玻璃幕墻的面積比例以及可見光的反射率加以限定,在上海、杭州等地都有限制性要求。上海要求玻璃幕墻面積不大于墻面積的40%,且可見光線反射率不大于15%;杭州要求玻璃幕墻面積不大于60%,且反射率不大于16%,針對玻璃幕墻主要是玻璃反射光對外界造成的光污染,以及對外界的影響,解決玻璃幕墻光污染主要是控制玻璃的反射比,太陽光的直接反射比越大,室外太陽光獲得越多,同樣對于室外的光和熱環境會造成一定的影響和污染,在選用幕墻玻璃時該指標應盡量選擇反射比小的玻璃品種。對于室外的光和熱環境而言,反射比越小越好,從測試結果可以看出,各種玻璃的反射比由小到大依次為:涂膜玻璃,白玻,鍍膜玻璃,Low-E玻璃和貼膜玻璃。可見光的反射比最大的是貼膜玻璃,其次是鍍膜玻璃,反射比分別達到了48.68%和34.87%。白玻璃在施工中應用的不多,所以在選用中我們多采用Low-E玻璃和涂膜玻璃,或者采用兩者與普通白玻璃組合的中空玻璃或真空玻璃。這樣可以很好地降低玻璃幕墻在使用中對周邊環境的光反射污染,以達到國家規定的指標要求。3玻璃不能自相壓力目前高層建筑為了減輕自重,同時增強外立面的美觀,多采用玻璃幕墻,但是隨之而來的安全問題也越來越多,其中主要是幕墻玻璃破損墜落傷人事故,和幕墻玻璃防火問題。其中以玻璃破損墜落傷人最為常見,例如2007年北京某廣場多片玻璃自爆,飛出6~7m后砸傷3人,還砸壞城鐵車站的玻璃頂蓋。為了更好地使用玻璃幕墻,在選用玻璃時選用安全玻璃,以前多采用鋼化玻璃。但是鋼化玻璃有一種不可避免的特性就是自爆,鋼化玻璃自爆在幕墻施工中是很常見的,安裝到高層的幕墻上的鋼化玻璃如果自爆就很危險。實踐表明玻璃幕墻可以采用半鋼化玻璃,這種玻璃有較高的強度同時不會自爆,這樣減少了玻璃自爆脫落的危險。根據建筑防火要求,玻璃幕墻要滿足防火要求,外墻要求耐火極限不小于1h,根據防火要求一般的玻璃是不能滿足的。防火玻璃應采用單片銫鉀玻璃,它有很好的耐火性能,它的耐火極限一般為1.0~2.5h,這種玻璃在高層建筑中多采用,達到了很好的防火效果。4玻璃的選擇總而言之,玻璃幕墻玻璃的選擇對幕