绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：马双（1990），女，回族，河北秦皇岛人，中级职称，本科，研究方向为玻璃检测行业业务管理方向。-187-绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用研究 马 双 中国建材检验认证集团秦皇岛有限公司，河北 秦皇岛 066000 摘要：摘要：本篇文章讨论了大型公共建筑玻璃幕墙设计中绿色节能的重要性，并着重分析了双层玻璃幕墙、呼吸式双层玻璃幕墙系统以及新型材料如热反射镀膜玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃在玻璃幕墙设计中的应用。通过合理的设计和材料选择，这些技术可以显著提高建筑的能效，降低能源消耗，改善室内的环境质量，促进可持续建筑的发展。关键词：关键词：绿色节能技术；公共建筑；玻璃幕墙设计 中图分类号：中图分类号：TU228 0 引言 随着城镇化和工业化的迅速发展，我国面临着不断增长的能源需求和资源环境压力。为了实现可持续发展，节约能源资源成为一项紧迫的任务。本文将探讨在大型公共建筑中实现绿色节能的关键技术和策略，特别关注玻璃幕墙设计领域的创新和应用。1 大型公共建筑玻璃幕墙设计中绿色节能的重要性 随着我国城镇化和工业化进程的持续加快，我们不可否认的是，与此同时持续增长的能源需求量给我们的经济和社会发展带来了巨大的压力。这个压力的主要来源之一便是资源与环境的问题。在这个全球化时代，我们必须认真思考如何更加智慧地管理和利用我们的资源，以及如何保护我们的环境，以确保可持续发展的未来。在这个背景下，节约能源资源成为了一项紧迫的任务。我们必须努力推动能源资源的高效利用和循环利用。为了满足不断增长的能源需求，我们需要积极开发和利用可再生能源，这将有助于减轻对有限的非可再生能源的依赖。同时，我们也需要建设环境友好型和资源节约型社会，以减少对环境的不良影响。农村地区的经济和社会发展同样需要能源支持，但农村地区通常面临着能源供应不足的问题。因此，解决农村能源问题成为了一个紧迫的任务。我们可以通过推广可再生能源技术，改善农村能源供应，促进农村经济和社会的可持续发展。资源与环境问题是我们面临的一个严峻挑战，但也是一个充满机遇的领域。通过采取切实有效的措施，我们可以实现能源资源的节约和高效利用，推动可再生能源的开发和利用，建设更加环境友好的社会，解决农村能源问题，实现经济和社会的可持续发展。2 分析玻璃幕墙系统的应用 2.1 双层玻璃幕墙系统的应用及关键设计 双层玻璃幕墙是一种先进的建筑外墙设计，它由内外两层玻璃幕墙组成，每一层都具有特定的功能和特性。这种幕墙设计已经在现代建筑中广泛应用，它旨在提供更好的隔热、隔音和节能性能，同时提供良好的自然采光和视野。下面我们将详细探讨双层玻璃幕墙的构成、工作原理以及在不同气候条件下的适用性。双层玻璃幕墙由两层玻璃幕墙组成，外层和内层。外层玻璃幕墙通常采用隐框、明框或点式玻璃幕墙，这些设计可以提供不同的外观效果和结构特性。内层玻璃幕墙一般采用明框幕墙或铝合金门窗，以提供内部的隔热和隔音功能。内、外两层玻璃幕墙之间形成一个相对封闭的空间，这个空间通常被称为通风空间层。在这个层内，空气可以流动，从外层的幕墙下部的通风口进入，然后从上面的排风口排出。这种通风空间层的存在有助于形成一个热量缓冲层，它可以在一定程度上调节室内的温度。当外部温度升高时，通风空间层可以帮助减少热量的传入，保持室内较低的温度。相反，当外部温度较低时，通风空间层可以减少热量的散失，有助于保持室内温暖。这种设计在我国比较寒冷的北方地区尤中国科技期刊数据库 工业 A-188-为重要。在这些地区，寒冷的冬季和高温的夏季给建筑的能源消耗带来了挑战。因此，对于大型公共建筑，如商业大厦、写字楼和医院等，合理的双层玻璃幕墙设计可以发挥关键作用。在这个过程中，内、外循环玻璃幕墙都可以采用，具体的设计取决于建筑的用途、气候条件和节能需求。在大型公共建筑中合理应用双层玻璃幕墙可以带来显著的绿色节能效益。相对于传统的单层玻璃幕墙或其他建筑外墙设计，双层玻璃幕墙具有更好的隔热性能，可以减少室内和室外温度之间的热传导。这意味着在冬季，它可以减少暖气的使用，而在夏季，它可以减少空调的使用。此外，双层玻璃幕墙还具有良好的隔音性能，可以减少室外噪音的传入，提供更舒适的室内环境。2.2 呼吸式双层玻璃幕墙系统的应用 多层次双层玻璃幕墙的通风空间层是这种创新建筑设计的关键组成部分，它在多个方面具有独特的连接和功能。这一空间层在水平方向上与多个部分相连，并且可以在竖直方向上跨越多个楼层，这使得它在建筑结构中的布局非常灵活。在某些情况下，多层次双层玻璃幕墙的通风空间层可能没有水平隔板或竖向分割，而是仅通过外层的幕墙在底层和顶层的通风口之间形成通风。这种设计形式为建筑带来了多种优势，特别是在温度调节和节能方面具有显著的效益。在寒冷的冬季，一种常见的做法是关闭外层的通风口。通过这种方式，通风空间层可以形成一种温室效应，有助于保持室内的温度。这是因为封闭外层通风口后，太阳辐射能够透过外层的玻璃进入建筑内部，而热量却难以散失。这样一来，室内温度能够保持相对稳定，从而减少对暖气的使用。这种智能的温度调节方式不仅提高了建筑的能效，还降低了能源消耗，有利于节能减排。而在炎热的夏季，我们则可以打开外层的通风口，利用烟窗效应来实现自然通风。通过引入新鲜的空气进入通风空间层，并通过顶部通风口排出室内热空气，可以有效地降低室内温度，提供舒适的室内环境。这种通风方式不仅节省了空调能源，还有助于改善室内空气质量，减少空气中的污染物浓度。这种呼吸式双层玻璃幕墙系统在外层玻璃幕墙的设计上有一个显著的特点，即外层幕墙的开口较少。这种设计特点使得它具有出色的隔音性能。在外部环境噪音较大的大型公共建筑中，这种双层玻璃幕墙系统可以有效地降低外部噪音的传入，提供一个相对宁静的室内工作和生活环境。这对于需要高度集中和安静环境的场所，如办公楼、医院和学校等，尤为重要。2.3 双重玻璃幕墙系统合理设计 通常情况下，外循环玻璃幕墙的内层玻璃墙需要采用保温性能较好的玻璃幕墙材料。这是因为内层玻璃的主要作用是在冬季提供保温效果，确保室内温度稳定，并减少暖气的使用。同时，它还需要在夏季具备隔热功能，以减少热量传入，降低空调的能源消耗。因此，内层玻璃需要具有良好的绝热性能和隔热性能，以满足这些要求。而外层幕墙常常采用的是单层的玻璃幕墙，其主要作用是提供防护功能，保护内部的夹层结构以及遮阳装置不受外部环境因素的影响和损坏。此外，外层立面的开口还可以用于调节夹层的通风，以实现温度控制和通风需求。相对于内循环体系，外循环体系在内层和外层玻璃的材质选择上更加灵活，因为内层主要承担绝热和隔热功能，而外层则承担防护和通风功能。因此，外层幕墙的玻璃选择通常较为简单，只需选择性能较好的材质即可。通风空间层是双重玻璃幕墙系统中的关键组成部分，它对通风效果有着直接影响。如果通风空间层的宽度较小，或者采用了过多的楼层串联通风，都会降低通风效果，无法达到最终的通风效果。因此，在设计中需要根据建筑的尺寸和气候条件来确定通风空间层的宽度，以确保它能够有效地实现通风和温度调节的目标。通风口的设置应合理分布，以确保空气能够顺畅地流动，实现室内外空气的有效交换。通风口的位置应考虑到建筑的气流路径，以最大程度地利用自然风力。通风口的数量也应根据建筑的需求来确定，以确保通风空间层能够满足通风和温度调节的要求。3 新型材料在玻璃幕墙设计中的应用 3.1 热反射镀膜在玻璃幕墙中的应用 热反射镀膜玻璃是一种特殊的玻璃类型，其主要特点是具有反射太阳光的能力。这种玻璃在现代建筑中的应用日益广泛，因为它可以显著改善建筑的节能性能、室内舒适度和光线质量。首先，热反射镀膜玻璃的工作原理是基于其特殊的镀膜技术。这种玻璃可以透过可见光，但会反射太阳光中的远红外光。这一特性使其在控制太阳热量和中国科技期刊数据库 工业 A-189-光线进入建筑内部方面表现出色。具体来说，热反射镀膜玻璃能够将太阳的远红外辐射反射回室外，从而减少了室内的热量积聚。同时，玻璃材料吸收的光热也被镀膜隔离，进一步降低了室内温度上升的可能性。这种热反射镀膜的辐射率通常可以达到 20%以上，甚至高达 40%。这意味着它能够有效地遮挡大部分太阳热量，减少室内温度的上升。这对于那些需要在炎热夏季保持舒适室温的建筑来说尤为重要。此外，热反射镀膜玻璃还具有其他一些重要的特点。它可以减少炫目和色散，提高室内的光线质量，使室内环境更加舒适。这有助于改善室内工作和生活的体验，提高室内空间的可用性。通过减少室内的日照直射，热反射镀膜玻璃还有助于保护室内家具和装饰，减缓其因长期暴露在强光下而受到的损害。在建筑领域，热反射镀膜玻璃的应用非常广泛。它通常用于大型商业建筑、写字楼、酒店、医院、学校和住宅等各种类型的建筑中。这是因为这种玻璃可以有效地控制室内温度，减少空调系统的负荷，从而降低能源消耗和运营成本。通过减少对空调的依赖，建筑物可以在炎热的夏季保持凉爽，同时在寒冷的冬季保持温暖，提供更加舒适的室内环境。此外，热反射镀膜玻璃还可以帮助建筑符合节能标准和绿色建筑认证要求。它对建筑的能源效率提升和碳排放减少都有着积极的影响，有助于建筑业朝着更加可持续的方向发展。3.2 低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃 低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃，被称为保温镀膜玻璃，代表了现代建筑领域中的创新技术和可持续设计理念。这些高性能玻璃在建筑行业中的应用，不仅改善了建筑的节能性能，还提高了室内环境的舒适度。保温镀膜玻璃的主要优点之一是其高透明性。这类玻璃材料在可见光波段具有卓越的透光性，能够让大部分可见光进入室内，提供明亮的室内环境。特别值得一提的是，它们对红外线的反射率非常高，可达到 80%以上。这意味着这些玻璃可以有效地反射太阳的红外辐射，阻止热量进入建筑内部。这一特性有助于在炎热的夏季减少室内的热量积聚，提供更凉爽的环境。此外，保温镀膜玻璃还具有出色的选择性太阳控制能力。它们可以根据实际的温度和季节有选择性地传输太阳能量。在冷季，这些玻璃可以选择性地传输太阳辐射，将大部分热能保留在室内，提高保温性能。而在炎热的夏季，它们可以减少太阳热量的传入，降低室内温度，减少空调系统的负荷。这种智能温度控制有助于提高室内的舒适度，降低能源消耗。保温镀膜玻璃还在光线质量的改善方面发挥了积极作用。它们可以减少炫目和色散，提高室内光线的均匀性和质量，从而改善室内工作和生活的体验。此外，它们还有助于保护室内家具、装饰和展品，减缓它们因长期暴露在强光下而受到的损害。在大型公共建筑的玻璃幕墙设计中，低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃的应用已经成为一种趋势。它们的高透明性、热反射和选择性太阳控制能力，使它们成为大型建筑中的理想选择，能够显著提高建筑的节能性能和室内环境质量。在目前对可持续建筑和能源效率的追求中，这些材料的应用已经成为建筑设计中的不可或缺的元素。这种材料通常应用于中空玻璃的制造中，而不是单片玻璃。中空玻璃由两层或多层玻璃之间的空气或气体层构成，有助于降低传热系数，提高绝热性能。因此，在中空玻璃中采用低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃可以进一步提高其绝热性能，减少热量传导。这意味着室内温度更加稳定，能源效率更高。在建筑行业中，低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃还有助于满足节能标准和绿色建筑认证要求。它们对建筑的能源效率提升和碳排放减少都有积极的影响，有助于建筑业朝着更加可持续的方向发展。此外，它们还为建筑设计师提供了更多的创意空间，使他们能够在不同项目中实现更高的能源效益，减少对自然资源的依赖。4 结束语 在大型公共建筑的设计中，绿色节能是一项至关重要的任务。通过合理的玻璃幕墙设计和新型材料的应用，我们可以显著提高建筑的能效，降低对能源的依赖，改善室内环境，为可持续建筑的发展贡献力量。未来，我们需要不断创新，推动更多环保和节能技术的应用，以实现更加可持续的建筑发展和生活方式。建筑行业将继续在可持续发展的道路上前进，为我们的社会和环境带来积极的影响。中国科技期刊数据库 工业 A-190-参考文献 1田月华.幕墙节能技术的发展状况解析J.中国建筑金属结构,2023(10):54-55.2罗国兴.绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用J.中国建筑金属结构,2023(14):50-71.3胡亦明.王勇.绿色节能技术在大型公共建筑玻璃幕墙设计中的应用J.陕西建筑,2023(06):9-12.4吴跃东,余毅,宣海峰等.上海世博会建筑中的绿色节能新技术J.陕西建筑,2023(06):9-12.