公共建筑外窗幕墙节能设计探析

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1、公共建筑外窗幕墙节能设计探析　　摘要：提升建筑门窗及幕墙的节能设计是提高建筑节能设计水平的最有效途径。本文主要从公共建筑外窗气密性设计、窗墙比设计、双层换气幕墙设计、外窗和幕墙保温隔热设计等方面探讨了公共建筑外窗幕墙的节能设计策略。关键词：公共建筑；外窗；幕墙；节能设计中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：前言7当今时代，随着社会文明发展进程的不断加快，人们的精神文化需求层次日益提高，绿色、生态、节能、环保概念日渐深入人心。建筑设计作为一种刨造性活动，在当今能源日益紧张的趋势下以及生态环保理念的大力倡导下，建筑节能成为建筑设计工作中的重要设计理念，也成为建设集约型社会的关

2、键环节。建筑外窗与透明玻璃幕墙是外围护结构中热传导、热扩散、损失热量最活跃和最严重的部位，因此，提升建筑门窗及幕墙的节能设计是提高建筑节能设计水平的最有效途径。近年来，在社会经济高速发展的带动下，各类型建筑的建设也进入了迅猛发展时代，大型公共建筑，尤其是一些大型综合体建筑、超高层建筑和地标性建筑，其功能和建筑结构较为复杂，如何在规划设计中根据建筑物结构加强建筑外窗幕墙的节能设计成为广大建筑设计者探讨的重要课题。本文笔者结合工作实践，从以下几个方面探讨了公共建筑外窗幕墙的节能设计策略：1.公共建筑外窗气密性的节能设计通风换气是建筑门窗的主要功能之一。寒冷地区室内外温差较大，当室外

3、刮风时形成压力差，冷空气通过外窗缝隙进入室内，造成室温剧烈波动，影响室内环境并消耗大量热能，这种现象我们称之为“冷风渗透”。炎热地区，夏季多采用空调制冷，空气流动产生的热风通过缝隙进入室内，导致制冷能耗增加。因此，无论在寒冷地区还是炎热地区，当室内外温差很大时，建筑外窗的气密性能对空调负荷和室温的稳定有显著影响。在提高建筑外窗气密性进行节能设计中，主要有以下两种方法：7一是设计固定窗型。目前，公共建筑在外窗窗型的设计上，一般包括推拉窗、平开窗和固定窗种，推拉窗在窗框下滑轨来回滑动，上部有较大的空间，下部有滑轮间的空隙，窗扇上下形成明显的对流交换，热冷空气的对流形成较大的热损失。

4、平开窗的窗扇和窗框间一般有橡胶密封压条，在窗扇关闭后，虽内外气体以难形成对流，但仍存在窗扇与窗框接触位置的空气掺漏，以及窗框与墙体之间的空气渗漏等。而固定窗的窗框嵌在墙体内，玻璃直接安装在窗框上，玻璃和窗框都已采用胶条或者密封胶密封，空气很难通过密封胶形成对流，具有较好的气密性。因此，从结构上讲，固定窗是最节能的窗型。二是正确选用密封材料。不同的密封材料在性能上差异较大，在密封材料的选择上，双玻璃周边宜用密封胶翻结密封，使玻璃层间形成干燥气体，起到隔音、隔热、防结露和降低能耗的作用。门窗框的四边与墙体之间的空隙宜采用聚氨酯发泡体进行填充，有很好的密封保温和隔热性能。窗框和扇之间

5、的密封则宜采用密封毛条，毛条的安装部位一般在门窗扇、框扇的四周围或密封桥（挡风块）上。同时，毛条需经过硅化处理，质量合格的毛条外观平直，底板和竖毛光滑，无弯曲，底板上没有麻点，以起到隔音、防尘、密封、防冻、保暖的作用。2.公共建筑窗墙比的节能设计7窗墙比是指建筑物高与开间定位线围成的面积的比值。建筑外环境中的热量主要太阳辐射、窗材导热以及空气渗透等途径透过窗户向建筑室内传递，而这些途径与窗户的大小有关（相关研究报道指出窗户面积与空调负荷大小呈线性关系），因此，从建筑节能设计的角度出发，必须加强窗墙比的合理设计。在窗墙比的设计上，一般来说应满足两个条件，一是保证采光率；二是满足保

6、温和节能要求。具体实践中，应首先对建筑周围的风向进行监测，根据监测的数据对建筑的风环境进行模拟分析，总结室外风场规律。然后以此为依据，进行窗户大小的设计。同时，不同的建筑空间为了保证室内的明亮程度，照度标准是不一样的。具体来说窗地比是对一个单一房间来说的，即窗的净面积和地面净面积的比值。如：在公共建筑设计中，大厅的窗地比一般是1/6~1/4，卧室的窗地比一般为1/6~1/8。而针对体型不规则且较为复杂的公共建筑，如整个建筑无垂直立面，主要由向各角度倾斜的各种表面组成。原窗墙比计算必须加权计算。目前国内建筑行业普遍使用加权计算软件，可以比较真实地反映建筑是否在窗墙比方面体现节能要

7、求。3.公共建筑双层换气幕墙的节能设计7现代建筑中高楼大厦多半采用玻璃幕墙，但是全封闭式的幕墙透气效果不佳，使用空调耗费的能量又大。双层换气幕墙一种新型的节能环保幕墙，它是在综合考虑该建筑所处的风环境、光环境、热工环境后，优化了各个立面的保温、遮阳、通风和采光，设计出的一种外墙构造。双层换气幕墙具有“生态意义”建造方式的美誉，其主要由内外两道幕墙组成。其中，内幕墙采用明框幕墙，一般设计为全封闭模式，建筑室内吊顶内暖通系统抽风管与热通道相通，有通风口设置于内层玻璃幕墙下，通过通风口使室内空气进