时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要:本文主要探讨既有建筑玻璃幕墙的节能改造技术研究，通过对我国既有建筑玻璃幕墙外围护结构的现状进行综合阐述，提出目前玻璃幕墙所存在的缺点，借鉴国内外相关的理论、技术和成熟的实践经验，最终提出适合既有建筑玻璃幕墙的节能改造技术。目的是为了以最经济的投入方式，使得既有建筑玻璃幕墙的节能效果最大化，实现既有建筑玻璃幕墙的可持续利用与发展。
关键词：既有建筑 玻璃幕墙 建筑节能 节能改造
前言：
现如今我国的玻璃幕墙生产以及使用已经居于世界首位，根据统计表明，2007年我国生产玻璃幕墙为2200万㎡，占当年我国建筑幕墙总产量的31.4%，占当年世界玻璃幕墙生产量的86.27%;累计使用玻璃幕墙为11000万㎡，占我国建筑幕墙总使用量的34.9%，占世界玻璃幕墙累计使用量的61.11%。近年来世界与我国建筑幕墙及玻璃幕墙生产使用量见下表：
项 目
2003年
2004年
2005年
2006年
2007年
世
界
当年
生产总量
3500
5200
7300
8100
9000
其中玻璃幕墙
1400
1700
1950
2320
2550
累计
使用总量
23000
27000
32500
40000
47500
其中玻璃幕墙
11000
12500
14000
16000
18000
中国
当年
生产总量
3040
4660
5550
6800
7000
其中玻璃幕墙
950
1150
1700
1900
2200
累计
使用总量
15500
16000
20000
26000
31500
其中玻璃幕墙
6000
7500
8000
9500
11000
不言而喻，玻璃是玻璃幕墙的主体材料，它的性能直接决定了玻璃幕墙的性能。我国《节能中长期专项规划》提出了：\"到2010年，全国新增建筑的1/3达到节能50%的目标;到2020年，全国新增建筑全部达到节能65%的目标。\"而建筑的门窗部位的能量损失大约占据了整个建筑能耗的50%左右，是能耗的重点部位。所以说解决玻璃幕墙外围护结构的能耗问题是当下构建能源节约型社会的重中之重，也直接影响到节能目标能否实现。
1.玻璃幕墙存在的问题：
玻璃幕墙一直以其轻盈剔透的感觉受到广大建筑师的青睐，而且玻璃幕墙自重较轻，造型多变，能够创造出特有的形体空间。可是在诸多优点的背后，玻璃幕墙也有其明显的不足之处，比如能耗问题、光污染问题和安全问题。
1.1 耗能问题
我国正处在经济建设快速发展之中，能源问题也正困扰着我国经济建设和发展。据统计，目前我国大型城市的建筑能耗已占总能耗的1/4，居于各种能耗的首位，而公共建筑能耗又占了建筑总能耗的大部分。玻璃幕墙一般应用于公共建筑中，夏季太阳辐射量高，玻璃幕墙吸热大;冬季室外气温低，玻璃幕墙散热快，这样一来冬夏两季将势必增加空调的使用，造成了大量的能源损耗，在华丽的外表背后消耗着大量的宝贵能源。
1.2 光污染
在繁华的都市中玻璃幕墙随处可见，它就像是一面面巨大的镜子竖立在城市的马路两侧，极易产生反射光。光污染的危害至少有三个方面，一是影响马路上的行车安全，二是对附近的居民生活造成一定的影响，长期受到玻璃幕墙的\"白光污染\"的人不但会造成视力的下降，而且还会引发某些疾病，影响心情。在我国内各大城市中接到市民对光污染的投诉也不断上升。
1.3 安全隐患
据不完全统计，入夏以来，上海已发生近10起幕墙玻璃爆裂、坠落事件，明亮气派的玻璃幕墙就像悬在头顶的定时炸弹，让不少市民忐忑不安。用于黏结玻璃幕墙结构胶水会随着时间推移老化，一般而言，厂家对硅胶、结构胶承诺的保质期为 10年。即便按照现行技术规范，玻璃幕墙的设计年限也不超过 25年。2005年7月1日《公共建筑节能设计标准》开始实施，玻璃幕墙的耗能、安全隐患等问题使其处于一种尴尬的境界，甚至封杀玻璃幕墙的消息不绝于耳。
2.问题形成的原因
2.1玻璃材料
在既有玻璃幕墙外围护结构建筑中，玻璃是建筑主要外围护部分，玻璃的性能直接影响到玻璃幕墙的能耗性能。随着新节能标准的出台，部分玻璃幕墙建筑已经达不到现有的节能标准，所以必须寻找解决问题的有效途径。
2.2密封材料
密封材料在玻璃幕墙的连接与密封中十分重要，在实际的调研中发现。部分玻璃幕墙的密封材料已经出现开裂，破损的显现，失去了其作用所在。给冬夏两季的室内热环境都造成了不小的影响，也是能耗损失的关键部位。
2.3遮阳处理
遮阳设置主要是为了在夏季遮挡太阳光直接射入室内和冬季能够最大限度地将冬季的阳光引入室内，所以在设计之初就要考虑到冬夏两季的问题。
3.既有建筑玻璃幕墙的改造办法
3.1双层呼吸式幕墙
双层玻璃幕墙在夏季利用\"烟囱效应\" 形式自然通风换气，降低室内温度;同时，可以放下半透明卷帘，通过卷帘反射后除去大部分太阳辐射，降低房间温度，减少降温负荷，达到节约能源的目的。 在冬季，双层玻璃幕墙的外层幕墙通风口可以关闭，这样幕墙内部的空气在阳光照射下温度升高，减小室内和室外的温差，也减少了室内温度向外界传递，起到保温功效，降低房间取暖费用。双层玻璃幕墙还有一个优越性就是它的隔声效果，双层玻璃之间的空气夹层在很大程度上改善了玻璃幕墙的隔声性能，相当于设置在窗前的一个隔声屏。对于那些因为噪声干扰严重而无法开窗进行自然通风的建筑，双层玻璃幕墙更不失为一种理想的选择。
3.2遮阳处理
建筑遮阳技术是适用于夏热冬冷地区的一项重要的建筑节能技术，它能够反射和吸收大部分的太阳热能避免太阳辐射直接进入室内，有利于防止室温升高和波动，对提高室内热舒适性、减少空调能耗发挥着重要作用。而玻璃幕墙是是建筑物热交换、热传导最活跃 最敏感的部位，是传统墙体热损失的5～6倍，其能耗约占整个建筑能耗的40%左右。所以玻璃幕墙的节能有极其重要的地位，发展玻璃幕墙的遮阳技术也是建筑节约能源最有潜力 、最经济实用的手段。
遮阳构件的形式主要有以下几种;
⑴ 水平遮阳，太阳的方位和高度角在一年中循环往复变化，因此设计水平遮阳时要考虑的因素较多，如纬度、季节和时间。水平遮阳能有效地遮挡太阳高度角较大时所投射下来的阳光，宜设置于在南向或接近南向的窗口上。此外，水平遮阳经过计算的遮阳板宽度及位置除了能够有效地遮挡夏季的阳光外还可以最大限度地将冬季的阳光引入室内。
⑵ 垂直遮阳，太阳方位角决定垂直遮阳效果，垂直遮阳能够有效地遮挡高度角很小的斜射光线，因此适用于东北和西北方向。
⑶ 综合式遮阳，综合式遮阳兼有水平遮阳和垂直遮阳的优点，对于各种朝向和高度角的阳光都比较有效。
⑷ 挡板式遮阳，平行于窗口的遮阳设施能有效地遮挡高度角较小的正射窗口的阳光 主要适用于东西向阳光强烈的地区，其缺点是对视线和通风的阻挡严重 所以一般不宜采用固定的建筑构件。
⑸ 百叶式遮阳，百叶式遮阳是广泛使用的一种遮阳万式，其优点是能够根据需要调节角度，综合满足遮阳和采光通风的需要。
结论：
正因为玻璃维护材料的特殊性能，既有建筑玻璃幕墙外围护结构的节能改造潜力很大，可以有限的改善室内的热舒适环境，与此同时降低建筑在冬夏两季的空调能耗，为室内的使用人群提供一个舒适良好的环境。同时，在不影响建筑使用功能的基础上，适当考虑外立面的装饰效果，改变既有建筑玻璃幕墙外围护结构的陈旧外观，改善城市形象，构建良好城市形态，建设生态化环境，增强城市竞争力。
参考文献：
① 《谈玻璃幕墙的建筑节能》 卜美丽 《建筑工程》
② 《论玻璃幕墙的发展现状》李建良 章俊慧 周向东 《民营科技》2008.11
③ 《我国玻璃幕墙发展现状及趋势》 宋秋芝 刘志海 2009.2 《玻璃》
