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玻璃幕墻節(jié)能與遮陽(yáng)關(guān)系幾何?

       摘要:外窗(含透明幕墻、采光頂)是否節(jié)能,其節(jié)能對(duì)整棟建筑是否有影響,影響有多大?有什么意義?門(mén)窗、幕墻在整個(gè)建筑成本中所占的比例有多大?對(duì)一個(gè)普通的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)未必了解,但對(duì)一個(gè)建筑門(mén)窗、幕墻裝飾行業(yè)的工作者,是有必要有責(zé)任搞清楚的。

   一、幕墻節(jié)能重要性的認(rèn)識(shí)
      
      外窗(含透明幕墻、采光頂)是否節(jié)能,其節(jié)能對(duì)整棟建筑是否有影響,影響有多大?有什么意義?門(mén)窗、幕墻在整個(gè)建筑成本中所占的比例有多大?對(duì)一個(gè)普通的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)未必了解,但對(duì)一個(gè)建筑門(mén)窗、幕墻裝飾行業(yè)的工作者,是有必要有責(zé)任搞清楚的。
      
      目前,我國(guó)城鄉(xiāng)既有建筑總面積約400億平方米,這些建筑在使用過(guò)程中,其采暖、空調(diào)、通風(fēng)、照明等方面消耗的能量已占全國(guó)總能耗的30%左右,大型公共建筑單位建筑面積能耗大約是普通居住建筑的10倍左右,堪稱耗能大戶。全國(guó)每年新建公共建筑3億平方米,如果按每平方米建筑面積節(jié)能50%左右,1平方米公共建筑每年節(jié)約30公斤標(biāo)準(zhǔn)煤,每年節(jié)能就達(dá)900萬(wàn)噸。目前,全國(guó)公共建筑面積大約為45億平方米左右,其中采用中央空調(diào)的大型商廈、辦公樓、賓館為5億到6億平方米。如果按節(jié)能50%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造,總的節(jié)能潛力約為1.35億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
      
      我們與發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑節(jié)能上差距主要不在材料、設(shè)備、施工技術(shù)上,而是在設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)上。北京近幾年開(kāi)復(fù)工建筑面積都在1億平方米以上,這樣大的建筑規(guī)模如果繼續(xù)執(zhí)行節(jié)能水平較低的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),將留下很重的能耗負(fù)擔(dān)和治理困難。
      
      《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》適用于新建、擴(kuò)建和改建的公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)。通過(guò)改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱性能,提高供暖、通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備、系統(tǒng)的能效比,采取增進(jìn)照明設(shè)備效率等措施,在保證相同的室內(nèi)熱環(huán)境舒適參數(shù)條件下,與上世紀(jì)80年代初設(shè)計(jì)建成的公共建筑相比,全年供暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明的總能耗可減少50%。
      
      《標(biāo)準(zhǔn)》的主要起草人之一、中國(guó)建筑科學(xué)研究院顧問(wèn)副總工程師郎四維說(shuō),要實(shí)現(xiàn)我國(guó)2020年的宏偉目標(biāo),要確保GDP在2000年的基礎(chǔ)上再翻兩番,能源消費(fèi)增長(zhǎng)必須要控制在翻一番的水平內(nèi)。根據(jù)預(yù)測(cè),如果建筑節(jié)能工作進(jìn)展差,到2020年建筑能耗會(huì)高達(dá)11億噸標(biāo)煤,是當(dāng)前的3.1倍;如果建筑節(jié)能工作進(jìn)展好,也就是說(shuō),能全面執(zhí)行居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),2005年執(zhí)行公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),每年分批改造既有建筑,2010年后逐步在各地實(shí)施節(jié)能65%、75%的標(biāo)準(zhǔn),這樣可以保持建筑能耗為7.5億噸標(biāo)煤,為當(dāng)前的2.15倍,確保建筑能耗增長(zhǎng)控制在一倍左右。由此可見(jiàn)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的建立和執(zhí)行的重要性。
      
      另外,制定標(biāo)準(zhǔn)只是手段,最終的目的是要通過(guò)加強(qiáng)監(jiān)管,嚴(yán)格實(shí)施節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),使標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的建筑節(jié)能的基本技術(shù)要求得到落實(shí)。為此,國(guó)家的有關(guān)法律、行政法規(guī)均有明確的要求,例如《能源法》規(guī)定:固定資產(chǎn)投資工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè),應(yīng)當(dāng)遵守合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范。達(dá)不到合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范要求的項(xiàng)目,審批機(jī)關(guān)依法不得批準(zhǔn)建設(shè);項(xiàng)目建成后,達(dá)不到合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范要求的,不予驗(yàn)收。建設(shè)部先后發(fā)布了《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《實(shí)施工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)督規(guī)定》等部門(mén)規(guī)章,印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)民用建筑工程項(xiàng)目建筑節(jié)能審查工作的通知》等文件。但從1996年以來(lái),新建居住建筑嚴(yán)格執(zhí)行或達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的不足20%。進(jìn)一步加強(qiáng)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施和監(jiān)管,任務(wù)艱巨而迫切。
      
   二、幕墻節(jié)能材料選用
      
      在我國(guó)的現(xiàn)有的現(xiàn)有建筑中,有95%的建筑屬于高耗能建筑,其中40%的能耗是通過(guò)門(mén)窗,采光幕墻損失的,那么降低能耗,改變我們行業(yè)的高能耗現(xiàn)狀的重任就落到我們行業(yè)的從業(yè)人員的身上,這個(gè)問(wèn)題也得政府職能部門(mén)的重視,更需要整個(gè)社會(huì)提高對(duì)建筑,對(duì)門(mén)窗,幕墻節(jié)能的認(rèn)識(shí),特別是業(yè)主單位,開(kāi)發(fā)商和消費(fèi)者,讓我們共同提高在節(jié)能方面的認(rèn)識(shí),貫徹國(guó)家節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境政策,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
      
      外窗(含透明幕墻、采光頂)的保溫隔熱性能主要取決于所采用的玻璃的保溫隔熱性能,中空玻璃的間隔層層數(shù)、距離、間隔層內(nèi)的氣體,間隔條如暖邊技術(shù),LOW-E中空玻璃膜層的輻射率都對(duì)玻璃的保溫性能都有影響,可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同類型的外窗(含透明幕墻、采光頂)部分的傳熱系數(shù)限值來(lái)確定玻璃。
      
      不同材料的窗框?qū)ν獯?含透明幕墻、采光頂)的傳熱系數(shù)影響較大,不容忽視,塑料窗框、木窗框等因材料本身的傳熱系數(shù)較小,對(duì)外窗的傳熱系數(shù)影響不大,鋁合金窗框,鋼窗框等材料本身的導(dǎo)熱系數(shù)很大,形成的熱橋?qū)ν獯暗膫鳠嵯禂?shù)影響較大,必須采用斷橋處理。
      
      鋁合金斷橋處理做法有很多種,材料也不同,如聚酰胺(PA)斷熱條,聚胺脂(PU)等,對(duì)保溫性能要求高的外窗(含透明幕墻、采光頂)應(yīng)選擇斷橋效果好的鋁型材。
      
      窗框面積占外窗的比例根據(jù)窗框材料和窗型系列的不同大約為20-40%,不同的窗框面積對(duì)窗的傳熱系數(shù)影響也不同。透明幕墻的構(gòu)造做法對(duì)傳熱系數(shù)也有不同的影響,明框玻璃幕墻,半隱框玻璃幕墻的影響要大于點(diǎn)支式幕墻和隱框幕墻。
      
      外窗(含透明幕墻,采光頂)的遮陽(yáng)系數(shù)可根據(jù)不同的玻璃本身的遮陽(yáng)系數(shù)及外遮陽(yáng)來(lái)選擇,以達(dá)到限值的要求。不同顏色系列的著色玻璃,熱反射玻璃及LOW-E中空玻璃膜層的位置都有不同的遮陽(yáng)系數(shù)和光學(xué)性能。
       
      現(xiàn)階段提高透明幕墻節(jié)能保溫性能的主要措施是采用鍍膜玻璃、LOW-E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃及隔熱斷橋鋁型材來(lái)降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù),消除結(jié)構(gòu)體系“熱橋”,降低空氣滲透熱損失,減少開(kāi)啟窗扇面積,提高密封性等。
       
      隔熱斷橋鋁型材的隔熱原理是基于產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的隔熱區(qū)域,利用隔熱條將鋁合金型材分隔成2個(gè)部分。隔熱條“冷橋”選用材料為聚酰胺尼龍66,其導(dǎo)熱系數(shù)為0.3W/(m·K),遠(yuǎn)小于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù),而力學(xué)性能指標(biāo)與鋁合金相當(dāng)。
      
      20世紀(jì)70年代末,隔熱斷橋鋁型材在國(guó)外問(wèn)世,主要用于高寒地區(qū)的鋁合金門(mén)窗,到20世紀(jì)80年代末開(kāi)始用于高寒地區(qū)的有框玻璃幕墻。我國(guó)目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中,也開(kāi)始把它用于明框隔熱玻璃幕墻、隱框隔熱玻璃幕墻及點(diǎn)支撐隔熱玻璃幕墻。
      
      此外值得一提的是,在節(jié)能隔熱幕墻或門(mén)窗中,如果同時(shí)采用6+12A+6中空玻璃,那么其傳熱系數(shù)K值達(dá)到3.0W/(m2·K)左右,傳熱系數(shù)比單層玻璃幕墻低了1/2,可以大大地降低能耗,因此,在保溫性能要求比較高的情況下,如采用金玻集團(tuán)6+12A+6中空玻璃,那么其傳熱系數(shù)K值達(dá)到1.7W/(m2·K)左右,傳熱系數(shù)比單層玻璃幕墻低了4/5中空玻璃,如果中空玻璃內(nèi)充入惰性氣體,其K值還可以降至更低,其傳熱系數(shù)K達(dá)到1.5W/(m2·K)左右,節(jié)能效果優(yōu)異明顯。

 
 

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