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高层建筑玻璃幕墙的节能技术应用与分析

对于高层建筑而言，建筑外围的导热功能直接影响着整个建筑的能耗，作为现代高层建筑较为常用的玻璃幕墙而言，因其自身特性影响，对于整个建筑物的采暖以及制冷能耗的影响是非常大的，这在一定程度上导致了能源的浪费，在当前节能降耗为主题的大环境下是存在一定弊端的。本文通过对于高层建筑玻璃幕墙的节能技术应用问题进行了详尽的阐释，以期通过强化玻璃幕墙上节能技术的应用来进一步达到节能降耗的目标，实现玻璃幕墙节能、美观的完美统一。

标签：高层建筑；玻璃幕墙；节能技术；应用

前言：

伴随我国经济建设的不断发展与需要，建筑行业也进入了全面发展的新时期，科技、美观、环保成为新型建筑的重要指标。针对于高层建筑而言，玻璃幕墙因其独特的优势开始被建筑设计者所青睐，并被广泛的应用于各种建筑设计中。但从节能角度考虑，玻璃幕墙的能耗则成为建设施工过程中的一个难点，如何进行玻璃幕墙的节能降耗，使其实现建筑环保目标对于进一步推进玻璃幕墙在高层建筑中的应用具有重要的作用。

一、建筑玻璃幕墙的发展与节能现状

玻璃幕墙以其轻巧美观、外观简洁、通透明亮、富于时代感等优点备受设计师和业主的喜爱，使玻璃幕墙在高层建筑中得到广泛使用，这几乎成了世界各城市高层建筑外立面的普遍选择。用玻璃幕墙作为建筑围护结构，大大减少了高能耗的钢筋、混凝土及砖砌体的使用量，这对于节能环保具有现实意义。但另一方面，在建筑三大围护结构部件中，门窗及玻璃幕墙的热工性能最差，是影响室内热环境质量和建筑能耗最主要的因素之一。

就我国目前的高层建筑围护结构部件而言，窗和玻璃幕墙的能耗约为墙体的3倍、屋面的4倍，约占建筑围护结构部件总能耗的40%～50%。专家研究表明，大型高层建筑单位建筑面积能耗大约是普通居住建筑的10～15倍，高层建筑节能潜力巨大。透过玻璃的能量损失约占门窗能耗的75%，占窗户面积80%左右的玻璃能耗占第一位。建筑节能的重点是高层建筑，而门窗及玻璃幕墙节能是建筑节能的重中之重。

二、节能玻璃的种类

1、普通玻璃

目前普通透明玻璃的透射范围在0.3～5um之间，此段波长范围正好与太阳辐射光谱区域重合，因此透过普通玻璃的太阳辐射的热量相当大。波长在5um以上的远红外线辐射不能直接透过普通玻璃，但是几乎完全被玻璃吸收。普通玻璃对阳光辐射阻挡能力很差，绝大部分的太阳辐射热能透过玻璃进入室内，夏季时室内温度上升，而在冬季因其传热系数很高，保温性能很差，通过普通玻璃散失的热量也较多。

2、镀膜玻璃

镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜成为镀膜玻璃，镀膜玻璃改变了玻璃的光学性能，从而改善了玻璃的传热特性，降低了建筑能耗。镀膜可分为：热反射玻璃、低发射率玻璃、导电镀膜玻璃等。当前在建筑中应用最多的是热反射玻璃和低反射率玻璃。

（1）热反射玻璃，又称为阳光控制膜玻璃

一般是采用真空磁控衍射的方法，在优质浮法玻璃表面涂镀一层或多层铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜。其最大特点是，对于可见光有适当的透射率，对远红外线有较高的反射率。因此，能够有效地减少太阳热能的作用，遮阳效果明显。其缺点是在阻挡阳光热辐射的同时也会大量吸收热能，同时也会影响室内的自然采光。

（2）低发射率玻璃

低发射率玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层银、铜、锡等金属或其化合物组成的薄膜，这种玻璃对可见光有较高的透射率，对远红外线有很高的反射率，其最大的特点是能够减弱由室内向室外的长波辐射传热，同时也能够反射太阳辐射热，具有良好的保温、隔热性能。

3、中空玻璃

中空玻璃是由兩片或两片以上的平行玻璃板，以内部注满专用干燥剂的隔框隔出一定宽度的空间，使用高强度密封胶沿着玻璃的四周边部粘合而成的玻璃组件，若在中空玻璃中充满惰性气体，将进一步增大中空玻璃的热阻。若采用热反射镀膜玻璃或低发射率玻璃组成中空玻璃，更可以显著提高外窗的保温隔热性能，同时，中空玻璃还具有隔声性能优良的特点。

三、玻璃幕墙节能技术分析

1、玻璃幕墙的传热机理

普通浮法玻璃是透明材料，其透明的光谱范围是0.3～4um，即可见光和近红外线，刚好覆盖太阳光谱，因此普通浮法玻璃可透过太阳光能量的80%左右。对于环境热量，即5～50um波段的中远红外线，普通浮法玻璃是不透明的，其透过率为0，其反射率也很低，但其吸收率很高，可达83.7%。玻璃吸收远红外线后再以远红外线的形式向室内二次辐射，由于玻璃的室外表面换热系数是室内表面换热系数的3倍左右，玻璃吸收环境热量的75%传到室外，25%传到室内。

在冬季，室内环境热量就是通过玻璃先吸收后辐射的形式，将室内的热量传到室外。玻璃幕墙的传热过程大致有三种途径：一是玻璃和铝合金（不锈钢）金属框格的传热，通过单层玻璃的热流传热，将热量通过金属框格向外传热；二是玻璃内表面与室内空气间的对流换热