浅析节能玻璃幕墙的节点设计

发表时间：2020-01-13T14:01:45.897Z 来源：《基层建设》2019年第27期 作者： 刘国梁

[导读] 摘要：近年来，随着我国社会发展形态的转变，大众对于幕墙工程的审美需求与功能属性也相应有所转变，更为侧重建设具有高度节能性与美观性的玻璃幕墙。

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摘要：近年来，随着我国社会发展形态的转变，大众对于幕墙工程的审美需求与功能属性也相应有所转变，更为侧重建设具有高度节能性与美观性的玻璃幕墙。但相比于其他类型幕墙工程而言，我国在玻璃幕墙工程领域尚处于早期发展阶段，设计理论体系尚不成熟、有待持续优化完善。在节能玻璃幕墙工程建设中，也时常出现各类设计问题。针对于此，本文则对节能型玻璃幕墙工程的节点设计开展以下研究，进一步提高玻璃幕墙工程的节能环保、保温、通风性能。 关键词：节能设计；玻璃幕墙工程；节点设计

泉州东海组团C-3-1地块二期项目幕墙工程主要由玻璃幕墙、铝板幕墙、玻璃雨篷、玻璃栏杆及少量的不锈钢门头、旋转门及钢质地弹门等形式组成，由于该玻璃幕墙工程位于泉州临海区域，受到较强风压影响，且地面粗糙度为A类，这都大幅提高了该玻璃幕墙工程设计工作的难度系数。

一、玻璃幕墙工程节点设计研究 1.保温隔热节点设计

相较于其他幕墙工程而言，玻璃幕墙工程美观性、艺术观赏性价值相对较高的主要原因为，玻璃幕墙工程的透明系数高、透明面积大。但与此同时，镜面建筑物玻璃的反射光同比阳光照射而言更为强烈，其反射率普遍在80%-90%，这也会导致玻璃幕墙在夏季产生热岛效应，大幅提高建筑室内温度（需要长时间、高负荷运行暖通空调系统以降低室内温度）。而在秋冬季节，也会出现室内温度过低问题，出现“冬寒夏热”现象，长时间运行暖通系统。针对这一问题，需要在玻璃幕墙工程设计阶段中，重点开展保温隔热设计工作，例如采用kw-E剥玻璃、热发射玻璃、中空玻璃等措施。 2.遮阳节点设计

相比同类幕墙工程而言，玻璃幕墙工程的遮阳系数有所不足，从而导致夏季室内温度居高不下，还会对周边环境持续造成光污染。针对这一问题，需要重点开展玻璃幕墙工程的遮阳设计：结合实际设计要求，优先选择用材质相对较为粗糙的毛玻璃等材料、禁止配置全反光玻璃；造工程造价成本允许范围内，优先采用双层玻璃结构，并在内侧玻璃上覆盖一层适当的吸光材料，从而最大程度吸收光线；在玻璃幕墙工程外侧修建适当的遮阳措施；结合工程施工区域地形结构与周边环境，对玻璃幕墙工程的方向、位置等加以适当调整。 3.自然通风节点设计

在玻璃幕墙工程设计阶段中，需要重点开展工程自然通风节点设计，在充分保障工程美观性、艺术观赏性以及透明面积大等施工特征的前提基础上，需要充分保障建筑内部通风效果。因此需要在玻璃幕墙工程设计阶段中，基于周边自然环境、建筑结构设计方案，针对性设计玻璃幕墙规划方案。例如在适当区域中规划开启扇、建筑内部增设通风设备等。此外，在工程造价成本允许前提下，也可修建、设计动态玻璃幕墙。以敞开式外循环动态玻璃幕墙为例，幕墙内层由推拉窗幕墙体系（中空玻璃以及绝热杆件）所构成，而幕墙外层由敞开式玻璃结构（非绝热杆件与单层玻璃）而构成，内外层幕墙之间则安装自动式百叶、进风设备等装置。在气候温度较高的夏季，运行内外层幕墙之间所配置的各类装置，基于热烟囱效应而产生气流运动，从而实现控制玻璃幕墙与室内温度、并同时增强建筑室内通风效果的设计目的。

4.开展极限设计

在部分玻璃幕墙工程设计阶段中，由于施工环境较为复杂，常规玻璃幕墙设计方案的合理性与可行性缺乏必要保障，因此需要开展极限设计工作，充分考虑到外界气候等因素对玻璃幕墙工程所造成的影响干扰。例如在泉州东海组团C-3-1地块二期项目幕墙工程，存在风压大、地面粗糙等级高等设计难点，在常规幕墙工程设计模式下，出现各类材料计算反复失败、幕墙完成面离结构面距离过大（需要控制在300以上）等问题。因此出于安全角度着想，组织开展玻璃幕墙工程的极限设计工作，充分考虑到玻璃幕墙工程在复杂施工环境下的各项问题、针对性采取有效问题解决措施，对原有设计方案加以优化调整。而在最终设计方案中，则将底楼大堂的超高门头及平移门、钢质地弹门头总高度设计为3.8米，采用钢结构龙门架形式做主体，外包纳米防指纹镜面不锈钢材料包覆，门头高度400mm，下面是3.4米高4米宽的电动感应移门及同样3.4米高2米宽的双开钢边框的玻璃地弹门。此外为避免门扇在强风压作用影响下出现弯曲变形等问题，也对其强度以及挠度进行特别设计，保证其安全性和使用性。 二、玻璃幕墙工程节能设计 1.主要节能设计原则

遵循热工设计原则。在玻璃幕墙工程设计阶段中，设计人员需要严格遵循幕墙外墙以及窗户热工设计原则，确保最终设计方案完全符合国家相关规范条例。

保温设计原则。为有效解决玻璃幕墙工程的“冬寒夏热”问题，需要严格遵循保温设计原则，结合实际施工情况采取各项保温隔热措施，提高建筑室内温度的恒温性。

传热系数确定原则。需要在气候因素、周边环境以及建筑体结构基础上，对玻璃幕墙结构与幕墙材料加权平均传热系数，以及净热损失系数加以确定。

传热途径设计原则。在玻璃幕墙工程设计阶段中，需要构建起多条较为明确清晰的传热途径，以做好热工设计工作。 2.玻璃幕墙有效节能设计措施

（1）选择节能幕墙材料。在当前我国多数玻璃幕墙工程中，为进一步提高工程节能属性，普遍会优先配置、使用各类新型绿色玻璃幕墙材料，用于有效解决传统玻璃幕墙工程所存在的光污染、高效能、增温等设计问题。例如在玻璃幕墙工程分布于我国南部沿海区域中，则需要优先配置具有高度密封性能、反射与吸热性能的新型玻璃幕墙材料，避免在工程施工阶段以及竣工使用期间出现渗水现象、光污染等问题。

（2）设计双层玻璃幕墙结构。目前来看，在玻璃幕墙工程中，单层玻璃结构的保温性能、隔音性能、通风性能以及降温性能等都有多

不足。因此在工程设计阶段中，需要优先设计双层玻璃幕墙结构。相比于单层结构而言，双层结构具有高度节能性（建筑并不需要长时间运行暖通通风系统）、自然通风性（允许自然通风、提高建筑室内空气质量）、防火性（双层玻璃幕墙间层在一定程度上被作为防火通道使用）、降温性（当遮阳伞建筑内部温度升高时，可以自然通风、对建筑室内温度进行降温）、保温性（双层玻璃幕墙之间所分布的空气发挥出一定的预热作用，有效降低建筑外部结构热损失、在秋冬季节中提高建筑室内温度），在直接与间接层面上有效发挥出节能降耗的应用效用。但双层玻璃幕墙结构的造价成本普遍在单层幕墙结构的150%-200%区间范围内浮动。

（3）选择恰当施工方位在玻璃幕墙工程施工与使用阶段中，不同施工方位下，玻璃幕墙的保温性、通风性以及节能降耗属性等都有所不同。针对以此，需要在玻璃幕墙工程设计阶段中对各项工程信息加以全面、深入了解，并在其基础上基于周边环境主要特征选择恰当的施工方位。例如在多数幕墙工程中，普遍采用坐北朝南的施工方位，这样可以将建筑室内温度、日照强度保持在合理范围内。而在采用坐西朝东施工方位时，则有较高可能出现“东照西晒”现象，建筑日照强度与室内温度过高。因此需要结合不同工程的实际施工情况而定。 结语：随着社会发展形态的转变，我国政府逐渐提出构建可持续社会、发展低碳经济的战略号召。而建筑行业作为我国市场经济的支柱型产业之一，需要勇于承担社会责任、积极响应国家战略号召。以玻璃幕墙工程为例，深入探讨新时代背景下玻璃幕墙工程的主要节点设计与节能设计要点，以提供具有高度节能性、美观性的玻璃幕墙工程。 参考文献：

[1]黄欢迎.新型单元幕墙节能构造分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2015（05） [2]游翔.玻璃幕墙的节能措施和节点构造设计[J].工程建设与设计，2018（05） [3]姜光明，孙峰.玻璃幕墙的节能措施和节点构造设计[J].居舍，2018（23）