談節(jié)能幕墻的現(xiàn)狀與發(fā)展

    一、幕墻節(jié)能重要性的認(rèn)識

    外窗(含透明幕墻、采光頂)是否節(jié)能，其節(jié)能對整棟建筑是否有影響，影響有多大？有什么意義？門窗、幕墻在整個建筑成本中所占的比例有多大？對一個普通的消費(fèi)者來說未必了解，但對一個建筑門窗、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，我國城鄉(xiāng)既有建筑總面積約400億平方米，這些建筑在使用過程中，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)900萬噸。目前，全國公共建筑面積大約為45億平方米左右，其中采用中點(diǎn)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)計和標(biāo)準(zhǔn)上。北京近幾年開復(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。通過改善建筑圍護(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、中國建筑科學(xué)研究院顧問副總工程師郎四維說，要實(shí)現(xiàn)我國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)增長必須要控制在翻一番的水平內(nèi)。根據(jù)預(yù)測，如果建筑節(jié)能工作進(jìn)展差，到2020年建筑能耗會高達(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，能一體執(zhí)行居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，2005年執(zhí)行公共建筑節(jié)能設(shè)計標(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，確保建筑能耗增長控制在一倍左右。由此可見節(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，較終的目的是要通過加強(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)投入資金工程項(xiàng)目的設(shè)計和建設(shè)，應(yīng)當(dāng)遵守合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計規(guī)范。達(dá)不到合理用能標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計規(guī)范要求的項(xiàng)目，審批部門依法不得批準(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，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%的能耗是通過門窗，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，這個問題也得相關(guān)部門職能部門的重視，更需要整個社會提高對建筑，對門窗，幕墻節(jié)能的認(rèn)識，特別是業(yè)主單位，開發(fā)商和消費(fèi)者，讓我們共同提高在節(jié)能方面的認(rèn)識，貫徹國家節(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玻璃的保溫性能都有影響，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對不同類型的外窗(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)影響非常大，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)影響非常大，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%，不同的窗框面積對窗的傳熱系數(shù)影響也不同。、
 
    透明幕墻的構(gòu)造做法對傳熱系數(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)的遮陽系數(shù)可根據(jù)不同的玻璃本身的遮陽系數(shù)及外遮陽來選擇，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降低結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，清理結(jié)構(gòu)體系“熱橋”，降低空氣滲透熱損失，減少開啟窗扇面積，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0.3 W/(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外問世，主要用于高寒地區(qū)的鋁合金門窗，到20世紀(jì)80年代末開始用于高寒地區(qū)的有框玻璃幕墻。我國目前在保溫隔熱性能要求很高的建筑中，也開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)能隔熱幕墻或門窗中，如果同時采用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。