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新型节能玻璃幕墙施工新技术应用探讨
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-01-11 17:13:48

      摘要:传统玻璃幕墙存在能耗大、光污染等缺点,其应用受到限制,大力推广应用新型节能幕墙,如双层呼吸式幕墙、智能幕墙,光电幕墙是时代发展的潮流。 

  关键词:节能双层呼吸式幕墙智能幕墙 光电幕墙 

  中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:   

  一、玻璃幕墙的发展概况及存在的问题 

   玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来, 但我们应该清醒的认识到玻璃幕墙也存在着一些局限性,研究解决光污染,注重节能环保以及新技术的开发和应用,应该是我国今后幕墙玻璃的发展大方向。 

  二、玻璃幕墙施工新技术 

  根据原单层幕墙的缺点,经过广大科技人员的努力,已开发出新型节能、无光污染、隔音效果好的幕墙,如双层呼吸式幕墙,智能幕墙、光电幕墙等。 

  (一)双层呼吸式幕墙 

   呼吸式幕墙,它由内、外两道幕墙组成,内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间,空气可以从下部进风口进入,又从上部排风口离开这一空间,这一空间经常处于空气流动状态,热量在这一空间流动。 

  1、呼吸式幕墙的原理与分类 

   呼吸式幕墙由内外两层玻璃幕墙组成,与传统幕墙相比,它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层,由于此换气层中空气的流通或循环的作用,使内层幕墙的温度接近室内温度,减少温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42%-52%;制冷时节约能源38%-60%。另外由于双层幕墙的使用,整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。 

  1)封闭式内循环体系呼吸式幕墙 

  封闭式内循环体系呼吸式幕墙,一般在冬季较为寒冷的地区使用,其外层原则上是完全封闭的,一般由断热型村中空玻璃组成外层玻璃幕墙,其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙式可开启窗,以便对外层幕墙进行清洗。两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200mm。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连,形成自下而上的强制性空气循环,室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层,使内侧幕墙玻璃温度达到式接近室内温度,从而形成优越的温度条件,达到节能效果。在通道内设置可调控的百叶窗式垂帘,可有效地调节日照遮阳,为室内创造更加舒适的环境。其节能效果较传统单层幕墙相比达50%以上。 

  2)敞开式外循环体系呼吸式幕墙 

   敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反,其外层是单层玻璃与非断热型村组成的玻璃幕墙,内层是由中空玻璃与断热型村组成的幕墙。内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排气装置,通道内也可设置百页等遮阳装置。冬季时,关闭通风层两羰的进、排风口,换气层中的空气在阳光的照射下温度升高,形成一个温室,有效地提高了内层玻璃的温度,减少建筑物的采暖费用。夏季时,打开换气层的进、排风口,在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮,形成自下而上的空气流,由于烟囱效应带走通道内的热量,降低内层玻璃表面的温度,减少制冷费用。 

   可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点,在舒适节能方面更为突出,提供了高层、超高层建筑自然通风的可能,从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。 

  (二)呼吸式幕墙的发展-智能幕墙 

  智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸,是将呼吸式幕墙与电子计算机系统结合在一起发展起来的,是智能化建筑的基础上将建筑配套技术(暖、热、光、电)的适度控制,在幕墙材料、太阳能的有效利用方面进行力改进,通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线,从而节省了建筑物使用过程的能源,降低了生产和建筑物使用过程的费用。它包括以下几个部分:呼吸式幕墙、通风系统、遮阳系统、空调系统、环境监测系统、智能化控制系统等。 

   智能幕墙的关键在智能控制系统,这种智能化控制系统是一套较为复杂的系统工程,是从功能要求到控制模式、从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及气侯、温度、湿度、空气新鲜度、照度的测量,采暖、通风空调遮阳等机构运行状态信息采集及控制,电力系统的配置及控制,楼宇计算机控制等多方面因素。 

  (三)光电幕墙 

  光电幕墙,即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上,镶嵌于两片片玻璃之间,通过电池可将光能转化成电能,这就是-太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术,把太阳光能转化为电能,它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量,使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动,从而产主电压,这称为光电效应。 

  太阳能光电幕墙集合了光伏发电技术和幕墙技术,是一种高科技工产品,集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建材,特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气钵,也无噪声,是一种净能源,与环境有很好的相容性。但因价格比较昂贵,光电幕墙现多用于标志性的屋顶和外墙。充分体现了建筑的智能化与人性化特点,代表着国际上建筑光伏一体化技术的最新发展方向。 

  工作原理 

   晶体电池通过导线相互连通,并被接在大表面的模板上,这些电池被嵌入坚硬的树脂玻璃中,导线可接在模板背面或玻璃边缘。作为模板一个组成部分的非晶体是一个完整的平面,相互连通,被告嵌入两块玻璃和透明度高的树脂中。所有模板都可作为幕墙的建筑材料使用,这些模板极为坚固,电绝缘性好,符合二级安全标准。采取这些措施后,即使发生失误,在可触摸部位也不会出现危险的电压。光电模板 备抵御外界环境侵扰的能力,或在臭氧,或在酸雨,或在-50度-90度的环境中,光电模板仍可使用几十年,而且是极为美观的造型材料。 

  光电幕墙的特点是: 

  节约能源:由于光电幕墙作为建筑外围护体系,并直接吸收太阳能,避免了墙面温度和屋顶温度过高,可以有效降低墙面及屋面温升,减轻空调负荷,降低空调能耗。 

  保护环境:光电幕墙通过太阳能进行发电,它不需燃料,不产生废气,无余热,无废渣,无噪声污染。 

  新型实用:舒缓白天用电高峰期电力需求,解决电力紧张地区及无电少电地区供电情况。可原地发电、原地使用,减少电流运输过程的费用和能耗;;同时避免了放置光电阵板额外占用宝贵的建筑空间,与建筑结构合一省去了单独为光设备提供的支撑结构,也减少了昂贵的外装饰材料,降低了建筑物的整体造价。 

  特殊效果:光电幕墙本身具有很强的装饰效果。玻璃中间采用各种光伏组件,色彩多样,使建筑具有丰富的艺术表现力。同时光电模板背面还可以衬以设计师喜欢的颜色,以适应不同的建筑风格。 

  三、重点与难点问题 

   呼吸式幕墙、光电幕墙在我国刚刚起步,还会有很多具体问题需要解决,如:换气层的宽度(体积)确定。如何才能使其保温节能与隔音降噪达到最佳,日前缺乏理论依据,只能依赖实验,需从设计计算上找到理论依据。 

  进出风口的设计也是呼吸式幕墙的一个重点,选用不当时一方面会造成换气层循环气流的短路,降低节能效果;另一方面进风口会带入大量的灰尘而影响建筑的外观效果,尤其是风沙较大的地区更应慎重。 

   由于换气层的烟囱效应会造成消防上的隐患,所以在通风换气层的设计时应与大厦防火分区设计相结合。 

  成本问题,也是呼吸式幕墙的推广使用的一,大障碍。呼吸式幕墙由于结构双层、技术含量高,较单层幕墙价格高,如果采用呼吸式幕墙,一次性投资会增加。 四、 结束语新型幕墙能有效节能,减少全寿命周期成本,因此我们要用可持续发展的观念去研究玻璃幕墙的未来,决不能因以前个别建筑幕墙设计、施工中曾存在着不安全因素或光污染而因噎废食。鉴于幕墙玻璃选材不当和建筑设计规划的滞后是造成光污染和热反射的主要原因,从整体环境进行科学合理的规划、设计和施工,针对具体的建筑功能等因素,扬长避短,努力克服玻璃幕墙带来的弊病。大力推广应用新型幕墙,不断推陈出新,使玻璃幕墙建筑得以持续健康地发展,以营造出优美的城市建筑环境。 

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