摘要：根据玻璃幕墙的传热方式，介绍了现阶段玻璃幕墙节能性能的主要措施和未来玻璃幕墙节能技术的发展方向。
关键词：玻璃幕墙、节能措施、节能技术
随着高层建筑业的发展和建筑立面的多样化，玻璃幕墙被广泛使用。这种美观新颖的建筑外墙围护形式，以其独特的通透性、艺术性受到了建筑单位和建筑师的青睐，全国各大城市的标志性建筑几乎都有玻璃幕墙。如何提高玻璃幕墙的节能性能成了建筑界和建筑幕墙行业亟待解决的实际问题。全文由玻璃幕墙的传热方式引述提高玻璃幕墙节能性的主要措施和玻璃幕墙节能技术的发展方向。
1玻璃幕墙的传热方式
玻璃幕墙的传热方式主要有3种：（a）玻璃和框格间的传热——热传导；（b）幕墙内表面和室内空气环境间的换热——热对流；（c）幕墙外表面和室外空气环境间的换热——热辐射。设计玻璃幕墙时要依据当地的气候特征，对于夏热冬冷的地区要考虑夏季隔热和冬季保暖设计，而对于夏热冬暖的地区只需考虑隔热设计，力求使以采暖供热为主的幕墙达到温室效果，使以空调制冷的幕墙达到冷房效果。
2当前采用的提高玻璃幕墙节能性能的主要措施
提高玻璃幕墙节能性能的主要措施有：降低结构传热系数（可以选用热反射玻璃、低辐射镀膜玻璃、中空玻璃等新型玻璃等等）；阻止热传导（可以设置断热桥等）；降低空气渗透热损失、减少开启窗扇面积、提高气密性等等。下面分别来论述：
2.1幕墙玻璃选用
对于以玻璃幕墙为主要的建筑物来说，由于玻璃的面积占据立面的绝大部分，可参与热交换的面积较大，因此，玻璃是幕墙节能的关键。热反射玻璃是在优质浮法玻璃表面，镀一层或多层金属化合物薄膜而形成，它能有效控制太阳直接辐射能的入射量。但是弊端是热反射玻璃使用不当，会给环境带来“光污染”。
低辐射镀膜玻璃是在优质浮法玻璃表面，镀数层低辐射材料及其他金属化合物薄膜而形成。它可阻隔热量从热的一端向冷的一端传递。即冬季阻止室内的热量泄向室外，夏季阻止室外热量进入室内。对来自阳光中的红外热辐射部分有较高的反射率，对阳光中的可见光部分则有较高的透过率。低辐射镀膜玻璃可获得较高的可见光透过率和较低的反射率，能有效地避免“光污染”。
中空玻璃是由两片或多片玻璃以内部充满高效分子筛吸附剂的铝框间隔出一定厚度的空间，边部用高强度密封胶密封黏合而成的玻璃组件。中空玻璃密封空间内的空气，构成一道隔热、隔音屏障。若在该空间中充入惰性气体，还可进一步提高产品的隔热、隔音性能。
2.2窗框型材的选用
由于玻璃与窗框之间会发生热传导，因此，窗框型材的选用也很重要。塑料窗框、木窗框因材料本身的导热系数较小，对外窗的传热影响不大；木塑、钢塑、铝塑窗框是在木、钢、铝骨架外覆盖了新型PVC材料，既形成了牢固耐用的保护层，又可降低窗框的导热系数；而铝合金窗框、钢窗框由于材料本身的导热系数很大，形成的热桥对外窗的传热影响较大，但装饰效果好，所以使用时必须进行相应的处理，设置断热桥。所谓“断热桥”，其实是针对铝合金窗框的导热性能，采用导热系数低、力学性能指标与铝合金相当的聚酰胺尼龙作为隔热条，将铝合金型材分隔成两个部分，来增大热阻，减少热传导。
2.3设置遮阳
对于南方地区，遮阳是一种有效的隔热措施，建筑遮阳可以是来自附近的其他建筑物或遮挡物，也可通过人为方式设置附着在窗户顶端或侧面的遮阳板，还可以在窗的里边、外边设置可调节的百叶遮挡等。
总之，现阶段提高玻璃幕墙节能性能的这些措施大都还停留在消极设防的阶段，侧重于玻璃幕墙的隔热保温性能。
3玻璃幕墙节能技术的发展动向
随着新型节能玻璃、新型保温材料、太阳能利用等新技术的发展，玻璃幕墙的节能思想正逐渐从被动设防向主动利用能源转变。国内外的幕墙行业以节能为目的，在开发新型幕墙结构方面进行了很多有益的探索，将新技术、新能源引入到新建筑及既有建筑的改造中，取得了显著的节能效果。其中，最为显著的是自然通风型双层玻璃幕墙和智能幕墙。
3.1自然通风型双层玻璃幕墙
自然通风型双层玻璃幕墙由内外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间要形成一个通道，并在外层玻璃幕墙设置进风口和出风口。外层玻璃幕墙由单层玻璃和非断热型材组成；内层幕墙多采用中空玻璃等节能玻璃和断热型材（如图所示）。自然通风型双层玻璃幕墙与传统的玻璃幕墙相比，最大的特点就在于内外两层幕墙间形成了一个通风换气层——气流通道。
南方炎热地区可在自然通风型双层玻璃幕墙的通道内设置遮阳设施，将白天的阳光挡在室外。打开换气层的进、出风口，在阳光的照射下，换气层的空气温度升高而自然上浮，形成自下而上的空气流，带走换气通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少空调的制冷费用。
北方严寒地区则应采用低辐射镀膜中空玻璃，既能将太阳热能传递到室内，又防止晚上室内热量向外散发。关闭通风层两端的进风口与出风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，能有效提高内层玻璃的温度，减少建筑的采暖费用。
相关资料显示，自然通风型双层玻璃幕墙与传统的单层玻璃幕墙相比，采暖时可以节约能源42%～52%，制冷时可以节约能源38%～60%。
3.2智能玻璃幕墙
国外已经有高级建筑师在自然通风型双层玻璃幕墙的基础上，将玻璃幕墙饰面材料的光敏、热敏特性与室内供热、制冷系统形成计算机自控网络，达到玻璃幕墙建筑节能的最高形式——智能幕墙，它能充分利用太阳能，是一种最理想的玻璃幕墙。采用智能幕墙系统的建筑其能耗只相当于传统幕墙的30%，可见智能幕墙将是节能环保幕墙发展的又一新的目标。
智能幕墙是自然通风型双层玻璃幕墙的延伸，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，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：自然通风型双层玻璃幕墙、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。它涉及到温度、湿度以及空气新鲜度的测量，取暖、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。
建筑的表皮在当前愈来愈受到关注，但一般只是作为设计手法的重要对象，忽视了建筑表皮是影响室内热舒适度和建筑能耗的重要因素和关键部位。建筑同时面对冬、夏两种极端气候，单一的材料无法同时满足对冬季保温和夏季防热、隔热的要求。这种情况下，“双层皮”玻璃幕墙更加需要适应性、复合性的概念。双层皮表皮在当前生态建筑技术领域成为重要的关注话题，并且在大多数欧洲国家得到了广泛的推广和运用。但针对性地从“双层皮玻璃幕墙的表皮气候适应性”角度进行研究或是节能设计在中国尚处在萌芽阶段。仅有的几座在国内建成的双层皮建筑只是走“双层皮”时髦概念的路线，缺乏对双层皮的生态层次的理解和掌握。
但是随着我国国民经济的快速发展，建筑业的发展也突飞猛进，建筑节能也得到相关部门的高度重视通风节能幕墙以及智能幕墙的应用，为建筑幕墙节能技术的发展翻开了暂新的一页。
4结语
任何事物从产生到成熟都需要一个过程，经过20多年发展的玻璃幕墙技术也是如此。随着国家的各项节能政策法规的深入贯彻，玻璃幕墙不仅可以满足建筑美学和建筑功能的要求，也可以满足建筑节能要求，玻璃幕墙也必定将会在节能建筑上大放异彩。
参考文献
[1]罗忆。玻璃幕墙设计与施工[M]。北京:中国建筑工业出版社，2005。
[2]张芹。玻璃幕墙工程技术规范理解与应用[M]。北京:中国建筑工业出版社。
