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玻璃幕墙建筑又飒又A，可节能负荷却总无法满足，怎么办？
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玻璃幕墙建筑又飒又A，可节能负荷却总无法满足，怎么办？

玻璃幕墙建筑又飒又A，可节能负荷却总无法满足，怎么办？ PKPM绿色低碳
2021-07-23
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导读：玻璃幕墙建筑又飒又A，可节能负荷却总无法满足，怎么办？

在知名的三一教堂旁，有这样的一栋建筑—— 波士顿的约翰考克大厦。
有人说“贝聿铭用安静且尊重的方式，低调回应着三一教堂的古典风格”。
不论有没有达到效果，这栋建筑大面积的玻璃帷幕一直辉映着三一教堂的历史身影。


图1：波士顿汉考克大厦—贝聿铭设计

一、


为什么要使用玻璃幕墙？
正如汉考克大厦所追求的建筑美学，玻璃幕墙作为当代的一种新型墙体，越来越多的建筑设计师在追求建筑美学、功能和建筑结构等因素统一的过程中，使用了玻璃幕墙的建筑形式。自重轻、能够减少结构的负荷、轻盈的外观，让建筑看起来没那么笨重都是玻璃幕墙建筑的优点，并且多数的超高层办公建筑，为了满足对自然采光的需求，玻璃幕墙成为设计师的首要选择。
尽管满足了设计师追求的所谓体块感、虚实对比，但玻璃幕墙也存在一定的局限性，例如建筑负荷、光污染等。特别是在建筑节能领域，玻璃幕墙项目因为超大的窗墙比往往让节能计算的设计师们头疼不已。因此，以下提供了几种玻璃幕墙的负荷优化方式可供大家参考。

二、


玻璃幕墙的优化方法


1、合理控制窗墙比 

在大面积的玻璃幕墙建筑中，建筑负荷的影响因素主要来自于太阳辐射，因此选择良好的玻璃幕墙材料并不能起到降低负荷的决定性作用，合理控制窗墙比才是我们的第一措施。
在实际项目及软件操作中一共有以下几种方式可以降低窗墙比：
a.  设置梁的高度降低窗墙比

               图2：实际项目中的梁高
b.  采用后衬墙的形式降低窗墙比，并且在软件中不需要进行建模，直接将后衬墙的高度添加到热桥梁的高度上去进行模拟计算。在节能的外墙传热系数的计算中往往使用的都是平均外墙传热系数加权，因此会将主体墙、热桥梁、热桥楼板等等传热按照面积加权进行计算，在此，后衬墙的传热将会被算到热桥梁上进行加权，在计算上并没有任何影响。

             图3：设置热桥高度
c.  设置幕墙的窗台高度

图4：幕墙的踢脚构造高度设置

2、选用更具良好节能效果的玻璃幕墙材料 

玻璃的热工性能也是控制建筑负荷的要素。目前，三种玻璃是市场上的主流。
（1）中空玻璃主要有两种类型：①过去最常见的钠钙硅酸盐玻璃料，其中混合了一种吸热着色剂；②在玻璃上喷涂适量的金属，采用金属氧化膜制成节能隔热玻璃。
（2）低辐射玻璃，涂有多层金属和一些化合物。其涂层可对可见光或红外光具有一定的高反射性能，因此比以往的普通玻璃幕墙具有更高的节能隔热效果，并更好地保证了整个玻璃的透光率。
（3）真空玻璃，与中空玻璃相比，玻璃中间的气体被抽出，这种玻璃不存在导热或对流，因此，真空玻璃具有更好的保温节能效果。
针对这几种热工性能好的窗户，可以在节能软件中选择到地方标准及相关图集中可以使用的幕墙类型，或者自定义幕墙材料应用到实际工程中。

 图5：材料编辑-幕墙选型

3、对遮阳系统进行完善

完善遮阳系统可有效降低太阳辐射，因此选取适当的遮阳系统对降低玻璃幕墙建筑负荷具备重要意义。然而从建筑美观及可行性考虑，玻璃幕墙上加遮阳存在一定的局限性，目前项目中更加倾向于使用活动机翼遮阳（如下图所示），但选取怎样的遮阳方式要依照玻璃幕墙的结构形式和整个遮阳系统决定。

  图6：金属机翼遮阳

三、


实际案例软件分析


在此，以江苏南京地上两层的办公建筑为例，分析遮阳对建筑负荷的影响。
图7：江苏南京办公建筑
对该栋建筑添加铝合金活动外遮阳后，调整后的遮阳系数冬季可达0.5，夏季可达0.25,最终全年耗电量的降低比例可以达到8%，甚至接近绿建二星级负荷降低比例的要求。

图8：遮设设备对玻璃幕墙建筑影响

表1：遮设设备对玻璃幕墙建筑影响

影响玻璃幕墙负荷增加的主要因素是太阳辐射，降低窗墙比及优化遮阳设备应该被优先考虑去降低建筑负荷，然后再选择性能良好的玻璃减少传热和导热。玻璃幕墙建筑在一定程度上满足了设计师们对建筑美学的追求，但我们最终的目的应该是实现建筑美学与节能的双重效益。
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    供稿 | 何思思 审稿 | 朱峰磊  编辑 | 程梦雨 


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依托于PKPM强大的企业实力与丰富项目经验，定期发布国内外绿色建筑资讯、绿色建筑政策与标准信息、节能与绿色建筑设计、绿色建筑软件产品、绿色建材、绿色建筑典型案例与知识等，以期帮助建筑从业人员，并促进绿色建筑行业的快速发展。
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