節能型建筑幕墻的構造設計

提 要 文章針對《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）對建筑幕墻的節能要求，對節能型建筑幕墻的節點構造設計進行了探討，可供建筑師和幕墻設計人員進行建筑幕墻設計時參考。


關鍵詞 建筑幕墻 節能 構造設計

1.節能型建筑幕墻的含義
建筑節能是指節約采暖供熱、空調制冷、采光照明以及調節室內空氣、濕度、改變居室環境質量的能源消耗，還包括利用太陽能、地熱(水)能源的綜合技術工程。目前我國的公共建筑特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等建筑的全年能耗中，大約50%~60%消耗于空調制冷與采暖系統，而在空調采暖能耗中，大約20%~50%由外圍護結構傳熱所消耗。因此，建筑幕墻的節能對建筑節能來講意義重大。


節能型建筑幕墻是指其性能指標，主要是保溫隔熱性能和氣密性兩項物理性能，達到或高于現行的建筑節能設計標準要求的建筑幕墻。由于我國幅員廣闊，南北方、東西部地理氣候環境差異很大，不同的環境條件下對建筑幕墻的節能要求也不盡相同。A地區的節能幕墻對于B地區來講并不一定能達到節能的基本要求。因此，節能型建筑幕墻的含義中除了性能指標外還有其對應的環境指標。


2.節能標準對建筑幕墻的要求

《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）將建筑幕墻分為透明幕墻和非透明幕墻兩大類。根據建筑所處城市的建筑氣候分區不同，標準對透明幕墻與非透明幕墻的保溫隔熱性能和氣密性均有很明確的要求。


2.1非透明幕墻

非透明幕墻是指不具備自然采光、視覺通透特性的建筑幕墻，主要是指非透明面板材料（金屬板、石材等）組成的幕墻和玻璃幕墻有后置墻體或保溫隔熱層的幕墻。一般位于樓板（樓板梁）、柱、剪力墻等部位�！豆�共建筑節能設計標準》將此類幕墻作為建筑物的實墻體進行考慮，對其熱工性能的要求與外墻相同，見表1。


表1 非透明幕墻的傳熱系數限值

地區	體形系數 ≤ 0.3 傳熱系數K W/(m2·K)	0.3 ＜體形系數 ≤ 0.4 傳熱系數K W/(m2·K)
嚴寒地區A區	≤0.45	≤0.40
嚴寒地區B區	≤0.50	≤0.45
寒冷地區	≤0.60	≤0.50
夏熱冬冷	≤ 1.0
夏熱冬暖	≤ 1.5

2.2透明幕墻

透明幕墻是指可見光可直接透射入室內的幕墻。


透明幕墻對建筑能耗高低的影響主要有兩個方面，一是玻璃等透明材料的傳熱系數大小影響到建筑物冬季采暖與夏季空調室內外的溫差傳熱；另一方面是透過玻璃等透明材料的輻射得熱。結合我國南北方、東西部地區氣候差異大的現實，標準對不同氣候區域、不同窗墻面積比的單一朝向的透明幕墻的傳熱系數與遮陽系數作了詳細的要求，如表2、表3、表4、表5以及表6。對透明幕墻的氣密性要求為不應低于《建筑幕墻物理性能分級》（GB/T15225）規定的3級。


表2 嚴寒地區A區單一朝向透明幕墻傳熱系數限值

透明幕墻部位	體形系數 ≤ 0.3 傳熱系數K W/ (m2·K)	0.3 ＜ 體形系數 ≤ 0.4 傳熱系數K W/ (m2·K)
窗墻面積比≤0.2.	≤3.0	≤2.7
0.2＜ 窗墻面積比≤0.3	≤2.8	≤2.5
0.3＜ 窗墻面積比≤0.4	≤2.5	≤2.2
0.4＜ 窗墻面積比≤0.5	≤2.0	≤1.7
0.5＜ 窗墻面積比≤0.7	≤1.7	≤1.5

表3 嚴寒地區B區單一朝向透明幕墻傳熱系數限值

透明幕墻部位	體形系數 ≤ 0.3 傳熱系數 K W/(m2·K)	0.3 ＜ 體形系數 ≤ 0.4 傳熱系數K W/(m2·K)
窗墻面積比≤0.2.	≤3.2	≤2.8
0.2＜ 窗墻面積比≤0.3	≤2.9	≤2.5
0.3＜ 窗墻面積比≤0.4	≤2.6	≤2.2
0.4＜ 窗墻面積比≤0.5	≤2.1	≤1.8
0.5＜ 窗墻面積比≤0.7	≤1.8	≤1.6

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