随着我国城市经济的快速发展以及建筑高能耗问题的逐渐凸显,幕墙作为一种新型节能的外墙围护形式,被广泛应用于各类大型公共建筑项目中,有效地减少了高能耗建材的使用,达到了良好的节约能源效果。然而,许多幕墙类型其自身的隔热性和保温性通常不及传统的墙体结构。为此,怎样把握好幕墙的结构特点,做好节能设计就成了建筑幕墙行业中的重点问题。

一、公共建筑幕墙节能设计的原则

(1)公共建筑节能幕墙的设计,首先应该对建筑所在的当地自然环境实现充分了解与掌握,例如气候、温度和管线等条件,同时还应该对建筑的朝向、高度和功能等因素进行全面分析。

(2)公共建筑幕墙节能设计,应当深入分析幕墙的遮阳与采光、传热与水密性等关系,将不同状态下的多个指标作为节能设计的综合考量依据。并且,在充分遵循相关法律法规和技术规范的基础上,对建筑幕墙的结构形式、应用功能、设计要求以及材料的选择进行合理确定。

(3)幕墙作为公共建筑整体结构的一部分,在节能设计时应当与其他专业人员之间形成良好的交流与沟通,避免脱离整体建筑独立存在,这样才能达到最佳的节能效果。

二、节能理念在公共建筑幕墙设计中的应用

(一)遮阳技术的应用。

在公共建筑幕墙节能设计中,合理应用遮阳技术能够有效降低太阳辐射对建筑的影响。在公共建筑幕墙设计中,常见的遮阳类型包括水平遮阳、垂直遮阳以及百叶遮阳等,在具体的设计过程中要充分考虑好建筑外观、用户类型以及幕墙的朝向等因素。以垂直遮阳技术为例,它一般会设置在玻璃前的凸出板位置,能够有效遮挡角度相对较小、从玻璃窗侧斜射进来的阳光,在东北和西北方向的幕墙工程中应用较多。

(二)优化构造设计。

公共建筑热量消耗的途径主要有幕墙结构的传热和空气渗透所产生的热能损失两部分,通过优化幕墙构造设计,能有效提高建筑幕墙系统的气密性,强化幕墙的保温效果。提高幕墙系统气密性的设计方法有:(1)严格控制好密封胶条的材质,常见的如三元乙丙、氯丁橡胶、硅橡胶等胶条。(2)设计合理的胶条形状、位置以及密封数量,同时把握好胶条的形状和槽口尺寸,以及固定型材的压紧配合尺寸。(3)选用优质的耐候密封胶,并且科学设计胶口的尺寸。(4)处理好单元幕墙十字接口部位的密封设计。(5)对于幕墙结构中的开启窗,合理设计其型材、尺寸及胶条断面和锁点数量等细节,并且从整体上把握好开启窗的生产加工和后期整窗的组装质量。

(三)智能型幕墙的应用。

(1)双层玻璃幕墙。双层玻璃幕墙是公共建筑幕墙设计中常用到的围护结构类型之一,它能有效起到隔音降噪的作用,对于办公环境要求较高的商业建筑有良好效果。同时,这种结构还能够提升室内空气质量和环境的舒适度,尤其是在冬季冷处理和夏季隔热处理方面有明显优势,从而有效提高建筑能源的利用效率。(2)光电幕墙。光电幕墙结构的原理是通过将太阳能转换模板密封在双层钢化玻璃中,从而将太阳能转换为电能,实现对太阳能的高效利用。光电具备有装饰、隔热、发电等多种功能,全面满足了现代化公共建筑幕墙结构对于智能化以及节能环保的需求。在具体的设计过程中,需要综合考虑到模板、电池、导线以及变压器等因素,并且充分利用好幕墙骨料的空腔部分,可以将线路部分隐藏其中,满足建筑外立面的美观需求。另外,光电幕墙可以通过加装光电模板的形式来节约传统建筑材料,提高太阳能的吸收效率,并且避免墙面和屋顶温度过高,降低建筑内部的空调负荷与能耗。

(四)优化幕墙采光设计。

科学、合理的建筑幕墙采光设计,能够降低室内照明能耗,节约资源。首先,可以选用新型的玻璃材质,同时配合幕墙的遮阳系统来实现遮阳与采光双功能的效果。其次,在具体的遮阳系统设计时,可以根据建筑所在区域气候条件、使用功能和要求的不同,合理地选择临时性遮阳、永久性遮阳、内遮阳和外遮阳等形式。例如,外遮阳相对于内遮阳来讲其遮阳、隔热效果要好,但由于常年暴露在外,对于活动构件的性能要求较高,其成本相对较高。而内遮阳设计则更加美观,成本相对较低。在设计过程中可根据不同的需求情况而定。

随着我国建筑行业的快速发展以及施工工艺、材料类型的不断更新换代,越来越多的新工艺、新技术出现在城市的公共建筑中,极大地满足了现代化城市建设的需求。这其中,幕墙作为建筑的一种外部围护结构,不仅能提高建筑的整体外观美感,而且能起到良好的节能降耗的效果。为此,在设计过程中应当加强重视和积极推广节能设计理念,为我国建筑行业的可持续发展奠定基础。