提  要  針對(duì)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）對(duì)建筑幕墻的節(jié)能要求，對(duì)節(jié)能型建筑幕墻的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，可供建筑師和幕墻設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑幕墻設(shè)計(jì)時(shí)參考。

    1.節(jié)能型建筑幕墻的含義{TodayHot}
    建筑節(jié)能是指節(jié)約采暖供熱、空調(diào)制冷、采光照明以及調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣、濕度、改變居室環(huán)境質(zhì)量的能源消耗，還包括利用太陽(yáng)能、地?zé)?水)能源的綜合技術(shù)工程。目前我國(guó)的公共建筑特別是大型商場(chǎng)、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(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，而在空調(diào)采暖能耗中，大約20%~50%由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱所消耗。因此，建筑幕墻的節(jié)能對(duì)建筑節(jié)能來(lái)講意義重大。

    節(jié)能型建筑幕墻是指其性能指標(biāo)，主要是保溫隔熱性能和氣密性兩項(xiàng)物理性能，達(dá)到或高于現(xiàn)行的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的建筑幕墻。由于我國(guó)幅員廣闊，南北方、東西部地理氣候環(huán)境差異很大，不同的環(huán)境條件下對(duì)建筑幕墻的節(jié)能要求也不盡相同。A地區(qū)的節(jié)能幕墻對(duì)于B地區(qū)來(lái)講并不一定能達(dá)到節(jié)能的基本要求。因此，節(jié)能型建筑幕墻的含義中除了性能指標(biāo)外還有其對(duì)應(yīng)的環(huán)境指標(biāo)。

    2.節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑幕墻的要求{HotTag}

    《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）將建筑幕墻分為透明幕墻和非透明幕墻兩大類。根據(jù)建筑所處城市的建筑氣候分區(qū)不同，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(jué)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。《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》將此類幕墻作為建筑物的實(shí)墻體進(jìn)行考慮，對(duì)其熱工性能的要求與外墻相同，見(jiàn)表1。

表1   非透明幕墻的傳熱系數(shù)限值

地區(qū)	體形系數(shù) ≤ 0.3 傳熱系數(shù)K  W/(m2·K)	0.3 ＜體形系數(shù) ≤ 0.4 傳熱系數(shù)K  W/(m2·K)
嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū)	≤0.45	≤0.40
嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)	≤0.50	≤0.45
寒冷地區(qū)	≤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(jiàn)光可直接透射入室內(nèi)的幕墻。

    透明幕墻對(duì)建筑能耗高低的影響主要有兩個(gè)方面，一是玻璃等透明材料的傳熱系數(shù)大小影響到建筑物冬季采暖與夏季空調(diào)室內(nèi)外的溫差傳熱；另一方面是透過(guò)玻璃等透明材料的輻射得熱。結(jié)合我國(guó)南北方、東西部地區(qū)氣候差異大的現(xiàn)實(shí)，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同氣候區(qū)域、不同窗墻面積比的單一朝向的透明幕墻的傳熱系數(shù)與遮陽(yáng)系數(shù)作了詳細(xì)的要求，如表2、表3、表4、表5以及表6。對(duì)透明幕墻的氣密性要求為不應(yīng)低于《建筑幕墻物理性能分級(jí)》（GB/T15225）規(guī)定的3級(jí)。

表2   嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū)單一朝向透明幕墻傳熱系數(shù)限值

透明幕墻部位	體形系數(shù) ≤ 0.3 傳熱系數(shù)K   W/ (m2·K)	0.3 ＜ 體形系數(shù) ≤ 0.4 傳熱系數(shù)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(yán)寒地區(qū)B區(qū)單一朝向透明幕墻傳熱系數(shù)限值

透明幕墻部位	體形系數(shù) ≤  0.3 傳熱系數(shù) K  W/(m2·K)	0.3 ＜ 體形系數(shù) ≤ 0.4 傳熱系數(shù)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

表4  寒冷地區(qū)單一朝向透明幕墻傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)限值

透明幕墻部位	體形系數(shù) ≤ 0.3		0.3 ＜體形系數(shù) ≤ 0.4
	傳熱系數(shù)K W/(m2·K)	遮陽(yáng)系數(shù)SC (東、南、西向/北向)	傳熱系數(shù)K W/(m2·K)	遮陽(yáng)系數(shù)SC (東、南、西向/北向)
窗墻面積比≤0.2	≤3.5	—	≤3.0	—
0.2＜窗墻面積比≤0.3	≤3.0	—	≤2.5	—
0.3＜窗墻面積比≤0.4	≤2.7	≤0.70/—	≤2.3	≤0.70/—
0.4＜窗墻面積比≤0.5	≤2.3	≤0.60/—	≤2.0	≤0.60/—
0.5＜窗墻面積比≤0.7	≤2.0	≤0.50/—	≤1.8	≤0.50/—

　　注:有外遮陽(yáng)時(shí),遮陽(yáng)系數(shù)=玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)´外遮陽(yáng)的遮陽(yáng)系數(shù)；無(wú)外遮陽(yáng)時(shí)，遮陽(yáng)系數(shù)=玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)。

表5  夏熱冬冷地區(qū)單一朝向透明幕墻傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)限值

透明幕墻部位	傳熱系數(shù)K W/(m2·K)	遮陽(yáng)系數(shù)SC (東、南、西向/北向)
窗墻面積比≤0.2	≤ 4.7	—
0.2＜窗墻面積比≤0.3	≤ 3.5	≤ 0.55/—
0.3＜窗墻面積比≤0.4	≤ 3.0	≤ 0.50/0.60
0.4＜窗墻面積比≤0.5	≤ 2.8	≤ 0.45/0.55
0.5＜窗墻面積比≤0.7	≤ 2.5	≤ 0.40/0.50

　　注:有外遮陽(yáng)時(shí),遮陽(yáng)系數(shù)=玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)´外遮陽(yáng)的遮陽(yáng)系數(shù)；無(wú)外遮陽(yáng)時(shí)，遮陽(yáng)系數(shù)=玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)。

表6  夏熱冬暖地區(qū)單一朝向透明幕墻傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)限值

透明幕墻所在部位	傳熱系數(shù)K W/(m2·K)	遮陽(yáng)系數(shù)SC (東、南、西向/北向)
窗墻面積比≤0.2	≤ 6.5	—
0.2＜窗墻面積比≤0.3	≤ 4.7	≤ 0.50/0.60
0.3＜窗墻面積比≤0.4	≤ 3.5	≤ 0.45/0.55
0.4＜窗墻面積比≤0.5	≤ 3.0	≤ 0.40/0.50
0.5＜窗墻面積比≤0.7	≤ 3.0	≤ 0.35/0.45

　　注:有外遮陽(yáng)時(shí),遮陽(yáng)系數(shù)=玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)´外遮陽(yáng)的遮陽(yáng)系數(shù)；無(wú)外遮陽(yáng)時(shí)，遮陽(yáng)系數(shù)=玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)。
    不難看出，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)建筑幕墻的要求，一是為減少溫差傳熱而提出的對(duì)其傳熱系數(shù)K的要求，另一方面是為了減少輻射得熱的遮陽(yáng)系數(shù)的要求；對(duì)其氣密性能方面的要求是為了減少空氣流動(dòng)造成熱能耗。

    3.節(jié)能型建筑幕墻的設(shè)計(jì)原則

    建筑幕墻的節(jié)能是在對(duì)建筑周邊的自然環(huán)境，如光線、溫度、風(fēng)壓、氣候狀況等充分分析和了解的基礎(chǔ)上，針對(duì)建筑本身的朝向、高度、室內(nèi)功能等特點(diǎn)，通過(guò)有效地系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)室內(nèi)環(huán)境起到適應(yīng)和調(diào)整的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程需要綜合多種因素考慮，需要處理多種關(guān)系，如隔熱和得熱、采光和遮陽(yáng)、通風(fēng)和熱交換的關(guān)系，氣密性、水密性和傳熱、隔聲的關(guān)系等等。這個(gè)過(guò)程不應(yīng)僅僅依據(jù)于單一的狀態(tài)指標(biāo)，如傳統(tǒng)的傳熱系數(shù)K值就能夠說(shuō)明和解決的。因此，節(jié)能幕墻的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則：

    科學(xué)性：需綜合、全面權(quán)衡各因素，充分考慮其功能、性能等諸多方面，合理選型（幕墻的型式和窗墻面積比）、選材和構(gòu)造。

    適用性：結(jié)合環(huán)境因素與項(xiàng)目的具體情況，參照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與地方要求，認(rèn)真落實(shí)國(guó)家有關(guān)節(jié)能政策，同時(shí)要處理好建筑低能耗與高舒適度的關(guān)系。

    經(jīng)濟(jì)性：建筑幕墻只是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，只是建筑節(jié)能的一個(gè)方面，節(jié)能的考慮需全盤考慮，只有達(dá)到節(jié)能與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一才能體現(xiàn)節(jié)能的作用與價(jià)值。

    原則上講，建筑幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)需要建筑師與幕墻設(shè)計(jì)師（外圍護(hù)）、暖通工程師（空調(diào)采暖）、室內(nèi)設(shè)計(jì)師（采光）等充分協(xié)商，盡量達(dá)到各方面的統(tǒng)一