1、關(guān)于節(jié)能現(xiàn)狀 據(jù)資料顯示,我國既有的約400億時城鄉(xiāng)建筑中,99%為高耗能建筑;新建的幾十億平方米建筑中,95%以上仍為高能耗建筑。它們的單位建筑面積采暖能耗,相當(dāng)于氣候條件相近的發(fā)達國家節(jié)能建筑的2倍一3倍。面積如此之巨的高耗能建筑,白白浪費了以天文數(shù)字計量的能源,不僅使本已緊張的能源供應(yīng)雪上加霜,還排放出大量的廢氣、粉塵以及巨大的熱量,既加劇了環(huán)境污染,又使夏天越來越熱、冬天越來越暖。盡管國家已制定出具有相當(dāng)高學(xué)術(shù)水平的、符合國情的建筑設(shè)計節(jié)能規(guī)范,但單項標(biāo)準(zhǔn)偏低,加上缺乏有效的控制管理機制,使國內(nèi)能耗水平大大高于歐洲,而舒適水平反而降低。發(fā)達國家最新建筑保溫節(jié)能技術(shù)規(guī)范是經(jīng)過多年發(fā)展完善而成的,適用于住宅、辦公、旅館等公共建筑的節(jié)能設(shè)計與管理。 從國外實際工程中操作的情況來看,執(zhí)行新的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有效地降低了建筑能耗,同時并術(shù)會太多地限制建筑設(shè)計的表現(xiàn)力。借鑒國外成熟的節(jié)能技術(shù)與管理方法,有可能大幅度降低中國建筑能耗,以達到節(jié)能能源、保護環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的目的。智能玻璃幕墻就是一種較新的節(jié)能技術(shù)。目前,國外很多的建筑外墻己經(jīng)開始采用這種幕墻技術(shù)來降低建筑所需的能耗。 2、關(guān)于節(jié)能建筑元素—智能玻璃幕墻 智能玻璃幕墻廣義上包括玻璃幕墻、通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、樓宇自動控制系統(tǒng)。其技術(shù)核心是一種有別于傳統(tǒng)幕墻的特殊幕墻—熱通道幕墻。它主要由一個單層玻璃幕墻和一個雙層玻璃幕墻組成。在兩個幕墻中間有一個緩沖區(qū),在緩沖區(qū)的上下兩端有進風(fēng)和排風(fēng)設(shè)施。 2.1 智能玻璃幕墻的設(shè)計原則 智能玻璃幕墻的設(shè)計不是一種獨立的純外墻構(gòu)造性設(shè)計,而是先進的整體建筑能耗平衡設(shè)計的重要組成部分,通過外墻構(gòu)造的調(diào)節(jié)機制,配合整個建筑技術(shù)設(shè)備之間的互動,以達到一種能源優(yōu)化的效果。智能玻璃幕墻的設(shè)計原則概括起來有以下幾點: 1) 利用太陽輻射熱,節(jié)約冬季采暖所需能源。 2)最大限度地利用自然采光以減少人工照明。 3)利用建筑樓板、墻體的蓄熱性和晝夜溫差,減少夏季制冷需求量。配合樓板采暖制冷系統(tǒng)創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)環(huán)境。 4)各種幕墻機制、通風(fēng)、遮陽、蓄熱和建筑空調(diào)供暖通風(fēng)等相互之間智能配合,以達到最高效率。 2.2 智能玻璃幕墻的主要形式—雙層幕墻智能玻璃幕墻主要通過雙層幕墻的形式得以實現(xiàn)。 其內(nèi)層幕墻相當(dāng)于傳統(tǒng)的玻璃幕墻,是室內(nèi)外的分界線,通常由中空保溫玻璃構(gòu)成,并設(shè)可開啟窗扇;外側(cè)玻璃通常由單層鋼化玻璃構(gòu)成(也有外側(cè)玻璃采用中空保溫玻璃的實例,屬于機械通風(fēng)式雙層幕墻系統(tǒng))。外側(cè)玻璃主要功能是承受風(fēng)載以及防雨水、風(fēng)沙、噪聲以及形成兩層玻璃之間一個相對穩(wěn)定的,可以調(diào)節(jié)的空氣緩沖層。外側(cè)玻璃幕墻上有精心設(shè)計的可調(diào)節(jié)的進風(fēng)口和出風(fēng)口。兩層玻璃之間距離根據(jù)功能構(gòu)造不同可為20cm-100cm.在這一空間里,通常設(shè)置遮陽百葉等裝置。如果寬度在60二以上,可在樓板高度上設(shè)置金屬格柵作為檢修走廊。 2.2.1雙層玻璃幕墻的工作原理 寒冷季節(jié),玻璃幕墻可以最大限度地吸收太陽輻射熱,通過調(diào)節(jié)進出風(fēng)口的大小,可以控制適當(dāng)?shù)男嘛L(fēng)換氣量,而進人兩層玻璃幕墻之間的緩沖空間的空氣,已被陽光初步加熱。再送人室內(nèi)時可減少送暖量。 夏季炎熱時期,位于兩層玻璃空間的遮陽設(shè)施被放下來,絕大部分太陽輻射能量在這里被擋住,并通過精心組織的自然通風(fēng)排到建筑之外。由于外層玻璃具有遮風(fēng)避雨及防盜作用,夜間室外冷空氣可以通過開啟的內(nèi)側(cè)窗戶冷卻建筑。樓板等高蓄熱體,次日上午氣溫上升時,樓板、墻體等將會有效地冷卻室內(nèi)溫度。在春秋季節(jié),雙層幕墻的開啟可以完全打開室內(nèi)達到完全自然通風(fēng)。 2.2.2雙層玻璃幕墻的通風(fēng)模式 雙層玻璃幕墻的主要優(yōu)點之一是全年大部分時間里可以實行自然通風(fēng)包括高層建筑在刮風(fēng)下雨的天氣里。在組織通風(fēng)系統(tǒng)時要考慮避免室內(nèi)排出的渾濁空氣被再次吸人室內(nèi)。在實際工程中有4種雙層幕墻通風(fēng)系統(tǒng): 1)樓層水平進出風(fēng)口對角通風(fēng)系統(tǒng); 2)帶窗下墻的通風(fēng)系統(tǒng); 3)豎向窗框進風(fēng),橫向排風(fēng)系統(tǒng); 4)帶豎向風(fēng)道的箱式外窗排風(fēng)系統(tǒng)。 2.2.3雙層智能玻璃幕墻的優(yōu)點 1)運用空氣熱壓原理和煙囪效應(yīng),把新鮮空氣吸人室內(nèi),同時把室內(nèi)污濁空氣排到室外,并能夠有效防止灰塵進人室內(nèi)。實現(xiàn)一年四季,無論刮風(fēng)下雨,特別是在高層建筑上都能達到自然通風(fēng)。 2)由于采用雙層玻璃幕墻和中間緩沖空氣層,使幕墻整體的冬季保溫,夏季隔熱性能非常優(yōu)越。高層建筑遮陽設(shè)置在雙層玻璃幕墻中間,可以把太陽能隔住。 3)合理的采光功能,可根據(jù)使用者的需要調(diào)整光線的亮度和進深人射方向。 4)由于形成了中間空氣緩沖層,使冬季主要進人室內(nèi)的空氣得到初步加溫;夏季主要的熱輻射被遮擋在中間緩沖層之后,被有組織地排出室外,因而能夠有效地節(jié)約采暖制冷能源。 5)卓越的隔聲降噪功能。 在德國的實際工程中測量結(jié)果顯示,雙層玻璃的隔聲效果非常優(yōu)秀,這已經(jīng)成為業(yè)主采用這一技術(shù)的決定性因素之一。雙層幕墻的隔音效果在窗戶向內(nèi)開啟和關(guān)閉的狀態(tài)下分別比單層幕墻隔音效果提高10dB以上。 6)為建筑設(shè)計提供了一種新的表現(xiàn)形式,更能夠體現(xiàn)現(xiàn)代科技的美感和玻璃建筑的纖細(xì)、輕盈通透和精美,受眾多建筑師和業(yè)主喜愛。 2.3智能玻璃幕墻的岌展前景 歐洲智能玻璃幕墻技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方面: 1)深人廣泛的基礎(chǔ)理論研究,特別是在提高舒適度和能量動態(tài)研究方面,各方面專業(yè)人員從不同角度對已建成的雙層幕墻建筑進行大規(guī)模、長時間的跟蹤實測,掌握了大量的第一手?jǐn)?shù)據(jù),并提煉到理論高度,對幕墻的設(shè)計進行模擬和指導(dǎo),這項工作還在深人進行。有的研究項目對幾十幢已建成的大廈進行5年以上時間的跟蹤研究。這些基礎(chǔ)研究為智能幕墻的發(fā)展和優(yōu)化提供了堅實的理論支持。 2)在幕墻與建筑設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)的配合方面又有新的進展、探索。如外墻新風(fēng)裝置設(shè)備,這種小型機具有高效通風(fēng)采暖、降噪功能,可有效提高舒適度和使用靈活性。智能玻璃幕墻在歐洲發(fā)展的較快,能源價格和環(huán)保意識是推動這項技術(shù)發(fā)展的主要動力。創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)環(huán)境,減少員工缺勤率,提高企業(yè)效益與競爭力以及獨特的建筑形象與表現(xiàn)力也是促進這項技術(shù)發(fā)展的重要因素。保險行業(yè)和一些大型跨國公司首先采用了這項技術(shù)。一方面表現(xiàn)了其保護環(huán)境的公益性意識;另一方面建筑形象也代表了現(xiàn)代最先進的精美輕盈的通透民主的公司形象,創(chuàng)造高舒適的健康辦公環(huán)境,雖然投資較高,但作為自己的地產(chǎn),長期使用經(jīng)營,運營成本可以收回建設(shè)資金的投人,經(jīng)濟上也劃算。由于其構(gòu)造特點,既能滿足節(jié)能、調(diào)節(jié)光線強度、保證使用功能要求,又能最大限度地利用玻璃透明性的特點,使其能夠達到一種新的晶瑩剔透的高科技形象,加之辦公條件舒適、運營成本低,底得不少建筑師及業(yè)主的青睞。
3、關(guān)于智能玻璃幕墻的再思考 智能玻璃幕墻由于其優(yōu)良的節(jié)能性能得到了越來越多人的關(guān)注,但是其高昂的價格和對施工的高標(biāo)準(zhǔn)要求,使其在常規(guī)建筑上很少得到應(yīng)用。但智能玻璃幕墻的雙層玻璃層的結(jié)構(gòu),構(gòu)造并不復(fù)雜,有可能在常規(guī)建筑中利用,例如住宅建筑。作為公共建筑類型中的重要一類,住宅建筑和人的生活息息相關(guān),對室內(nèi)環(huán)境的要求也更高。雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu),可以利用外層的單層透明安全玻璃,內(nèi)層的中空低輻射玻璃,以及中間的空氣層及相應(yīng)的遮陽設(shè)施來提高住宅的熱工性能。構(gòu)造結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體經(jīng)濟性要求進行選擇和變化。 參考文獻: [1]李東華.高技術(shù)生態(tài)建筑【Ml.天津:天津大學(xué)出版社,2000. [2l盧求.歐洲智能辦公建筑與智能玻璃幕墻[Jl.世界建筑,2004,30(6):122-123.
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