我国
建筑能耗是相同气候条件发达国家建筑能耗的2到3倍,在全面建设小康社会的进程中,节能减排的任务十分艰巨。
建筑节能是提高住宅舒适度,降低使用费用的基础,也是可持续发展的迫切要求,只有把资源节约、降低能耗放在突出位置,才能更好地促进和谐社会的建设。
建筑节能65%主要由建筑围护系统承担。在外
围护结构中,作为现代建筑一大特色的
玻璃幕墙,上世纪90年代在我国建筑工程中得到广泛应用,但也存在诸多问题,比如选择玻璃不当,致使夏季透过玻璃的
太阳能是其它材料墙体的数倍;选用的
密封胶粘结效果差,胶缝施工不到位,
胶条密封不严,结构
变形产生
裂缝,导致冷、热风渗透情况严重;所用的
型材、
保温隔热材料、填充材料不合理,
节点做法不正确,
构件间未有效设置
垫片,使得室内热能损失量大;再加上玻璃反射光线时产生的
光污染、结构不牢固而成为空中的“定时炸弹”等。进入 21世纪后,
玻璃幕墙工程不再像以前那样为人们所青睐,其使用范围受到限制、使用量有所减少。
为避免产生上述质量通病,本文作者根据十几年在玻璃幕墙节能方面的工作经验,现从两个方面进行分析,以供大家探讨。
一、玻璃幕墙节能
因考虑建设成本,有些建设单位和设计单位采用用材、构造普通的玻璃幕墙。为了使这种玻璃幕墙工程做到最大限度的节能,就要求工程各方参建人员必须按照《
玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)以及有关
技术标准及节能方面的相关规定,认真设计、精心施工、严格管理,把好节能关。
设计要充分考虑玻璃幕墙工程的
保温、
隔热、密封性能,选用
强度、
刚度足够的材料,防止在受台风、地震、自重等
荷载作用下玻璃幕墙出现变形以致产生裂缝。
选材尽量采用镀镆玻璃,因其镆层能有效阻碍太阳能向室内
辐射,如采用单片镀镆玻璃时,应使用在线热喷法生产的产品(膜层牢固、
耐久性好)。玻璃的厚度关系到结构安全,同时也影响热能的透射量,当采用框支承幕墙时,单片玻璃厚度不应小于6毫米,
夹层玻璃的单片厚度不宜小于5毫米。
保温
隔热材料在节能方面扮演着重要角色,同时还强化了
防火功能。幕墙工程宜采用
岩棉、
矿棉、
玻璃棉等充当保温隔热材料,其优点是保温隔热性能好,
导热系数只有0.044W/(m﹒K),最高使用温度达到650℃。
玻璃与
铝型材副框间结构性粘结必须采用中性
硅酮结构密封胶,这种
结构胶性能稳定(使用温度为-48-88℃、
耐热性达150℃、冷变形不明显)、
粘结力强。但全玻幕墙和点支承幕墙采用
镀膜玻璃时,不应采用酸性
硅酮结构密封胶粘结(镀膜层所含的
金属元素与酸性胶反应将致使
粘结破坏)。
耐候密封胶应采用
硅酮建筑密封胶。
硅酮密封胶耐紫外线性能好,因此经久耐用、不宜
老化龟裂,且与
硅酮结构胶、玻璃及其它构件有良好
相容性,粘结效果好。
玻璃与玻璃、型材槽壁间缝处采用
密度不大于0.037g/㎝3的
聚乙烯泡沫棒作填充材料,此材料质量轻、保温性能好。玻璃幕墙开启
窗的周边缝隙、明框幕墙玻璃与型材间隙宜采用
三元乙丙橡胶、
氯丁橡胶或
硅橡胶密封,其中硅
橡胶(
耐候性好、永久变形小)质量最佳。这一点在幕墙工程中容易被人们忽视,认为
橡胶条作用不大。其实不然,如果橡胶条老化,则会产生漏水、透气等严重问题,影响幕墙保温隔热效果。
节点作法,开启窗部位是玻璃幕墙中保温隔热的薄弱环节。由
空气渗透性能检测数据可知,在同压力差下,可开启部位的空气渗透量远大于
固定部位空气渗透量。因此,开启窗部位开启角度不宜大于30°,开启距离不宜大于300毫米,同时要注意在立面分格设计中开启窗设置数量不宜过多、面积不宜过大。不同
金属材料(如
连接件与主柱间)接触处,应合理设置
绝缘垫片隔离。设置
绝缘垫片可防电化
腐蚀,另外间接起到了断热作用.
立柱与
横梁接触处设置柔性垫片,横梁两端与立柱间隙可预留1-2毫米的间隙,间隙内填胶。此做法有利于减少幕墙噪音,同时也起到了断热作用(半隐框、
明框玻璃幕墙因型材外露此作用更加明显)。
隐框幕墙采用
挂钩式连接固定玻璃组件时,挂钩面要设置柔性垫片,明框、全玻幕墙玻璃下端与金属槽间应采用
弹性垫块支承。采用垫片、垫块一方面防玻璃与挂钩硬性接触而
应力集中、导致玻璃
开裂,另一方面也有着断热作用。
玻璃幕墙与周边构件、实体墙面洞口边缘、
楼板或
隔墙外沿间的缝隙处要设置
保温材料,进行有效封堵设计,确保玻璃幕墙保温性能。玻璃幕墙的
单元板块不应跨越主体建筑的
变形缝。在主体建筑变形缝处幕墙应采用合理的构造措施,适应建筑变形的要求,有些玻璃幕墙工程因变形缝处幕墙
结构设计不当,在投入使用后不到一年,因建筑主体沉降、温度伸缩的影响,此处幕墙出现拉裂、破坏,以致漏水、透气。算出玻璃幕墙使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按
承载能力极限状态和正常使用极限状态进行
荷载组合,并取各自的最不利组合进行计算,选择强度,刚度满足要求的材料。在最不利状态下,
幕墙材料只能出现
弹性变形,而不能是
塑性变形。计算最基本的公式:r0S≤R(r0为结构重要系数,S为
荷载效应组合值,R为结构的
抗力)
建设行政主管部
门要加强玻璃幕墙工程节能方面的监管工作,对施工图要进行审查、备案。在工程施工前,建设单位要组织各参建方技术人员进行施工图会审,使设计内容完善,幕墙用材及节点施工符合要求。
施工按照设计文件、规范、验
评标准要求,做好施工前准备、施工中每道工序及每个结点的质量控制,把好工程的验收关。施工前准备,仔细阅读设计文件,审查选材是否恰当、节点做法是否正确、计算内容是否合理,并及时将意见反馈给设计方。对已建
主体结构拟安装玻璃幕墙处进行复测、按实测结果对幕墙设计立面分格尺寸进行必要调整,防止误差积累造成
接缝过大.编制施工组织设计,内容要全面并有针对性,节能方面的施工措施要符合要求。对工程施工人员做好岗前培训及技术交底工作,就节能作业方面的内容进行重点交底。组织材料进场,检查主要材料、构配件的规格、型号、性能与设计文件要求是否相符,合格证、检验报告、质量保证书是否齐全。施工阶段,金属材料、构配件连接处的柔性垫片、块设置要到位,立柱上下端与主体结构间要留缝注胶密封。结构胶施工车间温度、湿度、卫生情况应符合要求,结构胶施工要规范,施工后养护条件及养护时间要符合要求。幕墙与各层楼板、隔墙外沿间封堵岩棉(矿棉)应填充密实、厚度不应小于100毫米。有人认为上下楼层间设1.5毫米的
镀锌钢板作衬板,其上放岩棉形成防火层,发生火灾时,
钢板烧穿岩棉随即
脱落,所以此处放岩棉意义不大。这种想法不正确,因为设岩棉后能有效提高
隔热保温性能。幕墙玻璃周边及建筑物内、外装饰面间所留缝隙,要采用柔性材料嵌填密封。上、下横梁及边立柱与主体结构间空隙处宜用
发泡剂填充后再做装饰处理。
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