玻璃幕墙与 建筑节能

　　我国新建建筑中高耗能建筑单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。2002年全国空调高峰负荷已达到4500kwh，相当于2.5个三峡电站建成后的满负荷出力。这种只考虑眼前短期利益，放肆浪费能源的行为普遍存在。按照目前建筑能耗水平发展，到2020年，我国建筑能耗将达到10.89亿tce（吨标准煤），超过2000年的3倍；空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷出力。问题相当严重，情况十分紧迫，建筑节能已是国家的重大战略问题，如果国家从现在起就下定决心抓紧建筑节能工作，对新建建筑全面强制实施建筑节能设计标准，并对既有建筑有步骤地推行节能改造，则到2020年，我国建筑能耗可减少3.35亿tce（吨标准煤），空调高峰负荷可减少约8000万kwh（大约接近4.5个三峡电站的满负荷出力，相应可减少电力建设投资约6000亿元），由此造成的能源紧张状况必将大为缓解。如果再加大工作力度，要求2020年建筑能耗达到发达国家20世纪末的水平，则节能效果将更为巨大。如果继续放任自流，错过当前这段大好机遇，不给予高度重视，不采取坚决有效的措施，则将长期大大加重国家能源负担，对我国经济社会的可持续发展产生严重障碍，对能源安全和大气环境造成重大威胁。

　　建设部下发的《关于发展节能省地型住宅和公共建筑的指导意见》中，对于节能的总体目标要求：“到2010年，全国城镇新建建筑实现节能50％；既有建筑节能改造逐步开展，大城市完成应改造面积的25％，中等城市完成15％，小城市完成10％；城乡新增建设用地占用耕地的增长幅度要在现有基础上力争减少20％；建筑建造和使用过程的节水率在现有基础上提高20％以上；新建建筑对不可再生资源的总消耗比现在下降10％。

　　到2020年，北方和沿海经济发达地区和特大城市新建建筑实现节能65％的目标，绝大部分既有建筑完成节能改造；城乡新增建设用地占用耕地的增长幅度要在2010年目标基础上再大幅度减少；争取建筑建造和使用过程的节水率比2010年再提高10％；新建建筑对不可再生资源的总消耗比2010年再下降20％。”

　　玻璃幕墙建筑节能设计要求：“在冬季最大限度的利用自然能来取暖，多获得热量和减少热损耗；夏季最大限度减少得热并利用自然能降温、冷却，以达到节能目的。

　　透明幕墙对建筑耗能高低的影响主要有两个方面，一是透明幕墙的热工性能影响到冬季采暖，夏季空调室内外温差传热；另外就是幕墙的透明材料（如玻璃）受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。冬季，通过透明幕墙进入室内的太阳辐射热有利于建筑的节能，因此减少透明幕墙的传热系数，抑制室温传热是降低透明幕墙热损耗的主要途径之一；夏季通过透明幕墙进入室内的太阳辐射热成为空调降温的主要负荷，因此，减少进入室内的太阳辐射热以及减少透明幕墙的温度传热都是降低空调能耗的途径。

　　在严寒和寒冷地区，采暖期室内外温差传热的热量损失占主导地位。因此，对幕墙的传热系数的要求高于南方地区。反之，在夏热冬暖和夏热冬冷地区，空调期太阳辐射得热所引起的负荷可能成了主要矛盾，因此，对幕墙的玻璃（或其他透明材料）的遮阳系数的要求高于北方地区。”

　　要求玻璃幕墙按《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的规定，根据建筑所处的气候区和窗墙比选择玻璃（或其他透明材料），非透明幕墙部位采取隔热措施（透明幕墙部位根据需要采用外遮阳措施），使玻璃幕墙（透明幕墙和非透明幕墙）的传热系数和玻璃的遮阳系数符合《公共建筑节能设计标准》的规定（表1），而这些要求是完全可以做到或经过努力可以做到的。

地 区	围护结构部位			体形系数≤0.3		0.3＜体形系数≤0.4
				传热系数K W/(m2·K)	遮阳系数SC （东、南、西向/北向）	传热系数K W/(m2·K)	遮阳系数SC （东、南、西向/北向）
严 寒 A 区	外墙(包括非透明幕墙)			≤0.45		≤0.40
	单一朝向外窗(包括透明幕墙)	窗墙面积比≤0.2		≤3.0		≤2.7
		0.2＜窗墙面积比≤0.3		≤2.8		≤2.5
		0.3＜窗墙面积比≤0.4		≤2.5		≤2.2
		0.4＜窗墙面积比≤0.5		≤2.0		≤1.7
		0.5＜窗墙面积比≤0.7		≤1.7		≤1.5
严 寒 B 区	外墙(包括非透明幕墙)			≤0.50		≤0.45
	单一朝向外窗 (包括透明幕墙)		窗墙面积比≤0.2	≤3.2		≤2.8
			0.2＜窗墙面积比≤0.3	≤2.9		≤2.5
			0.3＜窗墙面积比≤0.4	≤2.6		≤2.2
			0.4＜窗墙面积比≤0.5	≤2.1		≤1.8
			0.5＜窗墙面积比≤0.7	≤1.8		≤1.6
寒 冷 地 区	外墙(包括非透明幕墙)			≤0.60		≤0.50
	单一朝向外窗(包括透明幕墙)	窗墙面积比≤0.2		≤3.5	—	≤3.0	—
		0.2＜窗墙面积比≤0.3		≤3.0	—	≤2.5	—
		0.3＜窗墙面积比≤0.4		≤2.7	≤0.70/—	≤2.3	≤0.70/—
		0.4＜窗墙面积比≤0.5		≤2.3	≤0.60/—	≤2.0	≤0.60/—
		0.5＜窗墙面积比≤0.7		≤2.0	≤0.50/—	≤1.8	≤0.50/—
				传热系数K W/(m2·K)		遮阳系数SC（东、南、西向/北向）
夏 热 冬 冷 地 区	外墙(包括非透明幕墙)			≤1.0
	单一朝向外窗(包括透明幕墙)	窗墙面积比≤0.2		≤4.7		—
		0.2＜窗墙面积比≤0.3		≤3.5		≤0.55/—
		0.3＜窗墙面积比≤0.4		≤3.0		≤0.50/0.6
		0.4＜窗墙面积比≤0.5		≤2.8		≤0.45/0.55
		0.5＜窗墙面积比≤0.7		≤2.5		≤0.40/0.5
夏 热 冬 暖 地 区	外墙(包括非透明幕墙)			≤1.5
	单一朝向外窗(包括透明幕墙)	窗墙面积比≤0.2		≤6.5		—
		0.2＜窗墙面积比≤0.3		≤4.7		≤0.50/0.6
		0.3＜窗墙面积比≤0.4		≤3.5		≤0.45/0.55
		0.4＜窗墙面积比≤0.5		≤3.0		≤0.40/0.50
		0.5＜窗墙面积比≤0.7		≤3.0		≤0.35/0.45
有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数×外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。

　　国家规划改变我国能源结构，使太阳能、风能等可再生能源发电达到发电总量的4%左右。建设部建筑节能“十五”计划纲要提出要开发利用太阳能、地热能、地下水、风能等可再生能源，累计建成太阳能建筑8000万平方米，利用其他可再生能源的建筑500万平方米。他指出了玻璃幕墙要从耗能建筑向“产”能建筑发展的方向，采用光伏发电技术即发展光电幕墙，使玻璃幕墙向太阳能要电，玻璃幕墙不仅“亮”起来，而且“电”起来。

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