【摘要】：根据国家节能规范及当今社会的节能要求，分析幕墙设计过程中在建筑节能方面的考虑，以及今后幕墙节能发展的趋势。
关键词：环保节能、光电幕墙、双层幕墙、生态幕墙
一、幕墙节能设计的背景
当今玻璃幕墙在现代建筑，特别是高层办公建筑中的风靡程度有增无减，它几乎是世界各大城市办公楼立面的一致选择。主要原因之一是人们的审美倾向仍然受现代主义风格的影响，而玻璃幕墙不仅外观简洁、通透、富有现代感，甚至可以象征企业实力和形象.因而受到众多业主和建筑师的青睐。然而，人们为了这种独特的外观也付出了沉重的代价，由于传统玻璃幕墙的保温、隔热性能均远不及传统墙体，又缺乏合理减少夏季太阳过热的措施，大大增加了该类建筑的空调和采暖能耗。由此我国推出公共建筑设计节能标准，对玻璃幕墙提出了更严格的热工要求。
二、当今社会幕墙发展的趋势
根据国家公共设计节能标准，由此引申出了绿色环保节能幕墙的概念。绿色环保节能型幕墙成为当今幕墙设计的一大主流。
绿色环保节能幕墙就是具有无污染(或者污染很低)、并具有环保和节约能源功能的幕墙，这是幕墙今后发展的必然趋势。目前应用比较多、研究比较多的主要有三类：光电幕墙、双层玻璃幕墙以及生态幕墙。
三、光电幕墙
光电幕墙的产生是在二十世纪初期。随着世界经济的发展，一些国家出现能源危机，常规发电成本的不断上升和人们环保意识的不断增强，致使他们纷纷推广、实施太阳能利用技术，并提出了“建筑物产生能源”的概念，推动了光电技术应用于建筑物的科研和使用，由此光电幕墙开始研发。
光电幕墙集合了光伏发电技术和幕墙技术，是一种高科技产品，集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型幕墙。其拥有如下特点：
1）不占用土地、节约土地能源；
2）没有噪音，没有污染物排放，绿色环保；
3）对建筑物有隔热保温的效果，降低建筑本身的能量负荷；
4）自发自用或并网送电，配电费用小，效率高；
5）分布式发电，有利于应用智能电网；
6）具有一定的透光率，在满足采光要求的同时其特殊的颜色和肌理拓展了建筑的表现空间。
综上所述，光电幕墙作为光伏建筑一体化(BIPV)建筑的一种体现，是光伏应用形式中更接近人类生活的一种,是绿色节能环保理念的体现，因此光电幕墙将成为城市环保节能幕墙的最佳选择之一。
光电幕墙设计时必须遵循如下几点：
1）以不损害和影响建筑的效果、结构安全、功能和使用寿命为基本的原则；
2）应将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程，以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。3）光电板的比例和尺度必须与建筑整体的比例和尺度相吻合，与建筑的功能相吻合；颜色和肌理必须与建筑的其他部位相和谐；
4）保温隔热的围护结构技术与自然通风采光遮阳技术的有机结合；
5）光伏系统和建筑是两个独立的系统，将两个系统结合需要光伏制造商与建筑材料、建筑设计、建筑施工等相关方面紧密配合，共同努力。
四、双层玻璃幕墙
新建筑理念是将生态理念和生态精神贯穿在建筑的外立面设计中。因此建筑立面不仅仅起到划分空间的作用，同时也是建筑内外能量交换的媒介，在适应气候、注重能量动态平衡的同时追求内部空间的舒适性。双层幕墙正是在这种建筑理念下诞生和成才的。
双层幕墙由内外两层立面构造组成，形成一个室内外之间的空气缓冲层。外层可由明框、隐框或点支式幕墙构成。内层可由明框、隐框幕墙、或具有开启扇和检修通道的门窗组成。也可以在一个独立支承结构的两侧设置玻璃面层，形成空间距离较小的双层立面构造。两层玻璃幕墙之间留有一空腔（通道），这个通道称为热通道。双层幕墙主要利用气压差、热压差和烟囱效应的原理。双层幕墙根据特点可分为外循环式双层幕墙、内循环式双层幕墙、综合内外循环的双层幕墙。
总体来讲双层幕墙有以下优点：1）隔声防噪效果显著；2）改善室内空气质量；3）易于调整改善室内热环境；4）通过百叶调整室内光线；5）水密性、气密性好；6）防结露性好。
双层幕墙设计时应从以下几方面重点考虑：
1）气候适应性：建筑物选用双层幕墙时要因时、因地、因需要、因经济等要素综合而定。
2）双层幕墙抗风压性能内外层分别确定。内外层均要有足够的抗风压性能，符合设计要求。
3）气流组织设计：双层幕墙系统外层幕墙进出风口应交替布置并且风口之间相互隔开，避免气流短路，提高通风效率和热工性能。
4）外通风双层幕墙进风口和出风口宜设置防虫网和空气过滤装置，宜设置电动或手动的调控装置控制幕墙热通道的通风量，能有效开启和关闭。
5）热通道宽度：为保证热通道内空气流动的顺畅，宽度一般不宜小，在有辅助机械通风的情况下，热通道宽度可以适当减少。
6）宜在幕墙热通道内设置遮阳系统，且需考虑遮阳百叶的等结构、材料、位置等对空气流通的影响。
7）内层开启窗的位置及开启方式对双层幕墙的通风效果影响。
8）外层幕墙悬挑较多时与主体结构的连接部件承载力和刚度的校核，保证幕墙结构体系能承受附加检修荷载。
9）双层幕墙的内侧及热通道内的构配件的易于清洁和维护问题。
10）内通风双层幕墙与建筑暖通系统的结合设计。
五、生态幕墙
生态幕墙，它是随着建筑生态化的发展而发展的。根据使用功能或使用要求，能够改变生态和色彩的建筑幕墙称之为生态幕墙，生态幕墙是生态建筑的一种，它需和生态建筑一起设计，生态幕墙是生态建筑的主要组成部分。
生态幕墙设计的基本原则是在保证自然通风和健康舒适生态环境的前提下尽量节能，而不是以节能为最终目的。生态幕墙建造，是一个系统工程，需要多学科的协调，各专业的通力合作。在尽可能利用低碳绿色节能生态建材的基础上将传统幕墙、光电幕墙、双层幕墙与内部空间及建筑结构统一设计，将玻璃幕墙与建筑竖直绿化、水平立体绿化以及空中花园相结合，利用植物的光合作用、双层幕墙的自然通风和中庭烟囱效应的排气等共同构成建筑的“肺”，创造人与自然接触的人性化空间。
生态幕墙区别于传统幕墙的特点：
1) 设计理念：传统是幕墙与自然生态环境相分离，对自然通风考虑不够：而生态设计理念是幕墙与自然生态环境组成统一的有机体。精心设计自然通风。
2)对资源能源的态度：传统是没有或很少考虑有效的资源，能源再生利用及对生态环境的影响；而生态是必须考虑节能，资源重复利用，保护生态环境．积极利用太阳能等自然能量。3)设计依据：传统是依据功能、性能及成本需求来设计；而生态是依据环境效益和生态环境指标与功能、性能及成本来设计。
4)设计目的：传统是以人对幕墙的美学和功能的需求为主要设计目的；而生态幕墙是为人的需求和环境而设计，其最终目的是创造舒适，健康的居住生活环境，提高自然、经济、社会的综合效益，满足可持续发展的要求，真正做到绿色、环保和节能。
5)施工技术和工艺：传统是在施工和使用过程中很少考虑材料的回收利用；而生态是在施工和施工和使用过程中可拆卸，易回收，不产生毒副作用，废弃物少。
六、结束语
随着社会的不断进步，国家对建筑节能的重视以及迫切要求，环保节能型幕墙将越来越深入到我们的日常生活中。此外新能源的开发、新能源使用技术的不断成熟，必将为以后绿色环保幕墙的有效实施提供坚实的理论、技术基础，更好的为建筑服务，提供给社会更加节能舒适的生活、办公环境。
参考文献
[1] 《建筑幕墙》（GB/T21086-2007）
[2]《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）
[2] 江苏省《公共建筑节能设计标准》（DGJ32/96-2010）
[3]《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》（JGJ151-2008）
[4]《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）
