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              林樹枝:門窗幕牆的綠色設計理念

              來源:中國幕牆網收集整理  作者:林樹枝  日期:2019-8-26
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                 中國有著世界最大的建築市場,每年新增建築面積全球第一!而綠色建築又被喻爲新時代中國高質量發展的重要標志。在建築的全壽命周期內,節約資源、保護環境、減少汙染、爲人們提供健康、適用、高效的使用空間,最大限度地實現人與自然和諧共生的高品質建築,作爲建築中節能、舒適關鍵組成部分的“門窗幕牆”,又應該如何協同發展、創新進步呢?

                中國有著世界最大的建築市場,每年新增建築面積全球第一!而綠色建築又被喻爲新時代中國高質量發展的重要標志。在建築的全壽命周期內,節約資源、保護環境、減少汙染、爲人們提供健康、適用、高效的使用空間,最大限度地實現人與自然和諧共生的高品質建築,作爲建築中節能、舒適關鍵組成部分的“門窗幕牆”,又應該如何協同發展、創新進步呢?

                本文作者:林樹枝 工學博士、教授級高級工程師

                現任廈門市建設局巡視員、副局長;住房和城鄉建設部“全國超限高層建築抗震設防審查專家委員會”成員;中國建築學會建築結構分會常務理事等職務。

                在本文中作者將結合多年來的相關從業經驗,通過豐富的案例圖解,圍繞門窗幕牆在設計中的關鍵要素,以及發展趨勢,爲您呈現綠色建築之美!

                綠色建築發展——以廈門爲例

                廈門別稱鹭島,副省級城市、經濟特區,東南沿海重要的中心城市。由廈門半島、離島鼓浪嶼、西岸海滄半島、北岸集美半島、東岸翔安半島、大小嶝島、內陸同安、九龍江等組成,陸地面積1699.39平方公裏,海域面積390多平方公裏。截至2018年,廈門的綜合信用指數在36個省會及副省級城市排名第2,營商環境居副省級城市第1位,外貿綜合競爭力居全國第5位,廈門港集裝箱吞吐量位居全球第14位。2018年重新確認國家衛生城市(區)。

                城市價值:廈門地處夏熱冬暖地區,全年平均氣溫21攝氏度,既無嚴寒又無酷暑,城市尺度宜人。

                美麗廈門——城在海上、海在城中、山海交融、城景相依

                背景:綠色建築發展的城市背景,蘊涵了廈門市的相關管理部門對實施綠色建築行動的一貫主張。

                廈門市人民政府發文——實施綠色建築行動:從2014年1月1日起,全部新出讓土地強制采用星級綠色建築標准;全部新出讓商品房采用一次性裝修到位。

              綠色建築發展:生態文明建設的重要舉措

                將綠色低碳理念落實到城市開發建設和運營全過程

                我們從廈門一系列的城市建築群圖片中,可以直觀感受到綠色建築理念。

                天風海濤、萬石涵翠

                看得見山、望得見水

                記得住的鄉愁

                因地制宜推動綠色建築發展

                綠色建築的發展需要因地制宜的推動,其中最關鍵的三點包括:

                適宜的綠色建築技術、整體化設計以及精細化設計。

                PART1: 門窗幕牆的設計水平對綠色建築和建築節能指標影響很大。

                我國國土面積廣闊,各城市區域氣候、溫度差異化較大,針對不同氣候區域的門窗幕牆設計,進行了一些規律性研究。

                一、夏熱冬暖地區適宜的綠色建築技術:

                • 隔熱與遮陽

                • 自然通風和自然采光

                • 綠化和垂直綠化

                • 節約用水

                • 土地資源集約利用

                • 可再生能源應用(太陽能(詞條“太陽能”由行業大百科提供)、風能、海水源熱泵)

                二、夏熱冬暖地區建築節能重點部位

                寒冷地區建築節能的重點是保溫,炎熱地區建築節能的重點是隔熱。廈門市地處夏熱冬暖地區,建築節能以隔熱爲重。

                 在建築外圍護結構中,外窗是建築與外界熱交換的最薄弱環節,透過窗戶的太陽輻射是建築得熱的主要途徑。

                 建築外遮陽的目的就是通過構件遮擋,減少太陽對外窗的直接輻射,通過外窗遮陽隔斷(詞條“隔斷”由行業大百科提供)熱源是夏熱冬暖地區有效的建築節能措施。

                在綠色建築設計應用中的核心問題:大型公共建築,或機關辦公建築,若門窗或幕牆設計不合理,容易成爲高能耗建築。

                三、夏熱冬暖地區綠色建築技術原則

                ① 從“節地、節能、節水、節材、室內環境和運營管理”六大部分綜合考慮,盡可能選擇低成本高效益的技術。

                ② 優先采用被動式設計:在建築規劃設計中,利用自然環境,通過對建築朝向的合理布置、遮陽的設置、建築圍護結構的隔熱技術、有利于自然通風的建築開口設計等實現建築需要的空調、通風等能耗的降低。

                ③ 把主動式設計作爲輔助手段:通過機械設備幹預手段爲建築提供空調通風等舒適性環境控制。

                ④ 先通過被動式技術入手並作爲技術構思的重點,通過設計方法進行整體式調節。再通過主動式技術進行輔助、精細化調節。這樣就可以充分利用自然條件,借助設計方法,最大程度節約資源、節省能源。

                從閩南古建築設計中不難發現,曆來很重視建築朝向、通風、隔熱和遮陽。

                 同時,在廈門的既有建築中,我們可以找到很多的運用了綠色建築設計理念的實例。

                綠色建築實例1—廈門財富中心

                廈門財富中心全鋼構、逆作法,不用外腳手架及木模板,絕大部分建築材料爲可回收材料,工期短,建築垃圾少。

                建築物內部設計中,電梯廳均與空中花園連通,全自然采光,有效減少白天開燈能耗。

                      采用50mm寬鋁合金遮陽百葉,可均衡室內光線分布,減少眩光(詞條“眩光”由行業大百科提供)。

                綠色建築實例2—廈門洋塘保障房

                微氣候分析示意圖

                夏季典型日建築陰影分析:南立面自遮陽效果一般,建議結合建築立面強化自身遮陽設計。

                建築表面太陽日照時數分析

                夏季及秋季:頂部和南面日照時數分別可達1310h和923h,低層建築頂部和南部可充分利用太陽能。

                熱島效應分析

                日照充沛處進行綠化措施或采用透水地面,以減少熱島效應。

                自然通風分析

                建築錯落布局,東南面建築低、西北面建築高布局有利于自然通風。

                PART2:與門窗設計有關的綠色建築技術

                (1)自然通風和自然采光:

                通過優化建築總平面合理布局、主要功能房間靠窗布置、增大窗戶可開啓面積等措施,滿足日照、采光、通風要求;

                (2)綠化和垂直綠化:

                因地制宜采用本地植物進行屋頂綠化、垂直綠化,降低屋面傳熱系數;小區、庭院綠化,增加室外透水地面面積;種植適應當地氣候和土壤條件的鄉土植物;

                東西向日射量是南向的1.24倍,屋頂水平向日射量是南向的2.78倍。因此,建築朝向及屋頂隔熱特別重要。

                建築物朝向從古至今的沿襲——座北朝南

                因此——

                (3)窗戶的遮陽性能:東西向開窗盡量少,外窗比例要適當,牆面可以考慮植栽隔熱。同時,夏熱冬暖地區,加強外遮陽設計,降溫效果最佳。

              資料來源:台灣陳海曙教授

                夏季:要遮避太陽輻射,以降低室內熱負荷。

                冬季:要獲取太陽輻射,以增加室內氣溫。

                台灣研究:外遮陽降低太陽輻射熱,效果明顯

                在一系列的公共建築、民用建築熱工規範及設計標准中,我們看到很多對不同建築物朝向的設計指導措施。

                A、《民用建築熱工設計規範》規定:“建築物的向陽面,特別是東、西的窗戶,應采取有效地遮陽措施。”

                B、《夏熱冬暖地區居住建築節能設計標准》規定:“居住建築的外窗,尤其是東、西朝向的外窗宜采用活動或固定的建築外遮陽設施。”

                C、《公共建築節能設計標准》規定:“夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區的建築以及寒冷地區中制冷負荷(詞條“冷負荷”由行業大百科提供)大的建築,外窗(包括透明幕牆(詞條“透明幕牆”由行業大百科提供))宜設置外部遮陽。”。

                D、《廈門市建築節能設計(詞條“建築節能設計”由行業大百科提供)指導意見》提出:“廈門地處夏熱冬暖地區,建築節能重點應做好建築遮陽、隔熱與通風。”、“外窗(包括透明幕牆)宜采取各種固定或活動式的外遮陽裝置等有效的遮陽措施,如花格、外擋板、外百葉、外卷簾等……建築設計宜結合外廊、陽台、挑檐等處理方式進行建築遮陽。”

                E、《廈門市人民政府關于進一步加強節能工作的實施意見》(廈府[2010]97號)第十一條規定:“結合我市南方氣候特點,全面實施居住建築外遮陽技術。臥室、起居室、書房等主要房間的南、東、西向外窗均應設置外遮陽設施。遮陽率應達到80%。”……

                F、《廈門市建築設計方案節能審查要點》中,對建築遮陽提出了具體的要求,積極推進遮陽這一有效的節能措施。

                …… 外遮陽曾經是廈門傳統建築的重要元素:深遠的挑檐、寬大的外廊、外置百葉窗……

                廈門老房子的木質百葉遮陽窗

                類似遮陽構建在鼓浪嶼等地的傳統建築中隨處可見,在酷熱的夏季將炎炎烈日擋在房子外面。

                廈門建築外遮陽(回廊式建築)

                廈門建築外遮陽(外廊式學校建築)

                廈門建築外遮陽(騎樓式建築)

                騎樓式外遮陽系統:騎樓得以保留並發展的城市,地處夏熱冬暖地區,具有相似的沿海濕熱型氣候,夏季陽光猛烈,多雨、多台風。騎樓具有防曬、防雨和防台風的三大功能,有效的構成了一個全天候的購銷環境。

                廈門現代建築的外遮陽

              小白鹭文化藝術中心:電動百葉

              BRT輪渡樞紐站:活動外遮陽與水平固定外遮陽

                思明區圖書館:遮陽百葉與建築造型一體化設計,形成“書本”的造型,表達了圖書館建築的特有造型元素。

                廈門國際機場候機樓:東、西向設置了與建築造型一體化的固定外遮陽

                五緣水鄉:設計了挑檐、連廊,將建築遮陽融入到建築造型中

                廈門文化藝術中心:Low-E中空、遮陽節能改造效果

                廈門市遮陽措施總彙:外遮陽、水平式、固定式

                PART3:門窗幕牆設計中的精細化

                (1)門窗幕牆綠色建築設計理念中,節能玻璃,尤其是LOW-E玻璃的應用非常廣泛。

              各類玻璃日射量

              Low-E玻璃節能原理

                減少二次輻射熱傳遞,但不會阻隔可見光(詞條“可見光”由行業大百科提供)透進室內,不會産生光汙染。

              合理開窗有利于自然通風

                (2)、通風設計中考慮自然通風的狀態,能夠有效減少能耗並持續提供健康空氣。

                在自然通風狀態下,只要室內溫度不超過29℃,相對濕度不超過80%,都會感覺比較舒適。

                合理開窗有利于自然采光

                在綠色建築設計理念的發展過程中,我們關注到2019門窗幕牆在轉型升級的發展中值得關注的幾個方向,這些方向也是精細化設計的基本出發點。

                1、全幕牆的高端超高層住宅

                2、外窗與PC複合

                3、裝配式幕牆

                4、外窗、幕牆與太陽能板複合

                5、高性能外窗

                6、遮陽與建築一體化

                全幕牆的高端超高層住宅【案例】

              廈門帝景苑

                全國最高的全鋼結構住宅大樓。5幢,62層,建築高度258米住宅公建化:高檔內外裝修,外圍護全部采用幕牆。主體結構可以是純鋼結構,外圍護采用幕牆,但造價高,能耗大。

                外窗+PC集成制作與安裝【案例】

                裝配式幕牆新技術【案例】

                裝配式幕牆新技術具有幾大特色:

                (1)利用專業的工廠設備和生産工藝,實現幕牆的結構、保溫防水、外裝飾一體化的大板塊在工廠組裝完成。

                (2)大板塊組件在項目現場與主體結構經過簡便的連接固定就可以完成幕牆的安裝。

                (3)分格構造有規律,板塊模數統一。

                (4)單元式玻璃幕牆本身就是裝配式建築幕牆。

                外窗、幕牆與太陽能板複合【案例】

                高性能外窗【案例】

                高性能外窗通常要滿足幾個基本特色:

                (1)建築外窗可開啓面積不小于外窗總面積的30%,建築幕牆具有可開啓部分或設有通風換氣裝置。

                (2)建築外窗的氣密性不低于現行國家標准《建築外窗氣密性能分級及其檢測方法》規定的4級要求。

                (3)采用Low-E玻璃,或雙銀Low-E玻璃。

                遮陽與建築一體化【案例】

                建築遮陽卷簾,采用窗洞鑲嵌式安裝,遮陽如窗戶構件一般塞入洞口,使用更方便,受力更合理,可有效解決台風破壞隱患。

                建築一體化:從建築設計階段就將外遮陽同時考慮,預留遮陽構件及傳動裝置的位置,使遮陽産品完美的融入建築造型。外遮陽不但不成爲一種外挂的累贅附屬物,反而成爲建築的特色元素。

                結構一體化:一體化的設計,還必須考慮外遮陽設備在結構力學性能上與建築物完美結合。

                針對門窗幕牆的綠色設計理念的心得體會:

                (1)應結合夏熱冬暖地區的氣候特點,進行門窗幕牆的設計。建築盡量座北朝南,減少東西向開窗。窗戶開啓扇要大,以利通風。外窗和幕牆宜采取遮陽措施,玻璃選用LOW-E中空,或微反射玻璃。

                (2)外窗應使用高性能的窗戶。采用外牆裝配時,外窗與PC構件可集成制作。窗戶、幕牆、遮陽系統要與牆體一體化設計,確保建築風格和良好的外觀。

                (3)可結合垂直綠化和屋頂綠化,屋頂、外窗、幕牆、遮陽系統與太陽能板複合,降低能耗,減少碳排放,達到理想的建築節能效果。

              門窗幕牆第一手資訊! 上中國幕牆網 news.alwindoor.com 手機訪問地址 3g.alwindoor.com

              原文地址:http://www.52mqw.com/info/2019-8-26/46339-1.htm
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              • 不但要看到中國的成績,更要看到積累的問題,只有解決問題,才是前進之道。 像官員財産申報遲遲立法、公權力不受制約、行政和行業壟斷加強、分配不公、退休醫療雙軌制、官民情緒對立等敏感問題都應研究,並提出解決時間表。
              • 現在的社會,在幕牆行業發展,如果做一名工人,正在你沒有關系的前提下 發展很不容易 現在的社會裙帶關系十分的嚴重 都苦了那些辛苦工作的第一生産線上的員工....
                來自 116.228.86.30 的小楊、Ge對遠大集團 志向遠大的評論
              • 安泰膠之所以大家都認可,是因爲它的133防水膠價位便宜吧?我以前外牆基本都用它,後來用廣州彙東的682,感覺後者更甚,建議同行朋友試試。
                來自 111.174.152.36 的讀者對2010幕牆門窗行業産品選用指南的評論
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