摘要：本文对建筑幕墙的节能设计进行了分析，主要分析了在提高建筑幕墙热工性能方面的设计依据，介绍了提高建筑幕墙热工性能的几种方法。
关键词：建筑幕墙 节能设计 热工性能
1 前言
我国的建筑幕墙工业从1978年开始起步，九十年代高速发展，至今已发展成世界第一幕墙生产大国和使用大国【1】。建筑幕墙为室内空间到室外空间的过渡层，具有体现现代建筑的独特的风格和展示当代人们审美情趣的功能，它打破了传统的窗与墙的界限，使得幕墙与建筑浑然一体。建筑幕墙的设计要本着服务于建筑体，服从法规规范，满足使用要求的各项性能指标。【2】然而随着全世界能源危机的不断升级，人们的节能、环保意识在逐渐提高，建筑业的可持续发展要以有效利用资源，融入节能环保理念为基础，建筑幕墙的节能设计逐渐成为幕墙行业的新课题。
2 建筑幕墙节能设计
建筑幕墙是建筑物的美丽外衣，常用的材料基本上包括玻璃、金属板材、石材等，它体现着社会的进步，经济的繁荣和人们对美的追求。但它在发展的初期，也存在着致命的缺点----不节能，无论冬天夏天，也不管炎热寒冷，幕墙都无法给建筑以帮助。室内基本上都是冬冷夏热，从保温隔热性能来讲，较古典建筑相去甚远。温度必须依靠人工强行调节，而人工调节就必须使用大量的电力、石油或煤炭等能源。随着社会生产力和科学技术的不断进步，各种相应的规范、法规相继出台，制定了建筑及幕墙设计标准（例如国家标准GB 50176―1993《民用建筑热工设计规范》）提出了冬季保温、夏季防热设计要求。
2.1 建筑幕墙热工性能设计
建筑幕墙一般可以分为非透明幕墙和透明幕墙。透明幕墙主要为玻璃幕墙，70年代以来，随着硅酮结构密封胶的质量提高，应用该结构胶固定按装玻璃广泛应用于玻璃幕墙【3】。透明围护结构是办公建筑必不可少的组成部分,也是外围护结构保温性能最薄弱的部位。因此,透明围护结构作为建筑节能的突破口,在建筑节能设计中占有重要地位。
2.2 建筑幕墙热工性能设计的理论基础
传热学是一门研究热量传递规律的科学。热量传递有三种基本方式，即热传导、热对流和热辐射。在这三种基本方式中，热量传递的物理本质绝然不同。建筑幕墙(建筑门窗)传热通常是以辐射、对流、导热三种方式同时进行，综合作用的效果。
1) 热传导基本定律是傅里叶定律。该定律指出:当导热体内进行的是纯导热时，单位时间内以热传导方式传递的热量，与温度梯度及垂直于导热方向的导热面积s成正比。
2)对流传热是一个复杂的传热过程，影响对流传热的因素很多，因此，对流热的纯理论计算是相当困难的。为了计算方便，工程上采用于较为简单的处理方法:牛顿冷却定律。
3)热辐射的基本定律是斯蒂芬一波尔茨曼定律。定律揭示了黑体的辐射能力与其表面温度之间的关系，该定律表明黑体的辐射能力正、与其表面绝对温度T的四次方成正比。
4)太阳辐射热。在实际的幕墙结构中，不仅存在由两侧空气温差引起的热损失，而且还存在由太阳辐射引起的得热以及由天空辐射引起的热损失。太阳辐射通过幕墙、进入室内的热量是造成夏季室内过热的主要原因。
2.3 提高建筑幕墙热工性能的工程应用
由于我国幅员辽阔，南北方、东西部地区气候差异很大。窗、透明幕墙对建筑能耗高低的影响主要有两个方面，一是窗和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;另外就是窗和幕墙的透明材料(如玻璃)受太阳辐射影响而造成的建筑室内的得热。冬季，通过窗口和透明幕墙进入室内的太阳辐射有利于建筑的节能，因此，减小窗和透明幕墙的传热系数抑制温差传热是降低窗口和透明幕墙热损失的主要途径之一;夏季，通过窗口透明幕墙进入室内的太阳辐射成为空调降温的负荷，因此，减少进入室内的太阳辐射以及减小窗或透明幕墙的温差传热都是降低空调能耗的途径。由于不同纬度、不同朝向的墙面太阳辐射的变化很复杂，墙面日辐射强度和峰值出现的时间是不同的，因此，不同纬度地区的窗墙面积比也应有所差别。
建筑的窗墙面积比较大，因而太阳辐射对建筑能耗的影响很大南方建筑主要是太阳辐射得热，温差传热部分并不大，更要重视遮阳。在严寒地区，阳光充分进入室内，有利于降低冬季采暖能耗【4】。这一地区采暖能耗在全年建筑总能耗中占主导地位，如果遮阳设施阻挡了冬季阳光进入室内，对自然能源的利用和节能是不利的。因此，遮阳措施一般不适用于北方严寒地区。
2.4 应用高新技术的提高建筑幕墙热工性能
目前.可应用的新技术、新材料越来越多。如何综合应用适用的高新技术提高幕墙热工性能一个重要问题。
1） 运用高科技技术的目的，是通过科学技术手段的应用而达到建筑的高舒适度低能耗以至零能耗。现在有一些楼盘幕墙宣传自己运用了很多高科技产品和技术，大大提高了幕墙热工性能，冠以科技地产等名头.而不去仔细分析所采用的技术是否合适，能否真正达到节能的目的.很可能为了寻找一些卖点。
2）高新技术的运用应当是成系统地去考虑，各单项技术之间应当互相配合，形成一个有机的整体，这样才能达到目的。
3）技术系统的采用不在多少与高低.而在于是否有针对性，是否能够解决问题.在有限的资金和技术的投入下取得最大效果。也不能一味的追求高科技，很多情况下，一些低技术或常规技术的巧妙运用恰恰能达到最好的效果。
3 结束语
建筑幕墙作为先进的建筑外围护系统，应当本着节能、环保的宗旨，以可持续发展为目标进行设计和施工。应用新环保材料、优化热工性能等方法，使得建筑幕墙对提高建筑物的使用效率，降低建筑物的使用成本发挥较大的作用。现代的建筑幕墙应以低能耗为代表特征，即体现建筑幕墙的审美功能，又要实现建筑幕墙的经济、社会等各方面的综合效益。