作者簡介

趙新雨

中國建筑設(shè)計研究院有限公司工程師

王琦

中國建筑設(shè)計研究院有限公司助理工程師

楊智睿

中國建筑設(shè)計研究院有限公司中級建筑師

建筑幕墻綠色節(jié)能設(shè)計策略——以雄安中綠新時代廣場為例

0 引言

建設(shè)雄安新區(qū)是千年大計，一直以來，雄安新區(qū)規(guī)劃建設(shè)順應(yīng)“溫室氣體減排”的全球趨勢及“可持續(xù)發(fā)展”的國家號召，積極倡導(dǎo)綠色節(jié)能發(fā)展理念，是較早一批推進綠色建筑設(shè)計的城市之一。幕墻是現(xiàn)代建筑的重要組成部分，是目前高層建筑常用的圍護結(jié)構(gòu)。在幕墻設(shè)計中，通過采用不同材料、顏色、工藝，可為建筑立面增加美感，通過引進先進的設(shè)計方式和技術(shù)，可降低建筑使用過程中的能耗，以更綠色、經(jīng)濟的方式維持建筑室內(nèi)熱舒適。因此，深入研究建筑幕墻的綠色節(jié)能設(shè)計策略對降低建筑能耗、助力可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文以雄安中綠新時代廣場項目為例，探討綠色節(jié)能理念下建筑幕墻設(shè)計策略。

1 項目概況

雄安中綠新時代廣場位于雄安新區(qū)啟動區(qū)西北片區(qū)，共3個地塊，即南北2個區(qū)和1個城市共享綠帶，以商業(yè)辦公功能為主。周邊規(guī)劃多處居住片區(qū)，緊鄰眾多城市綠地，景觀資源豐富，各類配套設(shè)施較完善。因其東臨高端高新產(chǎn)業(yè)科研用地，未來發(fā)展?jié)摿^大。本項目共包含11棟單體建筑，其中，1號樓為五星級酒店，3號樓為自持辦公樓，4號樓為三星級酒店，2，5，6，7，8，9，10號樓為銷售辦公樓，此外還包含1座公交站。地上計容面積為15萬m2，建筑高度45m。

△項目鳥瞰

項目從設(shè)計階段便積極圍繞建設(shè)“綠色智慧新城”目標，全方位高標準地推進綠色規(guī)劃設(shè)計。所有新建建筑全部按國家三星級綠色建筑標準設(shè)計，同時1號樓（五星級酒店）按WELL鉑金級標準、4號樓（三星級酒店）按WELL金級標準設(shè)計，3號樓（自持辦公樓）按國家零碳零能耗建筑標準設(shè)計，力求打造雄安新區(qū)首個WELL鉑金級認證及首個零碳零能耗建筑。

在如此高的綠色建筑設(shè)計標準下，本項目11棟建筑采用17種幕墻系統(tǒng)，材料包括10種主材、14種輔材，充分考慮建筑全生命周期節(jié)能。其中塔樓部分共采用10種幕墻系統(tǒng)，分別為：城磚紋復(fù)合幕墻（磚灰色）、豎向遮陽金屬復(fù)合幕墻（磚灰色、銀色、銀白色、銀灰色）、鋁板幕墻（玫瑰金色）、金屬復(fù)合幕墻（銀白色、銀灰色）、橫向遮陽復(fù)合幕墻（銀白色）、豎向錯動金屬幕墻（銀色）。裙房部分共采用5種幕墻系統(tǒng)，分別為折形復(fù)合幕墻（磚灰色、金色）、折形穿孔鋁板幕墻（金色）、豎明橫隱玻璃幕墻、背襯鋁板玻璃幕墻。下沉庭院部分采用金屬復(fù)合幕墻（金色、銀白色、銀色、銀灰色）。公交站采用金屬幕墻（深灰色）。所有主材全部選擇全生命周期能耗低、生產(chǎn)技術(shù)成熟的類型，如鋁板、Low-E玻璃等，不采用大理石等傳統(tǒng)高耗能板材。

2 綠色節(jié)能設(shè)計策略

>節(jié)能材料選用

面對城市現(xiàn)代化推進與日益惡化的全球生態(tài)環(huán)境，以往幕墻材料已無法滿足人們對建筑節(jié)能的要求，新型幕墻材料應(yīng)運而生。Low-E玻璃得到廣泛運用，成為綠色幕墻設(shè)計發(fā)展的里程碑。Low-E玻璃即低輻射玻璃，通過降低玻璃之間的輻射熱傳導(dǎo)增加玻璃組合件的熱阻，降低建筑傳熱系數(shù)，進而起到節(jié)能作用。Low-E玻璃根據(jù)膜層數(shù)量又可分為單銀、雙銀和三銀玻璃，隨著銀鍍層層數(shù)的增加，Low-E玻璃展現(xiàn)出更好的節(jié)能效果。其中，三銀Low-E鍍膜玻璃可將98%的太陽紅外熱屏蔽在室外。雄安中綠新時代廣場項目綜合考慮節(jié)能效果與成本造價，南區(qū)和北區(qū)的主要建筑選用雙銀Low-E及單銀Low-E形式，3號樓自持辦公樓選用雙銀Low-E、單銀Low-E及無銀Low-E形式。

△Low-E玻璃工作原理示意

△不同種類玻璃太陽紅外熱透過率對比

>綠色技術(shù)應(yīng)用

為應(yīng)對日益加劇的全球能源危機和不斷升級變化的節(jié)能標準，幕墻的構(gòu)造方式不斷進步。對于高層建筑來說，采用自然通風(fēng)方式一方面可提升室內(nèi)環(huán)境的宜居性，減少“空調(diào)病”，另一方面可降低對空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)等主動式手段的依賴，進一步降低維持建筑室內(nèi)環(huán)境舒適產(chǎn)生的能源消耗。在不影響建筑外立面美觀性的基礎(chǔ)上，通過幕墻開窗或通風(fēng)扇通風(fēng)等方式讓建筑“自然呼吸”，減少對室內(nèi)環(huán)境調(diào)控技術(shù)手段的依賴。

幕墻開啟方式主要分兩種，即玻璃開啟式和隱藏開啟式。其中，玻璃開啟式分為4種，內(nèi)開內(nèi)倒窗對立面有一定影響，但可實現(xiàn)全開通風(fēng)，排煙效率高；外開上懸窗對立面也有一定影響，但防水保溫性好，不占用室內(nèi)空間；平開窗可四面形成空氣循環(huán)，通風(fēng)量較大，利于排煙及采光，立面效果好，但室內(nèi)需做防護欄板，造價高；窗式通風(fēng)器通過附加裝置進行空氣交換。

△隱藏開啟式幕墻開啟節(jié)點

△隱藏開啟式幕墻細部

雄安中綠新時代廣場項目采用幕墻開啟自然通風(fēng)方式且≥0.5次/h。綜合考慮使用便捷性、通風(fēng)效率、外觀及經(jīng)濟性，1號樓（五星級酒店）結(jié)合穿孔城磚紋樣采用隱藏式內(nèi)平開窗；4號樓（三星級酒店）結(jié)合幕墻造型采用外開上懸窗；3號樓（自持辦公樓）采用玻璃開啟式和隱藏式內(nèi)平開窗；2，5，6，7，8，9，10號銷售辦公樓采用隱藏式內(nèi)平開窗。

>遮陽設(shè)計

由于玻璃的保溫隔熱性能不佳，當其作為建筑主要外圍護結(jié)構(gòu)時，熱損失是傳統(tǒng)墻體的5～6倍，除采用智能控制等高科技手段外，設(shè)計幕墻遮陽裝飾構(gòu)件，避免玻璃直接暴露在外部環(huán)境中，是節(jié)能、美觀、經(jīng)濟的設(shè)計方式。從美觀角度看，將不同遮陽裝飾構(gòu)件與玻璃幕墻結(jié)合設(shè)計可使外立面具有多種表現(xiàn)形式，更具藝術(shù)性。節(jié)能方面，通過在玻璃外加設(shè)遮陽構(gòu)件，可使部分太陽輻射被反射或吸收，減少進入室內(nèi)的輻射熱，降低維持室內(nèi)熱舒適所消耗的能源，同時，也能有效減少室內(nèi)眩光及室外光污染。

△不同遮陽裝飾構(gòu)件與玻璃幕墻結(jié)合

在雄安中綠新時代廣場項目中，幕墻根據(jù)遮陽裝飾構(gòu)件的不同可分為城磚紋復(fù)合幕墻、折形復(fù)合幕墻、鋁板幕墻、豎向遮陽復(fù)合幕墻、橫向遮陽復(fù)合幕墻等。總體邏輯是：在建筑主體南北兩側(cè)多采用橫向遮陽幕墻，在建筑東西兩側(cè)則多采用豎向遮陽幕墻，如五星級酒店建筑裙房部分多采用折形復(fù)合幕墻，既解決隱私問題，又減少西曬的不利影響。項目針對不同建筑的特性和風(fēng)格，采用水平式、垂直式、綜合式、百葉式等遮陽方式，將建筑節(jié)能與建筑形態(tài)完美結(jié)合，以較為經(jīng)濟的方式降低建筑能耗。

△五星級酒店塔樓城磚紋復(fù)合幕墻

△五星級酒店裙房折形復(fù)合幕墻

△三星級酒店鋁板幕墻

△銷售辦公樓豎向遮陽復(fù)合幕墻

△銷售辦公樓橫向遮陽復(fù)合幕墻

3 結(jié)語

為響應(yīng)國家節(jié)能減排號召，推進建筑綠色發(fā)展、降低建筑能耗刻不容緩。幕墻作為被廣泛應(yīng)用且熱工性能不佳的建筑圍護結(jié)構(gòu)，降低其能耗對降低建筑整體能耗具有重要意義。作為我國城市規(guī)劃設(shè)計的成功范例，雄安的綠色低碳實踐一直走在前列。本文以雄安新區(qū)中綠新時代廣場項目為例，探討幕墻設(shè)計專項對建筑節(jié)能的考慮，除選用節(jié)能材料、應(yīng)用綠色技術(shù)、進行遮陽設(shè)計外，本項目在建筑智能控制、屋頂光伏板儲能、地源熱泵設(shè)置等方面均體現(xiàn)出對雄安綠色建筑設(shè)計理念的響應(yīng)。

縱觀全球能耗分布可見，建筑能耗仍占較大比重，面對日益嚴峻的能源危機與日益惡化的生態(tài)環(huán)境，加強節(jié)能材料研究、拓展節(jié)能設(shè)計方法、延長建筑生命周期、推進綠色技術(shù)普及等方面還需從業(yè)人員不斷努力。

參考文獻

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本文刊登于《城市建筑空間》雜志

2025年第3期

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責(zé)編：李炎

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