可持續發(fā)展是當代世界的重要理念，綠色建筑越來(lái)越受到人們的關(guān)注。玻璃幕墻雖在熱工性能上與普通窗戶(hù)相比有很大改進(jìn)，但它仍是建筑能耗的一個(gè)薄弱環(huán)節。玻璃幕墻生態(tài)技術(shù)的發(fā)展意義重大。

　　從構成要素和構成方式來(lái)說(shuō)，玻璃幕墻生態(tài)技術(shù)的發(fā)展包括三個(gè)方向：1.構造技術(shù)；2.材料技術(shù)；3.控制技術(shù)。

　　一、構造技術(shù)

　　1.通風(fēng)幕墻

　�。�1）通風(fēng)幕墻的組成

　　通風(fēng)式幕墻由內外兩層玻璃幕墻組成，或稱(chēng)為雙層幕墻、可呼吸式幕墻、熱通道幕墻等。與傳統幕墻相比，它的最大特點(diǎn)是兩層幕墻之間有一個(gè)通風(fēng)換氣層，由于換氣層中空氣的流動(dòng)循環(huán)，使內層幕墻的溫度接近室內溫度。

　�。�2）通風(fēng)幕墻的原理

　　通風(fēng)式幕墻采用煙囪效應原理，從功能上解決節能問(wèn)題。由于換氣層的作用，它比單層幕墻節能約50％；通風(fēng)式幕墻外層玻璃可以選用無(wú)色透明玻璃或低反射玻璃，還可以最大限度地減少玻璃反射帶來(lái)的光污染；通風(fēng)式幕墻的隔音性能良好，可以保持室內擁有一個(gè)清靜的環(huán)境；不論天氣好壞都無(wú)需開(kāi)窗，換氣層就可直接將自然空氣傳至室內，為室內提供新鮮空氣，提高室內的舒適度，降低空調設備帶來(lái)的種種弊端。

　�。�3）通風(fēng)幕墻

　　通風(fēng)式幕墻根據通風(fēng)層結構的不同可分為“封閉式內循環(huán)體系”和“敞開(kāi)式外循環(huán)體系”兩種。

　　封閉式內循環(huán)體系通風(fēng)式幕墻外層原則上是完全封閉的，由斷熱型材與中空玻璃組成，其內層一般為單層玻璃組成的玻璃幕墻或可開(kāi)啟窗。兩層幕墻之間的通風(fēng)換氣層100mm-200mm。通風(fēng)換氣層與吊頂部位設置的通風(fēng)系統相通，從下而上進(jìn)行強制性空氣循環(huán)，室內空氣通過(guò)內層玻璃下部的通風(fēng)口進(jìn)人換氣層，使內側幕墻玻璃溫度達到或接近室內溫度，達到節能效果。

　　在通道內設置可調控的百葉窗或垂簾，可有效地調節采光和遮陽(yáng)，在室內創(chuàng )造更加舒適的環(huán)境。

　　封閉式內循環(huán)體系通風(fēng)式幕墻應用實(shí)例如英國勞氏船社總部大廈、美國西方化學(xué)中心大廈。

　　敞開(kāi)式外循環(huán)體系通風(fēng)式幕墻外層是單層玻璃與非斷熱型材組成的玻璃幕墻，內層是由中空玻璃與斷熱型材組成的幕墻。內外兩層幕墻形成的通風(fēng)換氣層的兩端裝有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，通道內可以設置遮陽(yáng)裝置。

　　冬季時(shí)，關(guān)閉通風(fēng)層兩端的進(jìn)排風(fēng)口，換氣層中的空氣在陽(yáng)光的照射下溫度升高，形成一個(gè)溫室，減少建筑物的采暖費用。

　　夏季打開(kāi)換氣層的進(jìn)排風(fēng)口，在陽(yáng)光的照射下?lián)Q氣層空氣溫度升高自然上浮，形成自下而上的空氣流，帶走通道內的熱量，降低內層玻璃表面的溫度，減少制冷費用。

　　通過(guò)對進(jìn)排風(fēng)口的控制以及內層幕墻的構造設計，還可以由通風(fēng)層向室內輸送新鮮空氣，改善建筑空氣質(zhì)量，使得高層建筑，特別是超高層建筑自然通風(fēng)成為可能，最大限度地滿(mǎn)足了使用者生理與心理的要求。

　　德國法蘭克福商業(yè)銀行大廈、埃森的“RWE”總部大樓等建筑采用了敞開(kāi)式外循環(huán)體系通風(fēng)式幕墻。

　　寒冷地區因采暖時(shí)間長(cháng)，選用通風(fēng)式幕墻時(shí)，主要是利用換氣層的“溫室效應”來(lái)減少室內熱量的散失。內層采用中空Low-E玻璃、斷熱鋁型材及相對較大的換氣層寬度達到較好的節能效果。炎熱地區，空調制冷使用時(shí)間較長(cháng)，外層采用熱反射玻璃和相對較小的換氣層寬度，以增強煙囪效應的效果，降低內層玻璃表面的溫度，從而達到最佳的節能效果。

　　2.遮陽(yáng)裝置

　　建筑遮陽(yáng)的目的在于阻斷直射陽(yáng)光透過(guò)玻璃進(jìn)入室內，防止陽(yáng)光過(guò)分照射和加熱建筑圍護結構，防止直射陽(yáng)光造成強烈眩光。玻璃幕墻的各種節能措施中，遮陽(yáng)技術(shù)可能是節約能源最有潛力和最為方便的構造手段。

　　良好的遮陽(yáng)設計不僅有利于節能，而且是幕墻構成的有機組成和塑造建筑美感的重要元素。遮陽(yáng)構件多種多樣，對于側窗部分來(lái)說(shuō)，有平板遮陽(yáng)、水平遮陽(yáng)、垂直遮陽(yáng)和格柵式遮陽(yáng)等。對于屋頂天窗和玻璃頂來(lái)說(shuō)，布幔和格柵能夠充分發(fā)揮遮陽(yáng)作用。

　　除遮陽(yáng)構件之外，利用綠化、植被等自然因素也有相當理想的遮陽(yáng)效果。

　　水平遮陽(yáng)的使用最為廣泛，柏林的北歐5國大使館采用了水平遮陽(yáng)板，綠色流線(xiàn)型截面的遮陽(yáng)板密密覆蓋在窗戶(hù)外測，與整個(gè)墻面融為一體。

　　垂直遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角很低的光線(xiàn)，適合用于東西方向。

　　柏林的墨西哥大使館主立面和人口朝東，垂直遮陽(yáng)能夠最有效地發(fā)揮作用，主立面上最為突出的是從上到下貫穿整個(gè)高度的垂直遮陽(yáng)構件。這些混凝土遮陽(yáng)板不僅能夠有效遮擋陽(yáng)光，而且傾斜角度逐漸加大，給人一種韻律感。怕林奔馳公司總部大樓的垂直遮陽(yáng)板的豎向黃色線(xiàn)條成為一種標志，營(yíng)造出豐富多彩的幾何形體，成為建筑不可分割的有機組成部分。

　　德國國會(huì )大廈的穹頂將頂部遮陽(yáng)與自然通風(fēng)完美結合，不但柔和的漫反射光線(xiàn)可以延伸到最底層的議會(huì )大廳，而且大廳內的熱空氣還可通過(guò)反光板圍合成的倒錐體排出，可謂一舉兩得。由于不同季節、不同時(shí)間采光和日照要求各不相同，調整遮陽(yáng)構件的遮陽(yáng)效果必不可少。

　　德國波茨坦能源中心中庭采用可調節簾幕遮陽(yáng)，隨著(zhù)時(shí)間的變化和簾幕的開(kāi)閉，陽(yáng)光和陰影形成了特有的環(huán)境氛圍。在建筑另一測的雙層玻璃幕墻上的空氣夾層中，安裝了由遙控操作的活動(dòng)式水平遮陽(yáng)百葉窗簾，用戶(hù)可根據陽(yáng)光的強弱程度調節百葉的角度，有效地調節和控制室內光線(xiàn)和減少吸熱量，適應于不同季節的天氣。

　　對于一般的遮陽(yáng)構件來(lái)說(shuō)，手工調節十分有效，但對于大面積和高層建筑的玻璃幕墻，則需要依賴(lài)自動(dòng)調節設施。建筑師努力將現代自動(dòng)控制技術(shù)用于建筑遮陽(yáng)沒(méi)計，在滿(mǎn)足功能需要的同時(shí)，更營(yíng)造出一種獨特的光影效果。

　　二、材料技術(shù)

　　1.玻璃材料

　　低輻射（比Low-E）玻璃夏季可以反射陽(yáng)光中的紅外線(xiàn)，可以節省空調費用；冬季能使室內的熱量重新反射回室內，減少熱量流失。低輻射（比Low-E）玻璃現在已經(jīng)在國內外得以廣泛運用。

　　電致變色玻璃由玻璃、電致變色介質(zhì)、電解質(zhì)及透明電極等部分組成，在玻璃的兩個(gè)表面之間施加正、反向電場(chǎng)或者是在施加電場(chǎng)和不施加電場(chǎng)時(shí)呈現不同透光性，使室內的采光達到自由控制。

　　光致變色玻璃可以根據太陽(yáng)光的強度自動(dòng)調節透光率，在光線(xiàn)強的時(shí)候顏色變深降低透光率，而當光線(xiàn)較弱時(shí)又完全恢復透明的狀態(tài)，達到最大透光率。

　　人們還通過(guò)印刷技術(shù)在玻璃表面印刷特定的圖案，既可以保證玻璃安裝后房間的私密性，又可以同遮陽(yáng)裝置一樣阻擋過(guò)強的陽(yáng)光，還可以表達特定的文化涵義。

　　2.斷熱型材

　　斷熱型材是在內外兩種高導熱性的金屬框料之間插入低導熱性的隔離物形成有效斷熱層，阻斷通過(guò)門(mén)窗框或窗扇型材散失熱量的途徑。

　　斷熱型材結構合理、結合牢固、強度高、剛性好、熱阻大，而且具有優(yōu)良的隔聲節能性能、抗風(fēng)性能和氣密水密性能。

　　斷熱型材早期用于門(mén)宙，多用于平開(kāi)宙，后來(lái)逐漸用于有框玻璃幕墻，不適用于隱框玻璃幕墻。

　　三、控制技術(shù)

　　人們還把通風(fēng)式幕墻與電子計算機系統結合在一起，發(fā)展了智能幕墻。采用智能幕墻系統的建筑其能耗只相當于傳統幕墻的30％。

　　智能幕墻是通風(fēng)式幕墻的延伸，通過(guò)計算機系統有效地調節室內空氣、溫度和光線(xiàn)，節約建筑物使用過(guò)程的能源消耗。智能玻璃幕墻包括玻璃幕墻、通風(fēng)系統、空調系統、環(huán)境監測系統、樓宇自動(dòng)控制系統。

　　同傳統幕墻和熱通道幕墻相比，除了玻璃及支撐結構外，更重要的是建筑內部分環(huán)境控制和建筑職務(wù)系統。

　　智能幕墻的關(guān)鍵在智能控制系統，是從功能要求到控制模式，從信息采集到執行指令傳動(dòng)機構的全過(guò)程控制系統，它涉及到氣侯、溫度、濕度、空氣新鮮度、照度的測量，取暖、通風(fēng)空調遮陽(yáng)等機構運行狀態(tài)信息采集及控制，電力系統的配置及控制，樓宇計算機控制等多方面因素，是一套較為復雜的系統工程。

　　四、展望

　　隨著(zhù)新世紀的到來(lái)，人們對工作條件舒適方面的要求變得越來(lái)越重要。在采光要求上，計算機的廣泛應用提出了怎樣在保證自然光照的條件下避免陽(yáng)光直接進(jìn)入室內的問(wèn)題。

　　伴隨著(zhù)SARS的流行，封閉的、全空調的辦公室條件愈來(lái)愈多的受到使用者的批評，無(wú)論從心理學(xué)，還是從不同使用者特殊要求的角度，自然通風(fēng)的可能性及對自然開(kāi)放式的條件，已為人們所普遍歡迎。

　　另外，隨著(zhù)環(huán)境保持意識的不斷加強，光污染和節能的重要已成為人們廣泛的共識。這一切成為擺在現代玻璃幕墻生態(tài)技術(shù)面前的新課題。