双层呼吸式幕墙分析与研究

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

双层呼吸幕墙作为智能幕墙的一种，具有环保节能的优势，在我国尚处于起步阶段，由于是智能化幕墙，在未来的一段时间内，需要开发商及幕墙公司在智能型幕墙方面提前投入研究，这样才能赢得先机，占领市场。一、双层幕墙的特性分析研究当今，节能和环保已经成为世界的两大主题, 建筑幕墙作为建筑节能的主体, 首当其冲需要革新。为解决这些问题, 一种新型的玻璃慕墙――智能玻璃幕墙技术先后在德国、英国等西欧国家得到发展。智能玻璃幕墙包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙――双层幕墙。它是由一层外层玻璃幕墙和一层内层玻璃幕墙 (或玻璃窗)组成的双层玻璃幕墙, 两层玻璃幕墙之间留有一空腔(通道),这个通道称为热通道。或者说这是一种特别的幕墙结构, 它在一个传统的幕墙外再增加一层玻璃幕墙, 通过幕墙的通风设备的开关可使双层幕墙中间进入或逸出空气,开窗后房间可进行自然通风,幕墙中间的遮阳装置可减少气候的影响, 并且不妨碍玻璃幕墙的外观效果。双层幕墙对于提高建筑幕墙的保温、隔热以及隔声性能起到了非常大的作用,也就是说双层幕墙具有一些优异的性能。双层幕墙可分为两类： 一是封闭式内循环体系热通道双层幕墙 ，二是敞开式外循环体系热通道双层幕墙。封闭式内循环体系热通道双层幕墙内层幕墙一般采用单片玻璃或可开启窗,外层幕墙则采用中空玻璃或者 Low- E玻璃,型材为隔热 (或断热)型材,外层幕墙原则上是完全封闭的,内层幕墙设开启扇或通风口,两层幕墙之间的通风换气层一般为100mm ― 200mm. 通风换气层与吊顶部位设置的通风系统相通, 从下而上进行强制性空气循环, 室内空气通过内层玻璃下部的通风口进人换气层, 使内侧幕墙玻璃温度达到或接近室内温度,达到节能效果。在通道内设置可调控的百叶窗或垂帘, 可有效地调节采光和遮阳, 在室内创造更加舒适的环境。敞开式外循环呼吸幕墙的内层幕墙一般采用中空玻璃或者 Low -E 玻璃, 型材为隔热 ( 或断热 ) 型材, 外层幕墙则采用由单片玻璃制作的敞开式幕墙结构。空气从外层幕墙的下通道进入热通道空间, 其尺寸一般为 500mm- 600mm. 然后从外层幕墙的上部排风口排出, 而内层幕墙则完全封闭。敞开式外循环呼吸幕墙在一定条件下可以靠自然通风, 不需要借助于专门的通风设备, 维护和运行费用较低, 是目前应用比较广泛的呼吸幕墙形式。敞开式外循环呼吸幕墙的进风口和排风口可以开启和关闭, 夏季时开启进风口和排风口, 热空气形成自下而上的空气流动 (有关试验证明这种热空气流动的速度可达到 0. 6 m /s), 带走热通道内由于日照而产生的热量, 降低内层幕墙的外表面温度, 减少了空调制冷的负荷, 节约了能源, 降低了能耗； 冬季关闭进风口和排风口,热通道因为阳光照射得以温度升高而成为封闭温室, 提高了内层幕墙的外表面温度, 起到保温作用, 减少了建筑物采暖的运行费用。此外,敞开式外循环呼吸幕墙也可以根据需要而在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘, 有效地调节阳光的照射。二、幕墙设计问题分析研究工程外装修设计应严格遵守国家标准《建筑幕墙》( GB12618 -2007 )与行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》( JG J102 - 2003) , 在整体外形设计上追求外装饰面的最大的通透效果, 力求晶莹剔透、虚实相宜,体现国际上目前流行的 高技 派设计风格, 保证幕墙的通透性、均质性与整体性, 充分体现大方、美观、现代的设计要求。并在功能上, 满足用户日常操作的便捷性和可靠性需求。双层幕墙系统主要由以下几部分组成: (1)内层幕墙； (2)外层幕墙； (3)通风道； (4)遮阳百叶窗帘； (5)钢格栅； ( 6)埋件及挂接体系；(7) 内外层幕墙挂件； (8) 防雷系统； (9) 层间及周边密封防火设置；

三、幕墙结构分析研究单元式双层幕墙结构。内层幕墙由玻璃铝板单元板块, 玻璃铝板共面设计。外视形式为明框结构, 板块座装在横龙骨上, 内外面内塞胶条, 即起到了密封作用, 还实现了弹性接触。面材两道胶条密封, 插接部位四道胶条密封, 密封性能可靠。龙骨为断热型材, 有效防止室内外热能的交换。铝板背部设置了保温岩棉, 内侧加 1. 5mm镀锌板封修, 内视效果好。竖向龙骨设置热浸镀锌钢插芯, 插接后保证上下板块的刚性连接,增强了整幅幕墙的稳定性。开启扇设计为外平开窗, 节省了室内的空间, 增加有效的使用面积。同时, 开启扇设有开启角度限位装置, 防止出现窗扇与外层驳接玻璃碰撞的现象。外层幕墙为点式玻璃和通风百叶的组合单元板块。点式玻璃通过竖框上连接杆件上的驳接爪四点连接, 四边分别与上下横框和左右竖框用胶条密封。竖向龙骨插接后形成椭圆弧形状, 为幕墙增加了可观赏性。竖向龙骨也设置了不锈钢插芯, 参与插接, 以增强整幅幕墙的稳定性。为防止灰尘大量进入幕墙内的空气层, 在通风口处设置防尘装置, 保证了进入室内的空气清洁。室内的污浊的空气通过空气热压作用, 排出室外。其工作原理是在呼吸幕墙设计过程中, 运用空气热压原理和烟囱效应, 在幕墙进风口形成正压区, 使自然风进入缓冲区； 在出风口形成负压区, 使室内污浊空气通过缓冲区, 排出室外。在自然通风的系统设计中, 防尘介质的选用直接关系到通风效果。对外层幕墙来说, 由于缓冲区与室外气体相通, 一方面使外幕墙内外两侧温差减少, 另一方面, 潮湿气体随时被换气排出室外, 所以, 外层幕墙内表面也不会结露, 因此呼吸幕墙具有防止结露的功能, 可以大大提高建筑及装饰的寿命和幕墙的功能。内外层幕墙通过铸铝挂件与外层竖框的上部进行连接, 下部则通过钢格栅与内外层下横框进行连接, 从而实现内外层板块的刚性连接。为了控制空气的流通和防火隔音功能, 内外层幕墙中间还设置了空气流动方向控制板, 以及穿孔铝板。遮阳系统设置在内层铝板幕墙的前部。根据实际需要, 不用时遮阳百叶收起, 遮阳系统暗藏, 不影响内外视效果。使用时室内手动或电动控制, 遮阳百叶便可按照您的意愿在任意位置放下或叶片倾斜, 操作方便。

四、传统玻璃幕墙的缺陷分析研究近几年来随着科学不断的发展, 传统意义的玻璃幕墙也在不断的更新换代。但是,这种传统意义上的玻璃幕墙技术存在以下几方面缺陷:一是玻璃的保温性能差, 能源消耗较大, 造成日后运行、维护费用高。二是室内办公人员易患空调综合症。产生的原因有 a. 空气流速过快； b. 空气紊流 ； c. 室内产生大量的微生物； d. 夏天空调温度过冷； e. 空气流通不良, 室内气味不好。三是刮风下雨等恶劣气候, 无法实现自然通风。

五、双层呼吸式幕墙未来展望

双层幕墙主要在保温、隔热以及隔声性能起到了非常大的作用, 但在工程项目的综合节能作用上, 还有很多其他因素在影响, 良好的保温、隔热在工程上并不能就意味着节能,因为双层幕墙结构的封闭性, 采用双层幕墙就意味着将完全依赖中央空调系统,在工作时间段甚至更长时间内设备都要不停地工作,而且不分季节、气候变化一如既往。事实上, 对于敞开式外循环呼吸幕墙理论上可以利用温差、烟囱效应形成热通道抽吸作用进行通风换气,但实际上它受工程的区域气候情况、建筑的朝向、外环境温差、风力大小等等因素影响很大, 很难达到理想的效果,一般都需要依靠强制抽风系统来解决。一般幕墙都开有一定比例的开启扇, 必要时候可以开启轻松实现自然通风换气,保持室内空气的清新、卫生。由于双层幕墙结构的封闭性,通风换气只能通过中央空调、新风系统经过管道输送来实现,而通风管道长时间的使用无法保证其清洁卫生,往往带有异味,从而使室内空间的空气无法达到自然通风的清新、卫生, 或许还在一定程度上影响了项目整体品质。