建筑装饰工程中呼吸式幕墙的认识和应用

摘 要：呼吸式幕墙作为一种新兴的节能型幕墙，从欧洲传入我国后，即因其环保、节能、高舒适度等优点得到人们的青睐，在建筑幕墙工程中得以推广使用。本文就其工作原理、优点、制约发展的因素、发展的目标等谈了一些自己的见解和认识。

关键词：呼吸式幕墙；原理；优点；应用；因素

Abstract: Respiratory type curtain wall is a new energy-saving curtain wall, from Europe to China, namely because of its environmental protection, energy saving, high comfort and other advantages to get the favour of people, can be widely used in building curtain wall engineering. In this paper, the working principle, advantages, the factors restricting the development, development goals, talk about some of their views and understanding.

Key words: Breathing - wall; principle; application; advantages; factor

中图分类号：TU3 文献标识码： 文章编号：

前言

呼吸式幕墙90 年代在欧洲出现，后传入我国。它由内、外两道幕墙组成，内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气可以从下部进风口进入，又从上部排风口离开这一空间，这一空间经常处于空气流动状态，热量在这一空间流动，因此又称为双层通风幕墙、热通道幕墙等。

由于其具有空气流动、交换的特征，对提高幕墙的保温、隔热、隔声功能起到很大作用，因此在我国，呼吸式幕墙逐渐得到认可和应用。

一、呼吸式幕墙的分类及其工作原理

根据通风层结构的不同，呼吸式幕墙可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。

1、封闭式内循环体系呼吸式幕墙

此类幕墙一般在冬季较寒冷地区使用，外层幕墙采用中空玻璃、隔热型材形成封闭状态。内层幕墙采用单层玻璃或单层铝合金门窗，成可开启状态，以便对外层幕墙进行清洗。内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间。其下部有进风口，上部有排风口，可控制空气在其间流动状态。设有可控制的进风口、排风口、遮阳板和百叶等。利用机械通风，空气从楼板或地下的风口进入通道，经上部排风口进入顶棚流动。由于进风为室内空气，所以通道内空气温度与室内温度基本相同，因此可节省采暖与制冷的能源，对采暖地区更为有利。

2、敞开式外循环体系呼吸式幕墙

外循环呼吸幕墙是指空气从外层幕墙的下通道进入热通道空间，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。敞开式外循环呼吸幕墙可以完全靠自然通风，不需要借助于专门的设备，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。此外，通过对进排风口的控制以及对内层幕墙结构的设计，达到由通风层向室内输送新鲜空气的目的，从而优化建筑通风质量。

按照季节情况阐述如下：

2.1在春秋两季，当需要换气时可将遮阳帘和室内断热门打开。进风口设有防虫网和可拆装的过滤装置，能防治昆虫进入并大大降低气体中灰尘的浓度，使进入室内的空气洁净清新。过滤装置可定期清洗。

2.2夏季将遮阳帘放下，遮挡阳光直射室内。同时，阳光使箱体单元内空气温度升高，由于“烟囱”效应使热的气流上升并通过上端出风口排到室外。降低通道内的温度，从而减少通道与室内的热交换。

2.3冬季将遮阳帘打开，让阳光直射室内。同时，阳光使箱体单元内空气温度升高，减少通道与室内的热交换。

二、呼吸式幕墙的优点

其最大优点在于它能够根据外界条件的变化而调节其机制，以达到最大限度地利用自然光照明、取暖、通风，同时减少过多的热辐射、眩光、风沙等不利条件以创造舒适健康的室内环境。具体优点如下：

1、单层幕墙只是从材料的选用上，通过材料本身的特性来达到一定的节能效果；呼吸式幕墙则根据“烟囱效应”与“温室效应”的原理进行设计，从幕墙的功能上解决节能问题。由于换气层的作用，比单层幕墙节能约50%。

2、出于对室内外效果与节能的考虑，单层玻璃幕墙一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃；呼吸式幕墙的外层玻璃一般会选用无色透明玻璃或低反射玻璃，此材质的玻璃可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响，如“光污染”等。

3、 由于形成了中间空气缓冲层，使冬季主要进入室内的空气得到初步加温；夏季主要的热辐射被遮挡在中间缓冲层之后，被有组织地排出室外，因而能够有效地节约采暖制冷能源。同时遮阳百叶置于换气层，能有效地防止日晒又不影响立面效果。

4、无论天气好坏，呼吸式幕墙都勿须开窗，换气层就可直接将自然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，同时大大地降低了高层建筑单纯依赖暖通设备机械通风带来的弊病。

5、双层幕墙的隔音效果在窗户向内开启和关闭的状态下分别比单层幕墙隔音效果提高10db以上。当噪声降低10dB时，人们感觉噪声强度减少了大约一倍。其良好的隔音性能让室内工作的人们有一个清静的环境，大大提高了室内的舒适度。

6、为建筑设计提供了一种新的表现形式，更能够体现现代科技的美感和玻璃建筑的纤细、轻盈通透和精美。

三、在建筑工程中的应用

由于“封闭式内循环体系呼吸式幕墙”一般都与大厦的通风系统相连接，它的运行会增大通风系统的功率，从而需增大投入与消耗，因而其应用不多。“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”作为一种更新形式的呼吸式幕墙得到了广泛采用。下面将以“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”为例，介绍呼吸式幕墙的应用。

1、 换气层与材料

呼吸式幕墙换气层是关键，其进出风口的设置、换气层的宽度大小、材料的选用等直接影响到其性能的发挥。

通常北方寒冷地区因采暖时间长，选用呼吸式幕墙时，主要是利用换气层的“温室效应”来减少室内热量的散失。内层采用中空LOW-E玻璃、断热铝型材，以及相对较大的换气层宽度将会达到较好的节能效果。

南方温暖地区，因冷气使用时间较长，利用呼吸式幕墙换气层的“烟囱效应”来降低内层玻璃表面的温度可达到节能目的。因此外层采用热反射玻璃，以及相对较小的换气层宽度，将会增强“烟囱效应”的效果，来达到最佳的节能状态。

2、结构型式

由于是双层体系，在幕墙结构型式多样化的今天，可以根据建筑效果的需要有很多种组合，但为了最大限度突出呼吸式幕墙的通风、节能、环保的特点，一般采用如下结构型式：

2.1内外层结构分体式，即内外两层幕墙各成体系，为形成通气层通过其它方式进行隔断。由于此种型式的两层幕墙分别独立，外层结构可选用明框、隐框或点式玻璃幕墙结构。内层结构可选用各种幕墙型式或推拉、平开窗的型式。

2.2内外层结构一体式，即内外层幕墙做成一体或一个单元。构成通风层的内外两层幕墙共用一根竖骨料，外层可做成明框或隐框形式，内层则做成可开启窗或固定窗。当两层幕墙一体地做成单元式，则每个单元犹如一个个玻璃箱子，因此也被称为“箱体式幕墙”。

四、制约呼吸式幕墙广泛应用的因素

1、换气层的宽度（体积）确定缺乏依据。如何才能使其保温节能与隔音降噪达到最佳，目前缺乏理论依据，只能依赖实验，需从设计计算上找到理论依据。

2、进出风口的设计是呼吸式幕墙发展中另一个亟待解决的问题。设计不当会造成换气层循环气流的短路，达不到节能效果。另一方面，进风口会带入大量的灰尘而影响建筑的外观效果。

3、消防方面的隐患。由于换气层的“烟囱效应”会造成消防上的隐患，所以在通风换气层的设计时应与大厦防火分区设计相结合。

4、较高成本阻碍其广泛应用。呼吸式幕墙由于结构双层、技术含量高，较单层幕墙价格高，如果采用呼吸式幕墙，一次性投资会增加。这也在一定程度上阻碍了其发展。

五、呼吸式幕墙的节能效果

据有关专家估计，世界上大约50% 的能耗是建筑能耗，而从普通窗户中散失的能量则达到一般实体墙的5～6倍，传统的单层玻璃幕墙虽然在热工性能上比普通窗户有很大的提高，但它仍然是建筑能耗的一个薄弱环节。呼吸幕墙的优点就充分体现于它的双层幕墙结构，在阳光照射、热辐射以及热传导等性能方面都优于传统的单层玻璃幕墙。据德国有关资料表明：呼吸幕墙与传统的单层玻璃幕墙的能源消耗相比，采暖时可节约能源42%～52%，制冷时可节约能源38%～60%.由此可见，呼吸幕墙具有非常优异的节能性能。此外，呼吸幕墙由于采用的是双层幕墙结构，而且有一层幕墙通常采用中空玻璃，其隔声效果也非常显著，可以大大改善相应的办公条件。

六、呼吸式幕墙的发展

呼吸式幕墙在国内刚刚起步之时，德国、美国等发达国家已将其与电子计算机系统结合在一起，发展了智能幕墙。采用智能幕墙系统的建筑其能耗只相当于传统幕墙的30%，可见智能幕墙将是节能环保幕墙发展的又一新的目标。

智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸，是智能化建筑的基础上将建筑配套技术（暖、热、光、电）的适度控制，在幕墙材料、太阳能的有效利用，通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线，从而节省建筑物使用过程的能源，降低生产和建筑物使用过程的费用。

结束语

虽然现在由于技术、规范标准、经济性等多方面的原因，呼吸式幕墙在建筑装饰工程中的大规模应用还任重而道远。但我国已出台相关政策，节能环保的意识也日渐深入人心，相信呼吸式幕墙会离我们越来越近。