时间：2023-10-17 04:43:12
关键词：含油气盆地 幕式机理 成藏 突发性 周期性
基金项目：国家油气重大专项（2011ZX05002—002）。
1 引言
Hunt （1990）是较早注意到幕式成藏的学者之一，主要研究与异常压力流体封存箱有关的成藏， 认为封存箱流体的涌流释放过程是周期性的、幕式的，封闭层的封闭—突破—再封闭—再突破具有旋回性。Hooper （1991）讨论了生长断层带的流体运移问题，并提出了“周期流”（Periodic flow）理论， 认为断层带附近的流体运移，受控于断层活动的周期以及断层带的渗透性。[2]
油气是以幕式方式演化的，如构造运动的幕式、油气二次运移的幕式、断层形成或开启的幕式、油气成藏的幕式等等。这些要素的幕式过程是相关联的。
2 含油气盆地幕式演化进程
2.1 内因演化过程
含油气盆地在其演化过程中，垂向的重力压实是主要内因。
压实的不均一性造成了地层内部存在超压或者欠压实现象，使得压力在垂向上的分布不符合静水压力与静岩压力，这种压力差的积聚，为油气形成幕式运聚及成藏提供了内因。当压差积聚到一定程度后，盆地本身就存在形成断层泄压的要求。作者认为，单纯的超压或者欠压实很难形成断层进行泄压，只有通过外因来起作用。
盆地内部存在很多裂隙，一部分是构造运动的结果，另一部分是盆地内因调整的结果，通常靠裂隙丛来实现。在油气运聚过程中，裂隙与断裂的影响和作用是不同的。
2.2 外因演化过程
构造运动是引起含油气盆地变化的主要外因。其产生的断裂、裂隙等输导体系，为油气的二次运移提供了通道；产生的势能改变，为油气的重新调整及聚集产生了场所。
构造运动的产生与地球表面陆壳、洋壳的相互转化，以及洋中脊火山喷发的过程有关，这个演化过程是周期性的，从而决定了盆地内油气的运聚、成藏也是周期性的。
2.3 幕式爆发点
区域构造运动是含油气盆地幕式爆发点。从幕式爆发点开始，与油气勘探有关的幕式因素可能在短期内达到新的平衡，因此，油气勘探的关键时期就是幕式爆发点的时间节点，要着重对该时期的构造形态进行研究，才能明确有利勘探区域，实现大突破。
3 幕式机理
3.1 幕式成藏
地质学家认为：幕式成藏主要有三种机理， 构造幕作用、断层阀效应以及超压积聚效应。
实际上这三种机理的出处都来源于构造运动。构造运动形成的断层采用了断层阀，构造运动造成的超压区的破裂才有了超压积聚效应。
3.2 幕式构造演化
地壳具有循环演化（如图1所示）的过程，这造就了含油气盆地的循环演化。认为与构造有关的幕式是大地构造运动的结果，与流体有关的幕式是盆地内部存在压力再平衡的要求。
幕式成藏主要受控于区域构造运动、断裂活动和异常压力演化。[1]
3.3 幕式运移
幕式运移的理论已经被很多学者以及实验数据所认可，也有很多文章发表，在此不再赘述。
3.4 幕式生烃
传统的生烃理论认为，生烃是符合化学动力学过程的，依赖温度、时间两大因素的连续过程。
作者提出幕式生烃的概念，有悖于传统的生烃理论。其理论基础是有机质的生烃与超压环境有关，在非超压区域内，生烃是非幕式的，生烃的过程对超压环境的形成有贡献。
在超压环境下，成烃是一个随着烃源岩步进式演化而形成的幕式过程。从准噶尔盆地莫深1井Ro随深度变化图（如图2所示）上明显看出，Ro演化的步进式过程。大部分的地质学家把这种步进式过程解释为由剥蚀事件引起的，实际则不然，剥蚀可能引起横向步进，而不能造成垂向步进，即使是剥失引起的，它与幕式超压的排放过程也是等同的。
4 幕式概念模型
郝芳等认为：“幕式流体流动与事件型流体流动的主要区别在于前者压力积累的连续性、流体流动的多期性和周期性，而事件型流体流动可能仅仅一期，即使存在多期，但不同期次流体流动无必然的成因联系且周期性不明显。”
上述观点把幕式分为：（1）周期性幕式；（2）单一幕式。幕式真正的内在含义并不是周期性，而是突发性，因此这样的分类有造成概念混乱之嫌。
5 准中1-3区块幕式研究
5.1油气的幕式充注
到目前为止，中部1区块共完钻探井20口，其中预探井11口，评价井9口。
据曾治平研究表明：在准中1-3区块，经历了三期油气充注：（1）第一期充注J晚期；（2）第二期充注K～E；（3）第三期充注与调整N～Q。也就是说，该研究承认准中1-3区块流体的周期性。同时，他也指出了油气充注的时期（如图4所示）。
可以看出，承认幕式的周期性，没有注意到幕式的瞬间性是现在研究的不足。
5.2 构造演化的幕式
准中1-3区块，从构造演化的进程来看，与油气成藏有关的喜山期掀斜导致油气调整，造成了车莫古隆起剥蚀破坏，使得油气趋于贫化。由此可见，构造演化过程最后一次的幕式构造演化决定了准中1-3区块现在的勘探潜力。
6 对勘探的指导意义
幕式成藏可以在较短时间内形成油气藏，具有异常高的成藏速率，有自己独特的输导体系，因此幕式成藏是形成大、中型油气藏的前提条件。
油气幕式运聚到幕式成藏过程的存在，完善了含油气盆地油气运移的机制，即：（1）以达西流为形式的短距离运移；（2）以裂隙为形式的中短距离运移；（3）以断层为主、不整合为辅的中长距离形式运移。
油气的幕式成藏观点，解决了油气勘探中过分对古研究的依赖。在实际的勘探中，了解关键地质时期，即幕式事件发生的时期，就基本上把握住了勘探的空间位置感，从而很好地选择油气的有利勘探区域。
由于喜山期的掀斜形成了准中1-3区块油气成藏的先天不足，重点研究断层沟通的独立砂体，剖析失利井（包括产能递减速度过快的井），作者认为可能本身就不是油气藏，而是油气运移路径上的残余油。
7 结论
（1）基于幕式成藏的机理，油气运聚到成藏的过程大部分区域、时间符合涌流特征，而不是达西流特征。
（2）幕式成藏输导体系的前端主要以断层、裂隙为主，不整合面辅之，连通砂体也会被压力流体钻改造成裂隙；
（3）幕式成藏后端是达西流。
（4）幕式成藏的过程：由构造运动引起地层破裂，产生断裂，开始油气的二次运聚；油气沿断裂带幕式运聚到断裂最上层的砂体储层，并对储层开始裂隙化改造；随着压力的减小，有可能继续在下部储层聚集油气。
参考文献：
[1] 《论幕式成藏》，赵靖舟，《天然气地球科学》第16卷第4期，2005年8月。
[2] 《幕式成藏理论的提出及其勘探意义》，赵靖舟，《石油实验地质》，第27卷第4期2005年8月。
关键词：幕墙式消浪结构 耦合数值方法 VOF方法 Boussinesq方程
以往的研究成果表明，迎浪面开孔的沉箱直立堤可以有效地减小反射波，但消浪室的宽度(即开孔前墙和不透水后墙之间的宽度)一般应达到当地波长的四分之一[1]。如果入射波为涌浪或者其他类型的长波，这意味着理想的消浪室宽度在实际工程上可能无法实现。最近，日本学者提出了一种能有效消减直立堤前反射波的新型结构——幕墙式消浪结构[2](curtain-walled dissipater)，其断面如图1所示。设在直立墙前的垂直屏障称为幕墙。幕墙至直立墙的距离B为消浪室的宽度。
图1 幕墙式消浪结构
幕墙吃水深度用c表示。由于入射波引起的消浪室内水体振荡运动和幕墙下面的涡旋运动使得波能大量耗散，从而实现消减反射波浪的目的。这种新型消浪结构的主要优点是能够有效地减小消浪室的设计宽度。
数值模拟是揭示幕墙式消浪结构水力学性能和消浪机理的有效手段。由于在幕墙和直立墙处产生的反射波在造波边界处可能形成二次反射，通常的方法需要在二次反射波传播到结构物之前停止计算。这意味着计算域的长度必须足够大。然而，在一个很长的立面二维计算域上全部采用粘流波浪数值模型做精细模拟一方面计算工作量很大，另一方面必要性也不充分。为此，本文提出了一个耦合求解策略，即将二维RANS-VOF模型与一维Boussinesq方程模型耦合起来解决问题。在耦合模型中，一维子模型由于其计算效率很高，可以考虑足够长的计算域；二维子模型则能够较好地反映流场的细部，包括粘性对流动的影响。
1 耦合模型的原理
如图2所示，耦合模型是将整个计算域Ω划分为Ω1和Ω2两个子域。这两个子域通过一条公共的重叠带衔接起来。Ω1为包含幕墙和直立墙的近场，流动以二维紊流运动方程，即Reynolds方程(RANS)为控制方程，采用标准k-ε紊流模型封闭，并在近壁区应用壁面函数理论[6]；自由水面的描述采用定义流体体积函数的方法[5]。
图2 耦合模型区域划分
Ω2域内流动的控制方程采用色散性改进的Boussinesq方程[4]的一维形式，经差分离散后得到系数矩阵为三对角矩阵形式的代数方程组，采用追赶法快速求解。在耦合模型中，两个子模型RANS和Boussinesq各自独立求解，耦合的实现体现在重叠带上流动信息的匹配。
为了便于耦合处理，Boussinesq方程和RANS方程均采用交错网格进行差分离散。其中，Boussinesq方程的离散参考了Madsen和Sorensen所用的格式[4]。RANS动量方程中时间项的离散格式为向前差分，粘性项的离散格式为二阶中心差分。为消除数值粘性的影响，动量方程中对流项的离散格式采用了三阶迎风差分格式[3]。差分方程的求解采用了SOLA-VOF方法[5]。其基本思想是：首先用前一时刻的流场计算结果代入动量方程的显式差分格式，求出当前时刻流场的近似值；再通过对压力厨行迭代修正，使得连续方程在一定的精度条件下得以满足，对表面单元要求满足自由表面的动力学边界条件，即通过线性插值确定表面单元中心处的压力值；在完成压力迭代后，再对速度进行校正，然后用校正后的速度值代入k-ε方程相应的差分格式求解紊动动能和紊动动能耗散率；最后，应用施主与受主单元模型计算当前时刻的流体体积函数，确定流体自由表面的位置。
由于动量方程、紊动动能方程和紊动动能耗散率方程对近壁区网格细密程度的要求不同，耗散率方程的要求最严，动量方程和动能方程的要求基本一致，为了既保证解的精度而又不致使网格划分太密，本文在固壁区附近采用了壁面函数方法[6]进行处理。即在壁面附近引入以下关系
其中β0是常数，与壁面粗糙度有关，本文取β0=0.0005；L是特征长度，计算中取为近壁区网格中心到壁面的距离。
合理地设置匹配边界条件，使得内域流动和外域流动在匹配边界处光滑而连续地过渡，是保证子模型耦合的关键。本文的做法如图3所示。匹配边界ΓB是Ω2域的出流边界，Boussinesq模型执行每一时间步的计算之前需要预知该边界上的速度和波面值，由于边界ΓB同时又在Ω1域的计算节点上，于是ΓB边界的速度条件[]ΓB可利用Ω1域得到的流场信息表达如下，
图3 匹配边界附近的差分网格单元
(1)
式中：u为水平速度，F为流体体积函数[5]，δy为垂向的网格步长，j为垂向网格节点编号，Jmax表示垂向网格节点的最大编号。
给ΓB边界的波面赋予匹配条件时数值试验表明，需要利用连续方程反映的水位流量关系给出匹配条件其效果好于直接给定水位过程条件。这是因为通过水位和流量的相互调整，计算域内的反射波可得以减弱。因而，在实际计算中ΓB边界的波面可表示为
利用Boussinesq方程推导过程中引入的近似展开关系，在波面函数η和(深度平均)速度导的结果，ΓV边界上水平速度u\,垂向速度v和压力p的匹配条件可按下面表达式给出：
耦合模型同步求解过程可简单概括如下。首先，考虑Ω2域左边界处的入射波条件，在Ω2域内执行Boussinesq模型，当Ω2域中接近匹配边界的节点上的水平速度值第一次达到10-3m/s量级时，开始在Ω1域内执行RANS-VOF模型。在某一时间步n,执行Boussinesq模型所需要的匹配边界ΓB处的速度和波面条件按式(1)和式(2)给出；Boussinesq模型在当前时间步的计算完成后，随即利用式(3)～(5)计算出匹配边界ΓV处的波面、速度和压力边界条件，并启动RANS-VOF模型；RANS-VOF模型在当前时间步的计算完成后，即按照式(1)和(2)计算出匹配边界ΓB所在位置的速度和波面匹配条件。然后进入下一时间步的计算。
2 计算结果
为了验证计算结果，参考已知的模型试验条件，取耦合模型为等水深(d=0.42m)，计算域全长18.36m.其中，子区域Ω2和Ω1的长度分别为12.58m和5.78m.Ω1域中幕墙厚度q=0.042m，幕墙下端为一45°尖角。幕墙吃水深度按相对吃水c/d=0.3～0.7计算了多个工况。幕墙和直立墙均作为全反射边界处理。消浪室宽度B=0.29m取为固定值。通过改变入射波的周期，消浪室的相对宽度在B/L=0.08～0.16(L为波长)的范围内变化。计算网格的划分情况如下。Ω2域按等步长(Δx=0.042m)划分为300个单元格；Ω1域的垂向也按等步长(Δz=0.021m)划分，但其水平方向是按变步长划分的，共划分了150个单元格。Ω1域中单元编号i=1～120的各单元为Δxi=0.042m,i=121～125的各单元为Δxi=0.035m，i=126～130的各单元为Δxi=0.028m,i=131～150的各单元为Δxi=0.021m.幕墙附近和消浪室区域的网格划分得比较细的目的是为了更有效地分辨幕墙下面涡旋流动的特征。Ω2域左边界入射波的波高H=0.06m.应用合田方法[8]测定反射率系数，在幕墙前大约2倍波长以外处设置了适当间隔的两个浪高仪(如图2所示)记录波面变化。图4为执行耦合模型得到的瞬时(t=19.972s)波面(图中点划线为匹配边界位置).图5显示了波浪反射系数Cr随相对消浪室宽度B/L变化的关系。当幕墙吃水深度c/d=0.5一定时，Cr随B/L变化，在B/L=0.12附近出现了最小值。本文的数值结果同模型试验的结果十分接近，说明1D/2D耦合模型是有足够精度的。
计算过程中观察到了消浪室内水体做整体升降振荡的现象。取消浪室平均水位变化的幅值(HT)与原入射波高(H)之比描述波浪在消浪室中被激励的情况。图6显示了波浪在消浪室中水面波动被放大的比率随消浪室相对宽度B/L变化的情况。可以看出，大约从B/L=0.12开始，消浪室中波浪的放大率随B/L的增大而迅速减小的特点十分明显。这说明，在给定幕墙吃水深度(c=0.12m)和消浪室宽度(B=0.29m)的情况下，波长(L)相对较大的波浪经垂直幕墙透射到消浪室后引起的水体振荡幅度更大。图7显示了幕墙反射系数Cr随其相对吃水深度c/d变化的关系。当消浪室相对宽度B/L=0.12一定时，Cr随c/d变化，在c/d=0.5附近出现了最小值。
H=0.06m，B/L=0.12，c/d=0.5
图4 整个计算域瞬时波面 d=0.42m,c=0.21m,H=0.06m
图5 Cr-B/L关系
d=0.42m,c=0.21m,H=0.06m
图6 消浪室中波浪放大率 B/L=0.12，H=0.06m
图7 Cr-c/d关系
对于幕墙反射系数为最小的情形(B/L=0.12，c/d=0.5)，图8显示了消浪室内的平均水位变化。从计算中可以看出，消浪室内水体的运动呈整体活塞式的运动。幕墙末端附近的复杂流态对自由水面并没有大的影响。图9显示了幕墙附近涡旋流动的演化过程。可以看出，消浪室内常驻着一个逆时针方向的漩涡，其尺度明显受控于消浪室宽度。在消浪室水位由高向低变化的过程中，幕墙开口处外侧有一个顺时针方向的漩涡产生；随着消浪室内水位的回升，该漩涡逐渐进入消浪室。
图8 消浪室内平均水位变化
(H=0.06m,B/L=0.12，c/d=0.5)
受消浪室内常驻漩涡的影响，进入消浪室内的漩涡有尺度减小的趋势。消浪室水位再一次由高向低变化时，幕墙开口处外侧将有新的顺时针方向的漩涡产生。如此反复，涡漩的频繁产生和移动导致了波浪能量的大量耗散，从而实现了消减反射波浪的目的。
3 结语
以上针对近岸波浪与结构物相互作用问题提出了一种耦合数值方法，即用二维RANS-VOF模型表达内域流动，一维Boussinesq方程模型表达外域流动，通过速度、压力和波面匹配边界条件实现两个子模型的同步求解。耦合模型中二维子模型能够较好地表达结构物附近流动的细部特征，包括漩涡结构；一维子模型的计算效率很高，使得大域问题的求解成为可能。所建立的耦合方法能有效地用于研究幕墙式消浪结构的水力性能。计算结果表明：(1)消浪室相对宽度B/L和幕墙相对吃水深度c/d都是影响垂直幕墙波浪反射系数Cr的重要参数。当c/d=0.5一定时，在B/L=0.12附近Cr为最小；当B/L=0.12一定时，在c/d=0.5附近Cr为最小。也即，当消浪室宽度接近0.12倍波长和幕墙吃水接近0.5倍水深时，波浪反射系数达到最小。这一结果对于工程上减小消浪室的宽度和确定合适的幕墙吃水深度是有重要参考价值的。
H=0.06m，B/L=0.12，c/d=0.5，t0=19.376s
图9 幕墙附近局部流场
关键词：安全工程；建筑走廊；水幕；烟气运动；烟气温度
Abstract：In this paper， the causes of smoke movement is analyzed， 20m long corridor is established by PyroSim software.FDS software is used to simulate the smoke movement in six kinds of water curtain working condition. The effect of water curtain blocking smoke ability in building corridor is discussed under different kinds of water curtain setting condition. Simulation results show that the water curtain can effectively reduce the smoke moving velocity， it also can insulate heating and cool down the protected space temperature. Water curtain set at the top single and both of the top and the ground in the building corridor can win more precious times for the firefighters to extinguish the fire. so as the trapped people can quickly flee the scene of the fire.
Key words：safety engineering； building corridor； water spray； smoke movement； smoke temperature
前言
随着我国经济建设的发展，高层建筑不断增多，带来的火灾隐患也越来越大。在众多建筑火灾中，火灾危害主要是热量、烟夂腿毖跞种因素共同作用造成的[1]。近年来水幕作为一种常见的阻火隔热手段，应用到了高层建筑防烟的设计中，所谓消防水幕是指将水喷洒成水帘幕状，用以阻止火灾烟气穿过开口部位，从而防止火灾蔓延的一种消防设备[2]。
魏东[2-3]等人对防火分隔水幕的隔热机理及辐射衰减模型进行了分析与求解，钟涛[4]等人对大跨度、高空间的水幕进行了一系列的全尺寸试验研究，得出用水量、水幕厚度及水幕水滴的密集程度和均匀性是影响水幕效果的主要因素，段云、王新[5-6]等人针对水幕在隧道中的灭火阻烟效果进行了数值模拟，验证水幕在隧道中能够使隧道内烟雾的温度降低，但是由于水幕的作用，使隧道内的CO浓度增加，对隧道内人员的逃离产生不利的影响。秦俊[7]等在实验室条件下对贮油罐区防火水幕技术进行了模拟实验研究。展望[8]等人通过对4种不同施加方式的水幕建立模型，分析建筑走廊中烟气的阻断效果。
本文通过PyroSim软件建立三维模型，利用FDS软件模拟不同水幕布置方式下，分析水幕对建筑走廊中烟气的隔热阻断效果。
1.火灾烟气的流动与控制
建筑中走廊具有狭长等特点，发生火灾时烟气在浮力、烟囱效应、膨胀力等驱动下，由火灾区沿着走廊内部迅速地向非火灾区蔓延，同时还会产生大量高温烟气，致使整个走廊内温度升高并在热湍流的作用下填充满整个走廊，使整个走廊的能见度迅速降低，导致建筑内部人员在经过走廊逃生时增加不同程度上的难度。因此，有效阻断烟气在走廊的扩散，降低走廊中火灾的烟气温度，是减少火灾危害的重要途径之一[9]。
1.1 浮升力引起的烟气运动
着火区域温度升高，空气和烟气的混合物密度减小，与相邻的房间或室外的空气形成密度差，具有向上的浮升力而引起烟气流动。实际上着火房间与邻室或室外形成热压差，导致着火房间内的烟气与邻室或室外的空气相互流动，中性面的上部烟气向邻室或室外流动，而邻室或室外的空气从中性面以下进入。这是烟气在着火区域水平方向流动的原因之一。
烟气在走廊内流动过程中受顶棚和墙壁的冷却作用，靠墙的烟气将逐渐下降，形成走廊的周边都是烟气的现象。
1.2 烟囱效应引起的烟气运动
当建筑物室内发生火灾时，室内外存在明显的温差，在烟气和空气的密度差作用下引起垂直通道内（楼梯间、电梯井、强弱电桥架等）的空气向上（或向下）流动，从而携带烟气向上（或向下）传播，一旦烟气由竖井流出，进入建筑物上部各楼层，随后气流通过各楼层的外墙开口排至室外，如果楼层之间存在缝隙时，如果着火层的燃烧强烈，热烟气的浮力克服了竖井内的烟囱效应，则烟气仍可进入上层楼层，着火房间内的烟气将随着建筑物中的气流通过外墙开口排至室外。
1.3 膨胀力引起的烟气运动
温度升高引起气体膨胀是影响烟气流动较重要的因素。若着火房间只有一个小的墙壁开口于建筑物其他部分相连时。烟气将从开口的上部流出。外界空气将从开口下部流进。若着火房间门窗关闭并假定其中有足够多的氧气支持较长时间的燃烧，则燃气膨胀引起的压差将使烟气通过各种缝隙向非着火区流动。
1.4 外界风作用下的烟气运动
风的存在可在建筑物的周围产生压力分布，而这种压力分布能够影响建筑物内的烟气流动。风的作用受到多种因素的影响，包括风速、风向、建筑物高度和几何外形及邻近建筑物等。风朝建筑物吹过来会在建筑物的迎风侧产生较高的滞止压力，这可增强建筑物内的烟气向下风向的流动。
2.物理模型及工况设置
2.1 理论基础
火灾是一个流体流动、传热传质、化学反应及其相互作用的复杂燃烧过程。对火灾数值模拟的理论基础为该物理现象的各数学模型及其耦合。由于实际火灾中的空气流动均为三维空间的不规则非定常流动，所以，液滴的运动模拟采用欧拉-拉格朗日粒子运动模型，采用大涡湍流模型（LES）模拟烟气，火灾烟气运动的控制方程采用可压缩Navier-Stokes方程[6]。
其质量守恒、动量守恒和能量守恒方程如下：
2.2 模型建立
模型以某高层建筑办公楼为原型，其条形走廊尺寸为20m×1.6m×2.5m，本文利用PyroSim软件建立走廊模型，如图1所示。着火点设置在距离楼梯间门最远处即走廊的左端，燃烧器尺寸为0.5m×0.6m，在左侧的墙上设置通风窗，窗尺寸为0.8m×1m，在走廊右端的左侧设有楼梯间门，尺寸1.5m×2m。
模拟设置条件：
1） 模拟时，设置初始环境温度20℃，四周的墙壁均为绝热表面；
2） 采用网格精度为0.1m来划分网格；
3） 走廊两侧的窗户和楼梯间门始终处于开启状态，且左侧窗户有从左向右速度为1m/s的稳定气流吹入；
4） 热释放速率是衡量火灾危害的重要参数之一。钟委[10]等人就热释放速率的设定进行了详细的讨论，针对此次模拟选择热释放速率为3500kW/m2的稳定热释放速率的火源；
5） 模型选择在距离走廊左端8m处的天花板处设置水幕，水平方向的水幕设置7个喷头，喷头之间的间距为0.2m；竖直方向的水幕设置5个喷头，水幕喷头之间的间距为0.5m；
6） 水流量为20L/min，工作压力为10MPa，流量系数为0.5；
7） 水滴直径根据魏东[3]等人对水透射率以及水滴半径之间关系的论述，并结合本模拟所对应的工况，选择水滴直径为500μm；
8） 朱云翔[11]在对水幕防火分隔效果数值模拟研究中指出水幕喷水速度的大小对其防火分隔效果影响不大，此次模拟选择水滴速度为5m/s。
2.3 工况设置
本文共设置6个工况：1.无水幕设置；2.在走廊顶部设置一道水幕；3.分别在走廊的两侧设置两道水幕；4.在走廊顶部和两侧墙壁同时设置水幕；5.在走道的地面水平设置一道水幕；6.在走廊的端和地面分别设置一道水幕。本文中为简化叙述，下文使用工况+编号叙述各种布置方式。
3.模拟结果比较与分析
3.1 速度场分析
如图3中工况1所示，火灾发生后燃烧所产生的烟气由于浮升力作用向上流动，并在上升的过程中卷吸外界的空气，使得走廊内外形成压差，压差决定了空气的卷吸量的大小，卷吸进的空气会不断的进入走廊。烟气在自身浮力和走廊内外的压差的联合作用下到达走廊顶部，在受到天花板的阻挡之后，烟气流动变为受限的重力分流，沿着天花板向着非着火区域水平流动，在到达整个走廊的右端后遇墙壁受限停滞，并迅速堆积，到达一定程度后发生水平流动，充满整个走廊。
在施加水幕的5个工况中，如图3、4所示，水幕打开后会形成一个较强的气流，将周围空气卷吸，使得到达水幕左侧的烟气在水幕流场的作用下下沉，形成一个顺时针的流场，一部分的上升气流向上扩散，一部分的混合气流穿过水幕在水幕气流的作用下在水幕的右侧形成逆时针的流场，在到达水幕的后方时，由于缺少上升气流的作用，气流在重力的作用下开始回落，最后平稳地向出口处扩散[12]。
从上图可知，随着时间的增加，喷出的液滴越来越多，气流作用越来越强并处于紊乱的状态，由于烟气与水幕所产生的水滴发生了动量传递，使烟气在被保护侧的扩散速度减缓。在施加水幕的5个工况中在顶部设置水幕及在顶部和地面同时设置水幕的方式对烟气的流场的阻挡作用较其他形式的水幕形式明显。
3.2 温度场分析
研究表明：人体对高温烟气的忍耐是有限的。在65℃时，可短时忍受；在120℃时，15min内就将产生不可恢复的损伤；在140℃时约5min，170℃时约1min。结合烟层高于人眼特征高度时（通常1.2～1.8m），若上部烟气的热辐射强度已对人产生危害就认为到了危险状态，温度180℃为危险状态的判定界限[13]。
1） 从图5、6、7可以看出在5种施加水幕的工况中，工况2、工况4及工况6的隔热阻烟效果最好，工况3次之，工况5水幕设置方式的走廊内环境温度变化与未施加水幕趋于一致，效果最差；
2） 在工况1中，未施加水幕的走廊内温度随着时间的推移不断的升高，最高温度高达196℃，且增涨趋势呈幂次增长；
3） 在工况2、工况4及工况6的方式下，水幕的降温效果趋于一条平行的直线，且能够将被保护趋于的环境温度控制在50℃以下；工况2、6均能够将被保护区的烟气温度控制在57℃以下，工况4能够将被保护侧的烟气温度平均在31℃左右，阻挡效果最好；
4） 工况3由于水幕所喷出的水沿Y轴水平方向射出，射出后受重力作用下落，水流的速度在Z轴方向的分解速度明显小于工况2中水流在Z轴方向的速度。而烟气流动沿X轴正方向流动，看出水幕对烟气的气流呈横向阻挡，由图3、4可以看出垂直流动的部分烟气穿过水幕，使被保护侧的温度升高，从图6、7可知工况3降温效果优于工况5，但是相比工况2、工况4及工况6还是稍显逊色，仅将被保护侧的温度控制在90℃左右，且温度随时间的变化趋势没有工况2、工况4及工况6的稳定。
4.结论
1） 在走廊顶部设置水幕及在走廊顶部和地面同时设置水幕的方式对烟气的速度的减缓作用较其他形式的水幕形式明显；
2） 水幕能够有效阻隔火灾的热量扩散，降温隔热的效果明显；
3） 在走廊顶部设置水幕比在走廊的侧面设置水幕及在走廊的地面设置水幕的隔嶙瓒闲Ч要好；
4） 未设置水幕时，火源侧的温度高达196℃左右，设置水幕之后能够将温度最低降低到平均31℃左右，给人员逃离火灾现场及消防人员灭火争取宝贵的时间。
参考文献
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【文章编号】1627-6868（2017）05-0018-04
【作者简介】姚建芳（1987-），女，宁夏银川，回族，硕士研究生，主要从事建筑节能，建筑防排烟，可再生能源建筑应用等研究工作。
关键词：双层； 幕墙； 玻璃
Abstract: this paper introduces the characteristics of the double skin facade design conception and content, composed, double deck curtain wall on certain level to make up for the part of the original curtain wall defect, this paper is a man of some opinions, and available for peer for reference.
Keywords: double; Curtain wall; glass
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
前言
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, 因此, 适度推广智能化幕墙, 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、结语
双层幕墙毕竟只是一种新型结构的建筑幕墙类型, 相关介绍和宣传可能存在一些对新产品、新技术更多是赞美和比较理想评价,但对于实际工程的应用我们应该科学、客观、综合地进行评估。应该说双层幕墙它主要在保温、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。
关键词：天津生态城；万拓住宅工程；双层呼吸式幕墙设计；原则
Abstract: the curtain wall design not only affects the quality of the construction of the beautiful appearance, its performance beyond dispute is also the core content, how to make use of the building in habitant process feel more comfortable, more convenient, also is in the process of curtain wall design to solve the problem. Taking tianjin all residential project of eco-city Rio double breathing type curtain wall design as an example, the principle of curtain wall design, plan and the guarantee of curtain wall design index measures carried on the discussion and the research, has the meaning of the reference for later.
Keywords: tianjin an eco-city; All house extension engineering; Double breathing type curtain wall design; principle
中图分类号：TU761文献标识码：A文章编号：
1. 工程概述
天津生态城万拓住宅项目，位于天津生态城南部片区4B地块，建筑高度17.438m， 本工程是由双层呼吸式幕墙，单层LOW-E真空玻璃和外挂板材组成，玻璃幕墙的传热系数K
2. 幕墙的设计原则
幕墙及屋面性能是通过运用幕墙及屋面设计原理，设计合理得幕墙及屋面构造形式及对其细节进行优化和完善来保证的。视觉效果包括整体效果的完整性和局部细节的高品质。完美视觉效果的实现，是在符合原建筑设计的构想与要求的前提下，深化设计包括材质的精心选择、局部细节的精雕细刻等。本设计方案主要遵循以下设计原则：安全可靠原则；经济合理原则；注重细节原则；环保节能原则；使用、维修、更换方便原则。
3. 幕墙设计的方案
3.1南立面框架式双层热通道外循环幕墙
此工程双层幕墙设计采用开敞式外通风幕墙，外层悬挂大单元玻璃幕墙，内层条式推拉隔热中空玻璃窗安装于上下层结构之间，中间形成60cm热通道，外层玻璃采用12mm钢化玻璃，内层玻璃采用5(LOW-E)+0.1V+5真空玻璃。外层幕墙的上两端，设有电动控制进风和排风装置。冬天使双层幕墙中间的双层换气由于阳光的照射，温度升高，像一个温室，形成温室效应。这样有利于提高内侧幕墙的表面的温度，减少了建筑物由于冬季采暖的运行费用；夏天，双层幕墙中间的双层换气温度很高，这时可打开双层换气上下两端的排气、进气装置。双层换气幕墙的热量传递方式也有三种基本的形式：导热、对流和辐射。其中导热为内、外层玻璃的导热；对流不仅包括室内、外的空气对流传热还包括热通道的空气对流传热；辐射则要考虑阳光辐射进入室内房间的热量，以及双层换气幕墙两玻璃平面间的辐射，见图1所示。
图1. 双层换气幕墙传热分析
3.2、南立面框架式双层热通道外循环幕墙结构和防水设计
本工程为双层外呼吸式幕墙，外层大单元幕墙是防水的主要屏障，所以外层幕墙的防水设计由为关键，本系统利用雨幕和等压原理实现结构防水，由多道密封胶条构成等压腔并通过迂回渠道与外界连通，保持腔内外空气压力均衡，同时每顶横梁的前腔体2中设置排水胶垫搭接左右两个单元, 渗入幕墙内部的少量水能通过积水胶垫在每一层顺畅排出。变传统的密封胶堵水为导水，能有效保证气密性和水密性。在进风口处，经由开启百叶进入通道内的少量水分可以直接排出室外；在出风口处，经由开启百叶进入通道内的少量水分掉落到与之相对应的下层出进风口顶封板上，由顶封板向两侧通过进风口排出室外。
3.3南立面框架式双层热通道外循环幕墙节能设计
关于双层热通道外循环幕墙传热系数计算，首先通过软件计算出在标准条件下幕墙整体的最大热流量，然后通过公式Q=K(Tout-Tin)计算出幕墙整体的传热系数，式中：Q为热流量、K为传热系数、Tout为室外空气温度、Tin为室内空气温度。由上可知双层热通道外循环幕墙具有良好的保温隔热性能，比传统中空玻璃幕墙传热系数降低了65％。双层热通道外循环幕墙流体性能分析，按天津地区室外年平均外风速V=4m/s为条件进行计算。通过ANSYS软件分析得出通道内最高风速可以达到4.333m/s。
3.4电动遮阳百叶的设计
双层呼吸式幕墙外面还做了一层35cm宽的电动遮阳百叶，通过调整电动遮阳百叶的角度来达到室内采光量的多少。夏季阻止太阳光的大量直射，降低室内温度，达到节能效果，冬季调整百叶的角度，使更多的光线照射到玻璃上，是玻璃的表面温度升高形成热通道效应，提高室内温度，也实现了节能的效果。
4. 幕墙性能设计指标及保证措施
双层呼吸式幕墙外面还做了一层35cm宽的电动遮阳百叶，通过调整电动遮阳百叶的角度来达到室内采光量的多少。夏季阻止太阳光的大量直射，降低室内温度，达到节能效果，冬季调整百叶的角度，使更多的光线照射到玻璃上，是玻璃的表面温度升高形成热通道效应，提高室内温度，也实现了节能的效果。玻璃幕墙的性能等级是依据现行国家标准的规定，结合建筑物所在地区的地理、气候条件、建筑物高度、体形和周围环境以及建筑物本身的重要性等级来确定，其分级应满足现行国家标准的要求。它主要包括：
4.1风压变形性能
幕墙风压变形性能系指建筑幕墙在与其相垂直的风压作用下，保持正常性能不发生任何损坏的能力，具体为保证幕墙的强度与刚度。其衡量指标为风荷载标准值。 幕墙抗风压性能应满足在风荷载标准值作用下,其变形不超过规定值,并且不发生任何损坏。
4.2水密性性能
幕墙水密性能系指在风雨同时作用下，幕墙透过雨水的能力。由地区气候差异较大，根据不同的气侯条件我们在确保幕墙不发生雨水渗漏的前提下把室内外空气压力差作为幕墙防雨水渗漏性能的衡量指标，并按幕墙固定部分和开启部分分开制定分级标准。
4.3气密性性能
幕墙气密性能系指在风压作用下,其开启部分为关闭状况的幕墙透过空气的性能。空气渗透性能以标准状态下，压力差为10Pa的空气渗透量q为分级依据。设计方案幕墙气密性为三级。
4.4热工性能
幕墙热工性能包括幕墙的防结露性能、传热性能及遮阳遮阳性能。传热性能通过幕墙的传热系数K值确定，其分级指标K应符合规范的规定。遮阳性能通过幕墙的遮阳系数SC值确定，其分级指标应符合表2的规定。本工程双层热通道外循环幕墙传热系数小于1.0W/(m2.K)，传热系数等级为八级；本工程在热通道内设计了外遮阳，遮阳系数小于0.2，遮阳系数等级为八级。
4.5空气声隔声性能
空气声隔声性能是指通过空气传到幕墙外表面的噪声经过幕墙反射，吸收和其他能量转化后的减少量，称为幕墙的有效隔声量，幕墙空气声隔声性能以计权隔声量Rw作为分级指标，应符合下表要求。
4.6平面内变形性能和抗震要求
建筑幕墙平面内变形性能建筑物层间位移角为性能指标。在非抗震设计时，指标值应小于主体结构弹性层间位移角控制值；抗震设计时，指标值应不小于主体结构弹性层间位移角控制值的3倍。抗震要求：建筑幕墙应满足所在地抗震设防烈度的要求。对有抗震设防要求的建筑幕墙，其试验样品在设计的试验峰值加速度条件下不应发生破坏
4.7耐冲击性能
耐冲击性能表示幕墙对抗冰雹、大风时飞来物、飞鸟等室外撞击及室内人员、物品冲击的能力。耐撞击性能是对幕墙材料在冲击荷载作用下的承载能力的一种要求。
人员流动密度大或青少年、幼儿活动的公共建筑的建筑幕墙，耐撞击性能不应低于2级。撞击能量E和撞击物体的降落高度H分级指标和表示方法应符合下表要求。
4.8幕墙工程耐久性设计
建筑幕墙属于围护结构，故其安全性，耐久性在设计和施工中必须特别重视。本工程在设计中，主要采取了如下措施：在经济合理前提下，确保工种材料的安全度。主要材料在设计时采用的安全度分别为：铝型材为1.8；玻璃为2.5；结构胶为不小于4.0；预埋件为3.0-5.0；石材抗弯及抗剪时设计最小安全系数分别为3.0及5.0，于锚固处，石材的最小安全系数为 5.0。对于胶结材料如结构胶、密封胶、双面胶带、橡胶条等均采用优质产品，且须在使用期内经过多次试验满足设计和使用要求时才能使用；在材料采购运输、储存施工过程中均采取防爆晒措施和防冻措施，以免材料受损。幕墙每个部位的受力螺栓、螺钉、铆钉等的数量不得少于2个。设计和施工时充分考虑到温度、湿度、潮气等环境影响,同时材料表面采取防腐蚀措施避免受到水、潮气的影响。
5. 结论
本文以天津生态城万拓住宅工程的双层呼吸式幕墙设计为例，对幕墙设计的原则、方案及其保证幕墙设计指标的措施进行了探讨和研究，以便保证工程质量的前提下，使用该建筑过程中感到更舒适、更方便，以便以后具有借鉴之意义。
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[2] JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》[S]．北京，2003．
【关键词】热过程；体系；模型
引言
通风双层玻璃幕墙又称为热通道幕墙、气循环幕墙、呼吸幕墙、生态幕墙、绿色幕墙或者主动式幕墙等(下文简称DSF)，它由两层玻璃幕墙加上二者之间的热通道组成”，在通道的上下两端设有风口，通道的高度可以是一个或者多个层高。20世纪80年代后期，欧洲出现了双层玻璃幕墙，在过去的几十年当中，这种幕墙主要应用在办公楼，1994～1998年为德国双层玻璃幕墙发展高峰期。1998年，我国在北京国家会计学院建造了国内第一个双层幕墙。
DSF的节能原理在于热通道在冬天和夏天分别充当热阻和换热层的作用，有利于实现幕墙内表面合适的温度，这样可以显著地减少建筑能耗。DSF的关键是热通道内热流顺畅，这样才能够使室内拥有适宜的热舒适环境。但是，由于DSF中热通道没有采取有效的通风措施或者遮阳处理，可能会使其保温性能不好或者空腔内出现过热等不利情况。
1 通风双层幕墙工作的热过程分析
DSF的热过程的研究目前主要采取两种方法:一种是实验的方法，一种是理论推导的方法。前者的研究目的在于探讨传热系数，获得对流传热系数的经验公式，并由此确定这种幕墙的传热性能或者是热阻，为建筑围护结构的热土设计做好准备。
1.1 透射体系研究
从遮阳装置或者设备的布置的角度来看，DSF的构造形式主要有：① 内外侧都是玻璃，中间加设遮阳装置，如百叶等，这是目前较为常用的一种，尤其结合感光智能控制的遮阳百叶等设备；② 遮阳设备设在双层玻璃幕的内侧或者外侧。热通道内加设遮阳百叶通风幕墙组成的透射体系：两侧是玻璃，中间是空气层和遮阳百叶。忽略遮阳装置的影响，该体系可以视为阳光照射到两侧均为空气的双层半透明薄层，射线要通过两个玻璃界面透射到另一侧，阳光首先进入第一个玻璃层，此时由于反射的作用(设层玻璃的总反射率分别为r)，则只有(1-r)的辐射能进入玻璃层；经玻璃的吸收后(玻璃吸收率设为a)，有(1-r)(1-a)的辐射能可达玻璃另一侧层界面；由于反射作用，只有(1-r)2(1-a)经玻璃吸收后可以透过该玻璃层，而反射部分辐射能(1-r)r(1-a)要反射回玻璃第一层界面，经过反射、吸收、透射等反复进行下去(见图1)。
同样，双层玻璃的总透过率为：
TS=t1t2/[ρ1ρ2]
总的反射率为：ρ=ρ1+t12ρ2/[1-ρ1ρ2]
第一层玻璃的总吸收率为：αZ1=α1+{1+ t1ρ2/[1-ρ1ρ2] ｝
第二层玻璃的总吸收率为：αZ2=t1α1/[1- ρ1ρ2]
上述式子中，t1、t2分别为两层玻璃透过率；p1、p2分别为两层玻璃的反射率；a1、a2分别为两层玻璃的吸收率；这些都和玻璃本身的物理性质、介质温度、太阳辐射入射角度等有关。
1.2 关于热阻的模型
1.2.1 热通道内空气不定向流动
冬天，关闭幕墙上下的风口，DSF完全是一个两层玻璃中间是空气夹层的结构体系(见图2)，DSF共三层，4个界面，则热阻组成为：外侧玻璃外表面的换热热阻(玻璃与室外环境的对流换热系数设he)，外侧玻璃本身的热阻Reg，热通道内综合热阻R，内侧玻璃本身的热阻Rig，内侧玻璃与室内环境的表面换热阻(对流换热系数为hi)。热通道内假设为理想状态：即热交换只有辐射热交换，那么，外侧玻璃与室外环境的传热热阻以下式计算：Re=1／Ue=1／her+ 1／he+Reg式中，Ue为外侧幕墙的传热系数，her、he分别为外侧玻璃内表面的辐射换热系数和外表面的对流换热系数。内侧玻璃幕墙的总热阻计算方法与外侧幕墙相同，内侧幕墙热阻设为Ri。中间热通道的热阻比较复杂，只考虑辐射换热，那么辐射换热系数可以由下式求出：
式中：σ为斯蒂芬一波尔斯曼常数，σ=5．67×10-8W/（m2•K4)；Teg、 Tig为外侧和内侧玻璃的热力学温度；εegεig为外侧玻璃幕内表面和内侧玻璃幕的外表面发射率。
由于通道内的空气在自然状态下是均匀的，因此内外侧幕墙在通道里的辐射换热阻是相等的，于是热通道内的总热阻：R=1／2 her
而事实上，即使是密封性很好的双层玻璃幕墙，热通道内的空气也不可避免地分布不均匀或者出现涡流的情况，因此，理想条件下的情况是很难实现的。
1.2.2 热通道内形成空气流
当热通道内形成空气流，那么刻门只考察热通道内的热阻，而把内外侧玻璃幕墙表面的换热热阻中的对流换热部分纳入热通道的热阻中来，内外侧玻璃的热阻不变(按照2.2.1中的式子不变化)，此时热通道的热阻组成为:热通道内的总热阻R和玻璃界面的对流换热热阻hc以及辐射换热热阻her。即:R=1/2hσ+hc
对流换热系数可依据有关公式计算:
式中:Uf热通道中空气流速，单位是m/s.
2 提高节能效果的热工对策
2.1 基于气候的热工设计对策
2.1.1 严寒和寒冷地区的热工设计对策
对于严寒和寒冷地区，由于要充分考虑冬季建筑的保温和太阳能利用，所以要特别重视幕墙的保温性能。提高幕墙保温性能的措施如下:
（1）提高幕墙的密封性能，减少冷风渗透。
（2）内侧幕墙采用双层甚至多层中空玻璃，增加内层玻璃幕的气密性。
（3）提高幕墙玻璃本身的热工性能，外层玻璃采用所谓的LOW-E玻璃，即低辐射玻璃，可提高对太阳能的利用率，又减少了玻璃的反射对周围环境的影响。
（4）内遮阳装置遮阳片可以对太阳高度角的变化进行旋转，减小其对太阳辐射的影响，以使室内获得更多的太阳辐射。
实际上，由于我国太阳辐射资源丰富，通风双层玻璃幕墙在冬天可使建筑上形成一个大的温室，由于温室效应，冬天可以很好地利用太阳能，从而减少冬天的采暖能耗。到了夏天幕墙的温室效应则会大大增加建筑的制冷负荷，因此，无论在我国的寒冷地区还是南方的炎热地区，这种幕墙最大的问题都是遮阳和隔热问题。
2.1.2 炎热地区的热工设计对策
炎热地区，对于DSF而言，最重要的是夏季的遮阳和隔热。内层幕墙采用中空玻璃时，太阳辐射的透射率为0．17，大大减小了室内太阳辐射量。同时，在通风幕墙中使用传热系数为2：05 w／(m2•K)的中空玻璃时，无遮阳百叶的通风幕墙透明部分的传热系数为1．29 W／(m2•K)，而有遮阳百叶的通风幕墙的透明部分的传热系数为1．17W／(m2•K)，节能效果显著。超低能耗楼采用的通风双层玻璃幕墙，内外玻璃幕墙之间设置了遮阳百叶和反光板。各层内遮阳百叶下部固定，向上开启，反光板可调角度，能在一定程度上把自然光反射到室内，双层幕墙上都有开启扇，可合理控制过渡季节的自然通风。一般认为，外遮阳的效果最好，可遮挡高达90％的太阳总辐射。夏季，由于太阳辐射的影响，热通道内空气温度升高，由于向上的浮力作用，热通道内形成自下而上的气流，由于空气的流动自上面的排气口带走了部分热量，从而使幕墙自然降温(Natural Cooling)，降温幅度很大程度上取决于通道内的热流速度。由上文分析得知热流速度大，则热通道的内的辐射和对流换热系数就会显著增大(见2．2．2)。因此，在热通道内设导流设备以及鼓风或者是抽风设备增大通道的气流速度是十分有效的措施，有研究发现：选择适当的玻璃幕墙性能组成可降低热负荷，同时适当的利用热通道内气流能改善总的热平衡：有人认为当通道内气流速度达到6m／s时，夏季进入建筑的热负荷可大大降低；而当气流速度是1．5m／s时，此时进入建筑的热负荷只相当于自由对流的情况。但是，如何使热通道内的热流顺利从开口排出，带走热量，不仅与双层幕墙的间距D有关，而且也与幕墙的高度，当地的气候等因素有关。研究通道内的热流是很复杂的，目前采用的计算机软件模拟取得了一些公认的成果， 比如采用CFD(Computational Fluid Dynamics计算流体力学)等软件模拟传热过程等。
2.2 案例介绍
某大厦所采用的通风双层玻璃幕墙，体现了诺曼福斯特高技派设计风格，该幕墙内层采用可开启的洁净透明钢化玻璃，外层为透明中空L0W-E钢化玻璃，内外层中形成的热通道宽度为320 mm；中间设有宽35 mm的电动百叶，百叶可以转换角度以及升降开启以遮阳和调节光线。夏天，空腔内由于烟囱效应使气流从上边开口排出，形成一道空气缓冲层，从而减少室内外温度交换，降低了制冷负荷，节能可达30％～40％左右。
3 结论
3.1 冬天，提高DSF节能效果的热工对策集中在双层幕墙的热阻，因此，提高热阻才可以满足冬天围护结构的冬天最小热阻的要求。
3.2 夏天，提高DSF节能效果的方法是满足内侧玻璃内壁温度不要太高。因此，保证热通道内空气流动带走多余的热量是关键环节。
3.3 遮阳，采用土壤热交换保证热流通道内温度较低是提高DSF节能效果的有效途径。
3.4 不同的气候条件，不同的地区应该采用不同的热工设计对策。
关键词：建筑工程；玻璃幕墙；施工技术
中图分类号： TU198 文献标识码： A
一、玻璃幕墙在现代建筑中的双重性
玻璃幕墙作为建筑结构的重要组成部分见证了从传统到现代建筑结构形式的演变。然而，伴随绿色建筑对建筑节能的要求，玻璃幕墙在建筑中的使用也必然存在一些弊端，夏季的炎热高温使太阳的热辐射穿过玻璃，大幅度提升了室内温度，造成了人们对空调设备的依赖；冬季，单薄的玻璃幕墙也会导致热损失。目前，科学技术的发展逐步解决了玻璃材料的弊端，使玻璃幕墙逐渐成为兼顾功能和审美的绿色建筑材料。
二、玻璃幕墙的性能
玻璃幕墙凭借其质地轻巧、透光度强、美观实用等优势受到现代装饰行业的青睐。但这种材料本身存在一定的不足，比如：在夏季时，采用玻璃幕墙作为围护结构的建筑物室内温度一般会高过其他材质的建筑物。这就增加了空调耗能，对于整体的节能环保目标的实现还不够理想。因此，如何能够兴利除弊的妥善使用玻璃幕墙成为时下建筑行业和装饰行业热议的焦点。
三、建筑玻璃幕墙节能技术现状
目前提高建筑玻璃幕墙节能性能的主要方法是采用节能玻璃，常用的有镀膜玻璃、Low-E玻璃、中空玻璃、热反射玻璃等，通过有效阻挡外界环境的辐射来达到节能的效果，也有采用断桥铝来代替普通铝合金，通过断桥隔热构造方式降低结构传热系数，有效降低室内外空气热传递，除此之外还可通过在玻璃中间层充惰性气体以及玻璃进行双银或者三银镀膜降低传热系数，提高幕墙的节能效果，以上的玻璃幕墙节能技术都是属于被动设防的方式，因此节能效果极为有限。
四、幕墙建筑节能的设计原则
中国是一个地大物博，幅员辽阔的发展中国家，并且自古以来，南北方的季节差异就非常显著，我国北方向来都是春夏秋冬四季分明，而南方因多雨水，空气比较潮湿，所以具有温和、湿润，气候相对比较平衡的特点，因此本文结合各地区的气候特点提出以下列措施，以此来作为幕墙建筑节能的设计原则：
（1）针对不同地区的气候特点，我们应该遵循不同的保温设计原则，例如，冬季的保温设计我们应该应用在气候相对比较寒冷和气候温和地区的幕墙，而夏季的隔热设计主要应用在夏热冬冷和夏热冬暖等地区的幕墙。
（2）我国目前尚没有专门的幕墙热工设计标准或规范，幕墙热工设计依据国家现行的外墙和窗户热工设计的有关标准、规范、建筑节能设计规范和参考国外的有关热工设计规程。
（3）进行幕墙热工设计时，必须对其复杂的传热过程和传热方式进行分析和研究，幕墙的传热过程大致有3种途径：幕墙外表面与周围空气和外界环境间的换热，外表面与周围空气间的对流换热，外表面与外界环境间的辐射换热，外表面与空间的各种长波（如电磁波、红外线等产生的长波）辐射换热；幕墙内表面与室内空气和室内环境间的换热，内表面与室内空气间的对流换热，内表面与室内环境间的辐射换热；幕墙和金属框的传热，通过单层玻璃的热流传热，通过金属框传热，通过玻璃的镀膜层减少辐射换热。
（4）幕墙的传热系数由建筑物的外形和所处地区的气候条件、型材的传热系数和玻璃的传热系数等进行综合确定。
五、新型玻璃幕墙节能技术
(一)双层玻璃幕墙
双层玻璃幕墙在国外被称为主动式幕墙，是通过科学的设计达到幕墙主动节能的目的，在我国又被称为呼吸式幕墙、通风式幕墙、热通道幕墙等，简单来说，双层玻璃幕墙就是给建筑物设置两层玻璃幕墙，分别称为内层玻璃幕墙和外层玻璃幕墙，两层幕墙中间形成一个通风换气层，在外层或内层幕墙上设置通风换气口，使得空气得以在两层幕墙中间运动，根据系统的要求对内外层玻璃幕墙的材料进行科学的选择，并同时通过对通风换气口的控制以及通过调节设置在两层幕墙之间的百叶的状态来达到调节内部温度、节能的目的。按照通风换气成的运行方式不同双层玻璃幕墙的节能方式分为封闭式内循环体系通风式和敞开式外循环体系通风式两种。
(1)封闭式内循环体系通风式幕墙节能原理
封闭式内循环体系通风式幕墙是采用外层封闭，而内层与建筑物室内之间设置通风换气口，并使中间通风换气层与室内的换气系统相连通，在室内通风系统开通的情况下，室内的空气就被强制输送到中间通风换气层中，从而使两层玻璃幕墙之间的温度与室温相一致，不断流动的空气阻断了与室外温度的热交换，以此达到室内恒温的节能目的。一般情况下，采用这种封闭式内循环体系通风式幕墙其两层幕墙之间相距100毫米到200毫米之间，外层幕墙采用中空玻璃并同时采用断桥铝框，而内层幕墙要求不高，仅采用单层玻璃即可达到效果。
(2)敞开式外循环体系通风式幕墙节能原理
敞开式外循环体系通风式幕墙结构与上述封闭式内循环体系相反，其外层幕墙是采用单层玻璃和一般铝合金型材组成，并开设通风换气口，其中进气口在外层幕墙一侧的底部，排气口在外层幕墙另一侧的顶端，通风换气层两侧设置进风装置和排风装置，而内层幕墙采用中空玻璃和断桥铝组成，其运行方式是:当外界环境温度比室内温度高时，进风和排风装置开启，中间通风换气层内空气流动，被阳光加热后的空气会逐渐上升，在中间层内顺着流动的空气被强制输送至排气口排放到外界环境中，从而降低内层幕墙外表面的温度，起到很好的隔热效果；而在室外温度低于室内温度时，通风装置关闭，两层幕墙之间的空气处于相对的静止状态，在阳光透过外层玻璃时会由于辐射作用加热中间层的空气，这个空气缓冲层的存在可有效降低两层幕墙之间的温差，从而最大程度地维持室内的温度，减少空调和采暖设备的使用量，达到节能的效果。
(二)真空玻璃幕墙节能技术
真空玻璃幕墙是近年来发展起来的节能型玻璃幕墙，真空玻璃幕墙节能技术的核心在于使用隔热性优良的真空玻璃来替代传统玻璃作为玻璃幕墙施工的材料，其中真空玻璃与中空玻璃有很多相似之处，如二者都是将两块平板玻璃相互叠加，并使两块玻璃中间形成一个封闭的腔体而成，但中空玻璃两层之间是空气层，并且两块玻璃均为普通玻璃，而真空玻璃是通过将腔体中的空气抽走使之形成一个真空的环境，其中两块玻璃中至少要有一块使用Low-E玻璃(即低辐射玻璃)，由于两层玻璃之间无传热介质存在，而使其具有比中空玻璃更好的隔热性能，同时由于使用了低辐射玻璃使其具有较好的抗热辐射性能。在实际工程中，将这样经过特殊组合处理过的真空玻璃作为玻璃幕墙的主体结构，可通过Low-E玻璃的低辐射性有效降低玻璃的辐射传热，同时由于真空层内无任何传热介质，可有效降低玻璃的对流传热和传导传热，综合以上两点可使玻璃幕墙达到隔热和抗太阳光辐射的目的。真空玻璃幕墙相对于传统节能型玻璃幕墙来说其隔热和抗太阳光辐射效果更好，而相对于双层玻璃幕墙来说由于不需要任何通风设施，因此运行成本更低，更便于施工。
六、幕墙新节能技术在工程中的应用探讨
太阳能是当今社会一个随处可见的重要能源，它不但给人们的生活带来了更多的便利，而且也促进了我国社会的不断进步，地球上每平方米的土地上每年可以获得的太阳光能平均为1000kW，那么我们如何将这种太阳能充分的利用起来并无任何污染的转换为我们可以利用的能源呢？我们前面所提到的双层幕墙正是合理利用太阳能的一种重要尝试，而目前幕墙领域成功利用太阳能的技术主要包括太阳光变向照明技术和光电幕墙技术。
(一)太阳光变向照明技术
太阳光变相照明技术它在一定程度上取代了传统的遮阳机构，它的照明原理主要是利用幕墙上的光线反射装置把室外的日光反射到室内的天花板上，再由天花板反射到工作或者生活区域，从而为人们提供正常的照明。这样的光照条件要远远优于传统的光柱式的太阳光。首先，它的太阳光要显得更为柔和、均匀；其次，这样形成的光照条件消除了由直接入射的强烈阳光在电脑或者电视屏幕上所造成的眩光；最后，它有效改善了日光在房间或者建筑物的分布区域，甚至说它可以深入到各个边角区域，以此来减少照明费用。
(二)光电幕墙
光电幕墙是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一身的新型建筑幕墙，这种幕墙集合了太阳能光电技术与幕墙技术，是一种新型的功能性建筑幕墙。它利用太阳能发电技术，把以前被当作有害因素而屏蔽掉的太阳光，转化为能被人们利用的电能。光电幕墙另外的重大意义还体现在它把太阳能发电技术集成到建筑幕墙产品中，不占用专门的土地，而且太阳能光电板也可以替代传统的玻璃等幕墙面板材料，无需重复投资。
结语
总而言之，社会在进步，科技在发展，这就告诉我们，未来就会有更多的节能技术应用到建筑工程中去，只有更多的节能新技术不断的出现和发展，才能将建筑业这个高耗能逐渐的降低，节约资源，保护环境，从而不断促进自身的发展。
参考文献
[1]李雪平.建筑玻璃幕墙的节能设计研究[D].西安建筑科技大学，2006.
[2]上官安星.玻璃节能技术在建筑设计中的研究及应用[D].天津大学，2009.
[关键词] 弹幕电影;观影模式;社交性
2014年注定成为中国弹幕电影的元年。作为在网络上已流行数年的播放方式，弹幕“忽如一夜”被移植到了大银幕上，于是有了“弹幕电影”。2014年7月31日，国产3D武侠动漫电影《秦时明月之龙腾万里》在杭州传奇奢华影城5号厅点映，在全球首开弹幕观影模式。这一观影模式横空出世，其到底是恶搞游戏还是观影革命，该如何看待弹幕电影的当下及未来？带着这些问题，本文就作为影坛新生事物的弹幕电影的源流、特征及其对当下电影的意义作一初步梳理。
一、源流及特征
“弹幕”（dàn mù），军事术语，指用火炮对目标进行炮击，以至于过于密集的炮弹像一张幕布一样而得名。目前中文网络流行的“弹幕”一词来自日文。2006年，日本一家名为“niconico”的视频网站首创了网民在视频播放页面上进行实时评论的技术，在某一秒的画面上可能会突然冒出大量评论，从屏幕上飘过如同横版弹幕游戏，这种网络评论方式被日本网民称为“弹幕”。2008年，国内视频网站开始引入弹幕视频系统，目前最有名的弹幕网站是AcFun、Bilibili与吐槽网（tucao.cc）。当今，弹幕是在观看的同时可以及时评论与共享的一种特殊播放形式，风行于网络上，深受“90后”的年轻人热捧。
所谓“弹幕电影”是边看电影边发表评论的一种观影模式。其原理与弹幕视频相同。在观影其间，影迷可以对影片内容进行及时评论，其内容从屏幕上飘过，看上去如飞行射击游戏里的弹幕。其发生机制是用手机联结WiFi，打开浏览器进入特定界面，然后边看电影边输入评论内容，评论内容会以飞行形式横穿屏幕。弹幕电影的本质是运用互联网思维做电影，增强观众之间的互动，提高观众的参与度，是一种新兴的社交方式。其主流观众是新新人类，他们希望在观看的同时，可以表达与分享。有人将弹幕电影的兴起称为“御宅文化”的逆袭。[1]作为一种新兴的观影模式，由于具有把任何电影变成喜剧的能力，其并非适用于所有电影类型。一些合家欢、爆米花电影适合这种观看模式，而那些精良的文艺片如《1942》《归来》则可能不适合。
2014年8月，在不到一周的时间里，《秦时明月之龙腾万里》《小时代》《绣春刀》三部国产电影接连开出弹幕专场。作为新兴的观影模式，弹幕电影悄然兴起。作为国产3D武侠动漫电影的《秦时明月》，堪称中国弹幕电影的开山之作。据称王伟忠打造的《疯狂电视台2之选秀风云》也将推出首部弹幕舞台剧，而在线票务团队“微信电影票”也计划做《后会无期》的弹幕场。至此，“弹幕电影”的概念进入到媒体与影评人的视野。国内的一些院线也跃跃欲试，万达院线宣称将在5个城市推出弹幕专用影厅。
弹幕电影的最大特征是可以增加互动，具有社交性与娱乐性。电影诞生百余年来，除了播放设备越来越高清，以及3D、IMAX、4D出现外，观影模式一直没有改变，弹幕电影是对观影模式的一种变革，打破了传统的观影模式与观影体验，使观众可以实时互动。对观众个体来说，可以把自己想说的话通过大银幕分享给身边的人，满足个人的表达欲望，不用担心影响身边的观众，甚至在技术条件允许的情况下，弹幕上的评论可以传递到同时上映的其他影院银幕上;对观者来说，通过弹幕可以找到共鸣者，甚至可以通过别人的“吐槽”，看到个人所看不到的亮点，具备现场交流感，使影院变成社交互动场所;对主创人员来说，可以及时了解观众的观影心得，得到观众对影片的反馈，以利于后续的影片创作。
二、大众的态度
对作为新兴事物的弹幕电影而言，大众的态度也是纷纭不一。大致有三：
第一种持乐观态度，认为弹幕电影会成为未来的观影模式。弹幕电影可以迎合年轻观众新鲜、自我、互动的喜好，吸引更多的年轻观众走进电影院，拉动电影票房。作为一种新兴的观影模式，其具有一定的革命性意义，可以更好地实现电影的体验式消费。
第二种持担忧态度，认为弹幕电影会拉低观众的欣赏能力，使吐槽成为观影的惟一目的。当前，国产电影市场上有数量可观的烂片横行，吐槽已经成为成就票房的一种方式。[2]这种所谓的颠覆性观影体验，打着集体狂欢的旗号，天然具有丑陋的一面，会加速电影文化的堕落。在这样的情况下，弹幕电影会加大烂片在利益驱使下的生存空间，长久以往，必然会对中国电影的整体发展伤筋动骨。
第三种持反感态度，认为弹幕电影是对电影艺术的伤害，在某种程度上伤害了创作者，使电影艺术丧失了尊严。有评论者认为：“一个对自己的创作拥有足够自信、倾注足够心血的电影人，是绝对不会用这种方式来展示自己的作品的。因为在这过程中，受众对于互动的参与已经超越了对于内容欣赏的专注，内容只是附属于互动的一种文本，在数不清的弹幕面前，电影就像一个被逼游街的少女，被无数的臭鸡蛋袭击得毫无尊严可言。”[3]此评论至为中肯。上海电影节协会副主席石川也认为：“弹幕作为电影衍生产品或可一试，抑或可开辟新的分众市场，但如果作为主流放映样式，实际上就是逼迫电影自杀。”[4]弹幕电影受到了电影业界一些资深人士的批评。
总而言之，作为一种新生事物，其到底该如何看待，恐怕还需时日。从观众、业界人士针锋相对的态度中，我们可以看出：电影作为一种文化商品，其既有艺术性又有商品性，弹幕电影作为一种新的观影模式，如何在追求艺术性与商品性之间找到平衡，这才是问题之关键。
三、弹幕电影的意义
弹幕电影作为新生的观影模式，其对电影行业本身具有何种意义呢？
第一，弹幕电影是一种新型的商业模式，可以在很大程度上满足年轻观众更加“个性化”的消费需求。当前，国产电影往往会陷入两个困境：一是一味追求电影内涵，忽略了与观众的互动;一是忙于制造话题、噱头，忽略了电影艺术品格。年青一代的观众是电影票房的生力军，基于互联网思维的弹幕电影，是对传统电影观影方式的一次大变革。在观影中，影像文本与受众之间产生即时的互动关系，其互动性与游戏性是传统观看方式所给予不了的，迎合了年青一代追求新鲜、自我与互动的喜好，吸引潜在的年轻观众走进电影院“玩”电影，从而拉动票房上涨，蕴藏着巨大经济能量。
第二，弹幕电影的本质是社交化看片，可以形成影迷之间的现场互动。现代人生活节奏加快，人与人之间的交流并非畅通无阻、亲密无间，而是愈加隔阂，以至于患上了社交媒体症，于是微博、朋友圈、贴吧、交友软件等各种新媒体悄然兴起。弹幕电影正迎合了年轻人无处不社交的心理需求与在线精神。影迷常规观影时很难与其他影迷形成互动，弹幕电影打破了观影的纯粹性，实现了群聊。影院成了社交互动场所，可以满足现场社交、分享快乐与渴望被关注的需求，使观众感觉有人随时在和自己交流，能够找到认同感和归属感，在很大程度上排解了孤独感。
第三，弹幕电影可以为用户提供更多的超越传统电影的寻找、组合、阐释的机会与乐趣。弹幕可以使观众的私人体验在观影中及时被身边的观众分享，寻找到共鸣点，会有一种志同道合之感，相比传统观影模式，观众不再寂寞与孤独，不再不吐不快。同时，观众还可以参考他人的弹幕影评，在瞬间丰富乃至加深自己的理解。对一些“烂片”而言，通过弹幕的互动，观众幽默乃至一针见血、充满机锋的评论，也是一种收获，体现了新媒体时代人人都是影评家的趋势。对一些精良的艺术电影而言，弹幕是对观众欣赏水平与评论智慧的一种考验。只有具有较高的欣赏水平与艺术慧眼的观众，才可以在弹幕上一显身手。
第四，观看中网络服务存储的相关观影数据，在大数据时代，是一种隐性财富。[5]从技术上看，观影中所有使用弹幕系统的人，发出的评论都会通过网络存储在服务器里，最终会流入“弹幕池”成为“大数据”，可以为后续的创作提供支持。从动画剧集到真人剧集，已经运行数年的《秦时明月》系列，通过土豆网和AcFun、Bilibili站积累了不少弹幕数据，因此在大电影《秦时明月之龙腾万里》的创作中，参考弹幕数据，增加了一些反派角色的出场次数及戏份。在2013年，电视剧《龙门镖局》播出后，宁财神特意收集了40万条“弹幕”，然后根据弹幕意见与微博上的抽样调查，修改了部分剧情，制作了新版，准备第二轮再推出。电影创作中此类情况目前还未出现，但将来完全可根据弹幕产生的“大数据”，改写电影的情节、叙事线索或结局，形成一种新的电影生产路径。
四、未来走向及展望
弹幕电影作为新兴事物，其本身还有诸多不完善之处：银幕设备、网络等基础设施还需进一步完善;到底哪些影片适合做弹幕电影，还在摸索;弹幕电影与传统观影模式还需融合，其消费群体、市场规模还在培育中;如何通过技术手段平衡观影质量与互动体验还需探索;弹幕的评论内容还不具备大数据的价值，从目前几部影片看，多是对演员的抨击或与电影内容本身无关的一些无聊甚至充斥谩骂的话语。
目前看来，作为新事物的弹幕电影，如同有声电影、宽银幕、3D、IMAX 、4D等出现一样，是向传统的又一次挑战，面临着舆论的毁誉参半。能否如同3D厅、4D厅一样常设于影院，成为固定观影模式，成为风靡全国乃至世界的观影潮流，成就一次划时代的观影革命，其未来之路还难以预测，还需要市场来检验。联系当下中国电影的实际来看，话题电影、粉丝电影、现象电影甚嚣尘上，高质量的艺术电影屈指可数，在这样的情形下，“烂片”却极有可能借助弹幕电影赢得利润空间，而这背后的代价将是整个国产电影的未来。弹幕电影成功的关键还在于影片的质量，在某种程度上说，只有整个中国电影的质量提升了，电影市场成熟了，弹幕电影的生存与发展才会有其一定的空间。
[参考文献]
[1] 三土.弹幕电影：御宅文化的银幕逆袭？[EB/OL].，2014-02-10.
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[5] [英]维克托・迈尔・舍恩伯格，[英]肯尼思・库克耶.大数据时代[M].盛杨燕，周涛，译.杭州：浙江人民出版社，2013.