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1、. . . . 双层呼吸式玻璃幕墙一、前言近20年来，玻璃幕墙在我国有了长足的发展，但仍然停留在单层玻璃幕墙的研发过程中。但单层玻璃幕墙的“大面积反光造成光污染；容易产生空调病、保温性能差、能耗大、维护费用高等问题”开始被人关注。而当前世界上最先进的玻璃幕墙为智能双层玻璃式幕墙。智能双层呼吸式玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。从设计构思、容组成和工作过程各方面看，都是一个各专业协调合作的多功能系统。它不仅有玻璃支撑结构，还包括建筑部分环境控制和建筑服务系统，双层通风幕墙的基本特征是双层幕墙和空气流动、交换，其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙热
2、通道幕墙，工作原理则是利用空气对流。智能双层呼吸式幕墙的玻璃幕墙由外两层玻璃幕墙组成，与传统幕墙相比，它的最大特点是由外两层幕墙之间形成一个通风换气层，由于此换气层中空气的流通或循环的作用，使层幕墙的温度接近室温度，减小温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42%-52%；制冷时节约能源38%-60%.另外由于双层幕墙的使用，整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。二、智能双层呼吸式幕墙的原理1、封闭式循环体系呼吸式幕墙封闭式循环体系呼吸式幕墙，一般在冬季较为寒冷的地区使用，其外层原则上是完全封闭的，一般由断热型材与
3、中空玻璃组成外层玻璃幕墙，其层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙或可开启窗，以便对外层幕墙进行清洗。两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200毫米。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连，形成自下而上的强制性空气循环，室空气通过层玻璃下部的通风口进入换气层，使侧幕墙玻璃温度达到或接近室温度，从而形成优越的温度条件，达到节能效果。在通道设置可调控的百页窗或垂帘，可有效地调节日照遮阳，为室创造更加舒适的环境。根据英国劳氏船社总部大厦及美国西方化学中心大厦的使用来看，其节能效果较传统单层幕墙相比达50%以上。2、敞开式外循环体系呼吸式幕墙敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反，其外层
4、是单层玻璃与非断热型材组成的玻璃幕墙，层是由中空玻璃与断热型材组成的幕墙。外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排风装置，通道也可设置百页等遮阳装置。冬季时，关闭通风层两端的进排风口，换气层中的空气在的照射下温度升高，形成一个温室，有效地提高了层玻璃的温度，减少建筑物的采暖费用。夏季时，打开换气层的进排风口，在的照射下换气层空气温度升高自然上浮，形成自下而上的空气流，由于烟囱效应带走通道的热量，降低层玻璃表面的温度，减少制冷费用。另外，通过对进排风口的控制以及对层幕墙结构的设计，达到由通风层向室输送新鲜空气的目的，从而优化建筑通风质量。可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭循环式
5、体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点，在舒适节能方面更为突出，提供了高层超高层建筑自然通风的可能，从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。敞开式外循环体系呼吸式幕墙，在德国法兰克福的德国商业银行总行大厦、德国北莱因威斯特法伦州鲁尔河畔埃森市的“RWE”工业集团总部大楼采用。三、智能双层呼吸式幕墙的的优点1、从原理上，呼吸式幕墙采用“烟囱效应”与“温室效应”的原理，是从幕墙的功能上解决节能问题；单层幕墙则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。2、从环保上，呼吸式幕墙由于其功能解决节能，外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响（“
6、光污染”）；单层玻璃幕墙为保证室外效果与节能的考虑，玻璃一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。3、从节能上，呼吸式幕墙由于换气层的作用，比单层幕墙节能约50%.是解决建筑节能的一个新的方向。4、从使用上，换气层的出现，使呼吸式幕墙夏季节省制冷费用，冬季可节省取暖费用。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。5、从舒适度方面，呼吸式幕墙的隔音性能可达到55dB，让室生活与工作的人们有一个清静的环境；另一方面，无论天气好坏，勿须开窗换气层都可直接将自然空气传至室，为室提供新鲜空气，从而提高室的舒适度。并有效地降低高层建筑单纯依赖暖通设备机械通风带来的弊病。四、智能双层呼吸式幕墙的在国
7、的应用实例1、凯晨世贸中心世界最大的环楼双层智能呼吸式玻璃幕墙 凯晨世贸中心位于国家大道长安街畔，正对面是中国工商银行总行，西侧为招商国际金融中心、远洋大厦，与中尔街金融街隔街相望，占地面积约为4.4公顷，建设用地约为2.2公顷，总建筑面积约19.4万平方米。 整个玻璃幕墙由3层玻璃构筑，每个单元板块高3.9米，宽1.5米；玻璃单元厚度为250毫米：外层的玻璃采用1.5米宽，3.425米高的单层夹胶透明玻璃，厚度10.76毫米，在玻璃的四个边缘用结构硅胶与铝合金窗框相连接，在每层楼板处设置一个435毫米高的不锈钢外墙饰面板。玻璃窗下部和不锈钢外墙饰面板之间有约40毫米的开缝（为进气口）；不锈钢
8、外墙饰面板的侧面有10毫米宽，475毫米高的出气口。夹胶玻璃还具备隔音性强、有效阻隔紫外线的特点。幕墙是相对封闭的，由带有low-e（低辐射）涂层的两块中空玻璃窗组成：上部为1.5米宽1.95米高的标准固定玻璃窗；底部为1.5米宽0.85米高的可向侧开启玻璃窗，为办公区提供自然通风。 在外两层幕墙之间留有一个宽170毫米的热通道，室外新风通过位于外幕墙玻璃窗下部的开缝进入，经过热通道带走热量，从上部排风口排出，形成外循环。在两层幕墙之间设80毫米宽的带穿孔的铝合金百叶遮阳板，遮阳板与先进的楼宇自控系统（ba）连接电脑总控中心，其开启、关闭和旋转可以根据季节和气候条件通过电脑总控中心统一控制，也
9、可以由客户自己调节。值得一提的是，凯晨世贸中心不仅在环楼的外层立面上采取了双层玻璃幕墙，在两个挑空中庭两侧的墙面上也采用双层玻璃幕墙，这样通过客户自己调节铝合金百叶，可以有效地解决私密性的问题。2、人寿保险大楼（7000平方米、99.8米、）人寿保险大楼幕墙工程采用双通道呼吸式幕墙，全部采用开敞式。、外层幕墙之间的距离为600mm，上、下端使用百叶，控制幕墙空气层的空气进出流量。两层之间为空气的进气口和出气口，每个单元体均设有进、出口通道，上下单元之间加金属格栅。空气通道宽600mm，可以使工人在通道中进行维修和清洁以及更换防尘网。保证工人工作的安全与方便。已经竣工。3、电视中心（广电集团）（
10、8000平方米、124米、） 电视中心（广电集团）建筑主立面为梭形结构，幕墙工程采用双通道呼吸式幕墙，全部采用开敞式。层采用高档铝合金门窗、外层采用拉索点式玻璃幕墙，幕墙之间的距离为500700mm，每层独立换气，采用交叉换气，提高换气速度。在外层点式玻璃幕墙上安装了国际流行的LED系统。已经竣工使用。4、牧羊工程技术中心大楼（3800平方米、17.4米）牧羊工程技术中心大楼幕墙工程采用双通道呼吸式幕墙， 、外层幕墙均采用框架式玻璃幕墙，外层采用开敞式。、外层幕墙之间的距离为740mm，上、下端使用电控式旋转百叶，控制幕墙空气层的空气进出流量。两层之间为空气的进气口和出气口，上下单元之间加防尘
11、网和金属格栅，以及出气电动关闭装置。本套动态幕墙的设计，充分考虑了建筑使用中不同季节的各种情况：夏季，通过电动控制百页，调节射入室的强度、角度，并打开出气装置，通道的空气受及外界气温影响，形成上升气流，上升气流自下而上流动，通过出气口排出，并带走层玻璃外表面的热量；冬季，关闭出气装置，在通道形成空气保温层，特别是在的照射下，形成热空气保温层，保持室的温度。在清洁与维修方面，本套方案的设计中防尘在进口采用可折式的防尘网，形成如同空调的过滤网，并且在风沙天气时，可随时关闭出气口，使通道空气不能流通，在清洁设计中，在上下接口处设置金属承重装饰格栅。空气通道宽740mm，可以使工人在通道中进行维修和清
12、洁以及更换防尘网。保证工人工作的安全与方便。已经竣工。五、智能双层呼吸式幕墙需解决的问题1、经济性智能双层呼吸式幕墙在欧美等国开发利用时间不长，在我国尚处于研究试验阶段。这种高科技的节能幕墙在结构上必须采用双层幕墙，加上高科技的结构型材及遮阳装置，进、出风口等，有专家估算在西欧，其造价成本约为人民币7000元/米2，在我国，即使部分材料可用国产产品替代，造价也达4000元/米2。但由于其节能率很高，计算和实际使用情况证明，这种幕墙使用6年，其造价相当于一般中空玻璃幕墙1800元/米2左右，使用10年，加上折旧考虑，相当于单层幕墙1200元/米2。因此，从长远利益来看，经济效益是明显的，也是可行
13、的。 2、热通道的设计问题 我国的自然气候、环境条件不同于欧美国家，即使在国，由于我国地域辽阔，各地气候、温度差异也很大。因此，如选用热通道幕墙，尤其是外循环热通道幕墙时，最好能根据当地条件进行试验。有条件的科研设计单位可以选择相应课题进行研究，做好技术储备，选择好合适的热通道尺寸、进出风口大小，保证幕墙保温节能及隔音降噪达到最佳，同时能避免大量积尘及昆虫吸附在通道，影响外观效果。 3、消防问题 智能双层呼吸式幕墙属新型技术，国消防法规不能全面涵盖。但要求起主要建筑围护的层幕墙必须按照消防规，同时可以在总体建筑设计时考虑安装报警器和喷淋系统。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
14、气层的设计时应与建筑物防火分区设计相结合。 4、换气层的宽度（体积）确定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。5、进出风口的设计选用不当时一方面会造成换气层循环气流的短路，降低节能效果；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，尤其是西北风沙较大的地区更应慎重。6、面积的计算由于建筑面积由外墙皮开始计算，因此双层幕墙的应用会直接导致建筑面积损失2.5%-3.5%。六、结束语智能双层呼吸式幕墙是一项新兴技术产品，集暖、热、光、幕墙材料等技术于一体，是幕墙技术发展的一个趋势。目前是否采用与项目的定位、客户的群体等相结合。. . .
