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1、呼吸式幕墙一、前言呼吸式幕墙，又称双层幕墙、双层通风幕墙、热通道幕墙等，90 年代在欧 洲出现，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。呼吸式幕墙与传统幕墙相比，它的最大特点是由内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，使内层幕墙的温度接近 室内温度，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
2、分为“封闭式内循环体系”和“敞开 式外循环体系”两种。二、结构与分类 呼吸式玻璃幕墙的种类划分方法有很多种，以通风型式来划分，分为外循环 自然通风，外循环机械通风，内循环机械通风三种。风机mc内循环机械通风室内室外a外循环自然通风室外b外循环机械通风室内室外室内外循环自然通风幕墙：外层幕墙的上下端设置进、出风口，并且需要采用 保温性能比较好的材质来隔热，因为在夏季依靠热压进行自然通风来降低室内温 度，而在冬季利用温室效应来保暖。由于外循环自然通风只依靠热压来进行通风。 因此内外幕墙之间的空气夹层的间距就应该大一些，一般不低于 400mm。外循环机械通风幕墙：与外循环自然通风幕墙相比，夹层中增加
3、了风机来强 化通风，因此双层呼吸式玻璃幕墙的空气夹层的间距就可以减小。内循环机械通风幕墙：在内循环机械通风中，保温性能比较好的幕墙材料作 为外层幕墙，保温性能相对较差的作为内层幕墙。在夏季，内循环机械通风依靠 风机将房间内较低温度的空气抽进空气夹层内，来给空气夹层的温度进行降温， 以此来减少太阳辐射得热。在冬季，依靠风机将房间内较低温度的空气抽进空气 夹层内，通过太阳照射的方式给空气夹层内的温度进行升温，即使风机关闭，在 冬季，通透的玻璃幕墙也是会有温室效应，进而增加室内温度。根据通风路径的不同，开敞式外循环呼吸幕墙又可分为整体式、廊道式、通 道式和箱体式等四种基本形式。b廊道式a整体式c通道
4、式 d箱体式整体式：结构简单，造价低，隔声性能好，外观效果和谐。空气从幕墙的最 底部进入，从顶部排出。双层表皮之间的夹层空间通常比较大，既不做水平分隔， 也不做竖向分隔。廊道式：每层设通风道，层间以水平隔断进行划分，垂直方向不通风，每层 楼的楼板和天花高度分别设有进、出风调节盖板，进、出气口在水平方向错开一 块玻璃的距离，避免了下层走廊的部分排气再变成上层走廊的进气的“短路”问 题。通道式：用垂直隔断构件将双层玻璃之间的通风腔分为若干单元，在每个竖 向单元中，新鲜空气从每层进气口进入，集中进入风道，在热压的作用下，不断 上升，最后在建筑顶部排出。箱体式：这种形式的空气间层是水平、垂直双向划分的
5、。典型做法是在水平 方向以两块玻璃为一个单元，然后分别在其两边作竖向隔断，形成一层楼高、两 块玻璃宽的独立箱体。对应每个房间为一个独立箱体，可设置开启窗进行独立换 气。三、新型双层呼吸式玻璃幕墙 新型双层呼吸式玻璃幕墙“新”的地方在于该双层呼吸式玻璃幕墙带有外部 遮阳卷帘并且在内层幕墙的上、下方均设有空气交换口。空气交换口在一般情况下是关闭的，如果有换气需求的话，空气交换口可以 由手动打开进行换气。一般的双层呼吸式玻璃幕墙没有空气交换口，如果室内空气不新鲜，二氧化碳随着人员呼吸不断增加，容易造成人员疲惫，无精打采。室 内空气仅靠开门无法进行更新的时候，这时新型的双层呼吸式玻璃幕墙的空气交 换口
6、就可以发挥它的作用。因为不是频繁使用，空气交换口并不会影响双层呼吸 式玻璃幕墙的使用性能。空气交換H空气交换匚进风匚外建阳卷円和层幕墻内层幕缙新型双层呼吸式玻璃幕墙结构示意图通风换气示意图四、优势 与传统玻璃幕墙相比，呼吸式幕墙具有以下优点：1、节能，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，比单层幕墙节能约50%；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、环保，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，可减少“光污染”；单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑， 玻璃一般选用有一定反射功能的镀
7、膜玻璃，导致“光污染”。3、舒适度，呼吸式幕墙的隔音性能可达到55dB，让室内生活与工作的人们 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 然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，从而提高室内的舒适度。五、难点1、经济性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，
8、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，也是可行的。参考洪悦双层换气幕墙的典型类别与节能效益分析，双层幕墙方案比原 来单层幕墙方案增加的造价约为300元/m2，最多经过25年时间，可通过双层换 气幕墙的节能将最初的投资收回，其回收时间占建筑设计使用年限 70 年的 35.7%，在 64.3% 的使用时间里将有可观的赢利。2、热通道的设计问题我国地域辽阔，各地气候、温度差异大。因此，如选用热通道幕墙，最好能 根据当地条件进行试验，以选择合适的热通道尺寸、进出风口大小，保
9、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内，影响外 观效果。如果热通道设计不合理，导致空气流通不畅，夏季产生空气层过热问题，增 加室内温度，会大大地增加建筑能耗，而冬季又会产生结露问题。3、消防问题智能双层呼吸式幕墙属新型技术，国内消防法规不能全面涵盖。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建筑物防火分 区设计相结合。4、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%，开发商比较在意这点。六、应用实例北京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长安街畔，
10、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。内幕墙是相对封闭的，由带有low
11、-e（低辐射） 涂层的两块中空玻璃窗组成：上部为1.5米宽X1.95米高的标准固定玻璃窗； 底部为1.5米宽X0.85米高的可向内侧开启玻璃窗，为办公区提供自然通风。 在内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。 在两层幕墙之间内设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内墙
12、 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。下表包含了一些国内已经建成的双层呼吸式幕墙重点工程（截止2012年）：编号心顶巨名秫）地点Q用蛰建成时间Q取层皮玻璃幕墙清华大学超低能 糅亓:范楼）北京心200舁內循环式，交互 式.玮廂弍*2 1淸华大学那境节 能擀北京沪办為2006p外循坏走廊式沪3*昆仑公寓心北京心2007内循环式心锹国际大厦卫北京心200舁夕漩坏式心知凯晨广场Q北京Q2006P箱式心6+-中青旅总裂北京沪200弁内循环式*国家会计学院北京4办炽L99flJ国贸旺座*d匕京护2003箱式刃北京益馆Q*京。必寓*2005箱式4中石油犬厦*北京沪办為2011*内循环式，11P奥运射击馆卫北京卫体育申200士夕瀾环式空12p卓京人寿1南京口201夕瀰坏式a1J久事大厦Q上悔心200弃内循那式Q14游船码头空上悔心2009外循环式，15东昌金融办公区*上海4办毎2008p夕潘环式*16亚洲铝厂*广州*办炽201迂廊弍审广州珠江城-广州Q2012p内循环式，
