摘要：呼吸式幕墻作為一種通風(fēng)的節(jié)能幕墻，從原理、環(huán)保、節(jié)能、使用、舒適度等方面得到大家的一致認(rèn)可，可以大力推廣使用。本文先分析了雙層呼吸式幕墻的原因及幾種分類，最后以某工程實(shí)例為例對(duì)呼吸式雙層幕墻的應(yīng)用做了一定的討論。

　　關(guān)鍵詞：呼吸式幕墻,設(shè)計(jì),原理,應(yīng)用

　　引言：呼吸式幕墻，又稱雙層幕墻、雙層通風(fēng)幕墻、熱通道幕墻等90 年代在歐洲出現(xiàn)，它由內(nèi)、外兩道幕墻組成，內(nèi)外幕墻之間形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間，空氣可以從下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，又從上部排風(fēng)口離開(kāi)這一空間，這一空間經(jīng)常處于空氣流動(dòng)狀態(tài)，熱量在這一空間流動(dòng)。其一般被成為“智能型玻璃幕墻系統(tǒng)”，嚴(yán)格地說(shuō)它主要應(yīng)用于建筑外墻，可以隨天氣變化自動(dòng)改變自身特性。實(shí)際上，在多種雙層玻璃幕墻當(dāng)中，只有少數(shù)裝有感應(yīng)控制系統(tǒng)并且能夠智能運(yùn)行。盡管如此，只要精心設(shè)計(jì)，充分利用自然能源和可再生資源。滿足樓內(nèi)人群在供熱、制冷和照明等方面的需求。

　　一、呼吸式幕墻的原理與分類

　　呼吸式幕墻由內(nèi)外兩層玻璃幕墻組成，與傳統(tǒng)幕墻相比，它的最大特點(diǎn)是由內(nèi)外兩層幕墻之間形成一個(gè)通風(fēng)換氣層，由于此換氣層中空氣的流通或循環(huán)的作用，使內(nèi)層幕墻的溫度接近室內(nèi)溫度，減小溫差因而它比傳統(tǒng)的幕墻采暖時(shí)節(jié)約能源42%-52%;制冷時(shí)節(jié)約能源38%-60%.另外由于雙層幕墻的使用，整個(gè)幕墻的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墻根據(jù)通風(fēng)層的結(jié)構(gòu)的不同可分為“封閉式內(nèi)循環(huán)體系”和“敞開(kāi)式外循環(huán)體系”兩種。

　　1、封閉式內(nèi)循環(huán)體系呼吸式幕墻

　　封閉式內(nèi)循環(huán)體系呼吸式幕墻，一般在冬季較為寒冷的地區(qū)使用，其外層原則上是完全封閉的，一般由斷熱型材與中空玻璃組成外層玻璃幕墻，其內(nèi)層一般為單層玻璃組成的玻璃幕墻或可開(kāi)啟窗，以便對(duì)外層幕墻進(jìn)行清洗。兩層幕墻之間的通風(fēng)換氣層一般為100-200毫米。通風(fēng)換氣層與吊頂部位設(shè)置的暖通系統(tǒng)抽風(fēng)管相連，形成自下而上的強(qiáng)制性空氣循環(huán)，室內(nèi)空氣通過(guò)內(nèi)層玻璃下部的通風(fēng)口進(jìn)入換氣層，使內(nèi)側(cè)幕墻玻璃溫度達(dá)到或接近室內(nèi)溫度，從而形成優(yōu)越的溫度條件，達(dá)到節(jié)能效果。在通道內(nèi)設(shè)置可調(diào)控的百頁(yè)窗或垂簾，可有效地調(diào)節(jié)日照遮陽(yáng)，為室內(nèi)創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境。

　　根據(jù)英國(guó)勞氏船社總部大廈及美國(guó)西方化學(xué)中心大廈的使用來(lái)看，其節(jié)能效果較傳統(tǒng)單層幕墻相比達(dá)50%以上。

　　2、敞開(kāi)式外循環(huán)體系呼吸式幕墻

　　敞開(kāi)式外循環(huán)體系呼吸式幕墻與“封閉式呼吸式幕墻”相反，其外層是單層玻璃與非斷熱型材組成的玻璃幕墻，內(nèi)層是由中空玻璃與斷熱型材組成的幕墻。內(nèi)外兩層幕墻形成的通風(fēng)換氣層的兩端裝有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，通道內(nèi)也可設(shè)置百頁(yè)等遮陽(yáng)裝置。冬季時(shí)，關(guān)閉通風(fēng)層兩端的進(jìn)排風(fēng)口，換氣層中的空氣在陽(yáng)光的照射下溫度升高，形成一個(gè)溫室，有效地提高了內(nèi)層玻璃的溫度，減少建筑物的采暖費(fèi)用。夏季時(shí)，打開(kāi)換氣層的進(jìn)排風(fēng)口，在陽(yáng)光的照射下?lián)Q氣層空氣溫度升高自然上浮，形成自下而上的空氣流，由于煙囪效應(yīng)帶走通道內(nèi)的熱量，降低內(nèi)層玻璃表面的溫度，減少制冷費(fèi)用。另外，通過(guò)對(duì)進(jìn)排風(fēng)口的控制以及對(duì)內(nèi)層幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，達(dá)到由通風(fēng)層向室內(nèi)輸送新鮮空氣的目的，從而優(yōu)化建筑通風(fēng)質(zhì)量。

　　可見(jiàn)“敞開(kāi)式外循環(huán)體系呼吸式幕墻”不僅具有“封閉內(nèi)循環(huán)式體系”呼吸式幕墻在遮陽(yáng)、隔音等方面的優(yōu)點(diǎn)，在舒適節(jié)能方面更為突出，提供了高層超高層建筑自然通風(fēng)的可能，從而最大限度地滿足了使用者生理與心理上的要求。

　　敞開(kāi)式外循環(huán)體系呼吸式幕墻，在德國(guó)法蘭克福的德國(guó)商業(yè)銀行總行大廈、德國(guó)北萊因——威斯特法倫州魯爾河畔埃森市的“RWE”工業(yè)集團(tuán)總部大樓采用。

　　二、呼吸式雙層幕墻的應(yīng)用

　　由于“封閉式內(nèi)循環(huán)體系呼吸式幕墻”與大廈的通風(fēng)系統(tǒng)相連接，它的運(yùn)行會(huì)增大通風(fēng)系統(tǒng)的功率，從而需增大投入與消耗，因而其應(yīng)用不多。“敞開(kāi)式外循環(huán)體系呼吸式幕墻”作為一種更新形式的呼吸式幕墻得到了廣泛采用。下面將以“敞開(kāi)式外循環(huán)體系呼吸式幕墻”為例，對(duì)呼吸式幕墻系統(tǒng)的應(yīng)用作介紹。

　　1、結(jié)構(gòu)型式

　　呼吸式幕墻由于是雙層體系，在幕墻結(jié)構(gòu)型式多樣化的今天，兩層幕墻可以根據(jù)建筑效果的需要有很多種組合，但是為了最大限度地突出呼吸式幕墻的通風(fēng)、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，一般采用如下幾種結(jié)構(gòu)型式：

　　內(nèi)外層結(jié)構(gòu)一體式，即內(nèi)外層幕墻做成一體或一個(gè)單元。構(gòu)成通風(fēng)層的內(nèi)外兩層幕墻共用一根豎骨料，外層可做成明框或隱框形式，內(nèi)層則做成可開(kāi)啟窗或固定窗。當(dāng)兩層幕墻一體地做成單元式，則每個(gè)單元猶如一個(gè)個(gè)玻璃箱子，因此也被稱為“箱體式幕墻”。

　　內(nèi)外層結(jié)構(gòu)分體式，即內(nèi)外兩層幕墻各成體系，為形成通氣層通過(guò)其它方式進(jìn)行隔斷。由于此種型式的兩層幕墻分別獨(dú)立，外層結(jié)構(gòu)可選用明框、隱框或點(diǎn)式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)。內(nèi)層結(jié)構(gòu)可選用各種幕墻型式或推拉、平開(kāi)窗的型式。

　　外層幕墻作為建筑物的外表，一方面直接反映的是建筑物的造型，另一方面作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，它還承受風(fēng)荷載、防雨水等作用，因而其結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度與水密性方面應(yīng)作為重點(diǎn)考慮。內(nèi)層幕墻由于其主要是與外層結(jié)合形成換氣層，所以更應(yīng)注意其與室內(nèi)功能的配合，對(duì)其密封性能要求可適當(dāng)降低。

　　2、換氣層與材料

　　呼吸式幕墻換氣層是關(guān)鍵，其進(jìn)出風(fēng)口的設(shè)置、換氣層的寬度大小、材料的選用等直接到其性能的發(fā)揮。

　　一般來(lái)講，北方寒冷地區(qū)因采暖時(shí)間長(zhǎng)，選用呼吸式幕墻時(shí)，主要是利用換氣層的“溫室效應(yīng)”來(lái)減少室內(nèi)熱量的散失。內(nèi)層采用中空LOW-E玻璃、斷熱鋁型材，以及相對(duì)較大的換氣層寬度將會(huì)達(dá)到較好的節(jié)能效果。

　　南方溫暖地區(qū)，因冷氣使用時(shí)間較長(zhǎng)，利用呼吸式幕墻換氣層的“煙囪效應(yīng)”來(lái)降低內(nèi)層玻璃表面的溫度可達(dá)到節(jié)能目的。因此外層采用熱反射玻璃，以及相對(duì)較小的換氣層寬度，將會(huì)增強(qiáng)煙囪效應(yīng)的效果，來(lái)達(dá)到最佳的節(jié)能狀態(tài)。

　　三、以某工程為例分析雙層玻璃幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)用

　　某建筑的幕墻分為內(nèi)外兩層，中空可上人，兩層幕墻中設(shè)有特別設(shè)計(jì)的遮陽(yáng)系統(tǒng)，上下各有一個(gè)通風(fēng)口。夏季，溫度高，兩層幕墻之間形成一個(gè)溫室效應(yīng)，而兩個(gè)通風(fēng)口之間的高度差自然形成了“煙囪”效應(yīng)，較冷的空氣不斷補(bǔ)入，并把熱空氣抽走，這樣就加速了中空層中的空氣流動(dòng)，從而有效降低了內(nèi)層幕墻內(nèi)的表面的溫度，達(dá)到了降溫效果;冬季，將進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口全部關(guān)閉，中空層中的溫室作用將會(huì)溫暖整個(gè)樓宇。一方面，居住者能夠體驗(yàn)到真正的冬暖夏涼，減少極端環(huán)境帶來(lái)的不適;另一方面，建筑本體的主動(dòng)效能，極大的減少了能源消耗，節(jié)能環(huán)保給社會(huì)帶來(lái)的收益就更加高遠(yuǎn)。

　　四、總結(jié)

　　隨著我國(guó)國(guó)民的快速發(fā)展，建筑業(yè)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)，建筑節(jié)能也得到相關(guān)部門的高度重視，《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》的出臺(tái)，對(duì)建筑節(jié)能提出了明確的要求。而呼吸式幕墻的出現(xiàn)作為建筑節(jié)能的一種重要措施，未來(lái)一定會(huì)有很好的發(fā)展空間。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　【2】giuliaAndreotti 雙層玻璃幕墻的設(shè)計(jì) 建筑門窗幕墻與設(shè)備 2005.5