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【摘 要】 随着中国经济的不断发展，幕墙的设计种类也越来越多，双层幕墙以其优越的性能在幕墙设计过程中被广泛的使用，本文就双层幕墙的设计和应用进行阐述和分析。
【关键词】 双层幕墙；设计；应用
一、双层幕墙的工作原理
1、冬季将外层通风口关闭，通道内空气在阳光照射和室内热辐射等条件作用下温度升高，形成介于室内与室外之间的热缓冲区，使室内热量的散失大幅度减少，从而达到很好的保温节能效果，减少了空调采暖运行费用和能耗。
2、在夏季，将进、出风口打开，在阳光照射下，由于热压作用和烟囱效应，在内外两层结构之间的通道中，形成自下而上的气流，将通道内的热量带到室外，降低了内层幕墙的外表面温度，从而降低空调负荷和能耗。另一方面，由于双层幕墙的特殊结构本身就具有一定的遮阳功能可减少阳光对空气的辐射，降低房间温度减少降温负荷，起到经济环保的目的。
二、双层幕墙的主要类别
1、封闭式内循环双层幕墙
（1）需借助专门设备来完成，维护和运行的成本较高
专门的设备可以有效的促使封闭式的内循环双层幕墙空气的流通，因此导致维护以及运行的成本费用较高。一般情况下，内、外两层的幕墙之间热通道的距离为150mm-300mm。然而有的幕墙工程仅仅为了维修或者清洗的方便，从而将内、外两层的幕墙之间热通道的距离设计为500mm-600mm，以便于有足够的空间进行维护和清洁。内层的幕墙的的内部通道一般具有一定的关联性，比如上通道和吊顶部位设置的暖通系统排风管往往是连在一起的，这样就有助于形成自下而上的强制性的空气流动。室内外的冷热空气通过幕墙之间的通道进行流通，可以使得内层幕墙的温度可以随着环境的变化保持一种优越的温度条件，从而可以起到能降耗的功效。
（2）有效调节阳光照射，为建筑工程师选择幕墙材质提供方便
在工程实际中，还可以在内外层幕墙中的热通道之间设置一些可以调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘，这样有助于及时调节阳光的照射、为建筑工程师选择全透明低反射的玻璃材质提供了方便。
2、敞开式外循环双层幕墙
（1）完全依靠自然通风， 无需借助专门的设备
敞开式的外循环双层幕墙在目前是应用的较为普遍的双层幕墙形式之一，其无需借助专门的设备，可以完全依靠自然通风，从而使得维护和运行的费用相对较低。敞开式外循环双层幕墙可以开启或者关闭进风口和排风口。在夏季的时候，可以适当的开启风口，有助于热空气形成自下而上的空气流动。相关的试验数据证明，热空气的流动速度可以高达0.6m/s，从而可以有效的降低内外层通道之间由于日照而产生的热量，从而降低内层幕墙的温度，减少空掉的负荷，有效的节能降耗。在冬季的时候，可以关闭风口，内外层之间的热通道之间的温度升高，提高了内层幕墙的表面温度，从而可以有效的起到保温的作用，从而降低房屋采暖的费用，因此，也就具备了节能和降耗的功效。
（2）根据阳光角度调整阳光照射，具备保温作用
敞开式的外循环双层幕墙也可以根据工程的实际需要，在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘，从而可以有效地调节阳光的照射角度，从而使得幕墙具备保温的重要作用。
三、双层幕墙的设计以及应用分析
1、双层幕墙有效通风，换气方面的细部设计
双层幕墙具有独特的特征，与传统建筑幕墙有着本质区别，它一般主要由外层幕墙、内层幕墙、层间隔断系统和通风装置组成。内外层幕墙之间形成空气缓冲区，充分体现了节能环保。让人亲近自然的设计理念，如何实现通风和换气的有效性是双层幕墙设计的关键。下面就影响通风、换气的几个细节进行了重点的分析。
（1）进出风口百页对通风功能的影响
进出风百页的断面型式不同，直接导致进出百页的风阻系数和风阻大小不同，会影响幕墙的通风效果。
（2）页片刚性较差
页片刚性太差，从实际工程效果看，很难保证页片不变形，影响平整和美观。同时也容易产生页片抖动，影响通风效果及产生噪声。
（3）容易产生震动和噪声
百页片的自身固有频率与风动频率接近时，也极易产生震动和噪声。
（4）防虫网对通风功能的影响
双层幕墙的通风途径采用的是常规的自然通风，在方法技术上，防尘介质的选用直接关系到通风效果，从目前自然通风与防尘技术上看。通风量、通风速度与防尘效果成反比。是目前的难题，针对工程应以通风为主，防尘为辅的设计思路。在满足通风的前提下。具备一定的防尘功能就可以了，通过模拟试验得出。防虫网的风阻系数Ff=0.94，百页的风阻系数Fb=0.85时。可以实现良好的通风效果。满足工程的正常需要。
（5）内、外层幕墙的间距尺寸对双层幕墙通风效果的影响
首先，双层幕墙的内外层之间的间距尺寸过小，风速加大时，风阻也随之加大，因此，风的能耗损失也就加大，导致了双层幕墙内部的能量损失，同时还会影响风向，产生不好的通风效果。其次，双层幕墙之间的间距如果过大，可以有效的降低风阻但同时也会降低空气的流动速度，导致通风的效果也不太理想。最后，我们应因地制宜，结合工程实例，通过模拟实验，一般内外层幕墙之间的间距在500mm-1000mm，通风效果最为理想。
（6）内层开启窗的位置及开启方式对双层幕墙通风效果的影响
内层的开启窗不同的开启方式同样会影响到通风的效果，为保证让室内通风效果达到最佳状态，一般采用内开内倒窗，内層开启窗的位置应尽量避免直接与室内入户门，建筑空调及通风系统的室内开口位置正对，在不影响主体功能和装饰效果的前提下，应注意通风路径的合理走向，避免风流“短路”现象发生，使室内通风无死角。
2、双层幕墙的应用 （1）封闭式的内循环双重玻璃幕墙系统
这种幕墙一般都是在冬季较为寒冷的北方地区使用，外层的玻璃幕墙呈完全封闭式状态的，一般都是由断热型材料和中空钢化玻璃组成，而内层一般都是由单片的钢化玻璃组成或者有可开启的窗户。一般情况下这种玻璃幕墙的通风间层厚度在120-200mm 之间，通风间层和吊顶部位的暖通系统排风管道相连，从而形成一个空气循环系统。
（2）敞开式的外循环双层玻璃幕墙
这种幕墙就是我们通常所说的呼吸声双层玻璃幕墙，这种幕墙的外层采用的是单层玻璃与非断热型材，内层的幕墙一般采用的是隔热或者断热明的明框幕墙或单元幕墙。在温度较低的时候关闭通风层中的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，从而提高室内的整体温度，减少采暖能耗。在温度较高的时候又可以打开换气层的风口，利用烟囱效应将通风层的容量都排放出去，从而降低室内的温度，减少空调的使用时间，降低空调的能耗。另外，通过对进排放口的控制以及对内层幕墙结构的合理设计，还可以达到良好的通风效果，提高室内的空气质量。从上面分析可以看出敞开式的外循环系统不仅仅具有封闭式内循环系统在遮阳隔音等方面的优势，还具有其自身的特点，达到的最佳的通风效果，保证了大型公共建筑的舒适度，最大限度的满足了使用者的生理和心理上的要求。
（3）呼吸式双层玻璃幕墙系统的应用
多层次双层玻璃幕墙的通风间层在水平方向上和多个方面是相连接的，在竖直方向上可以对多个楼层进行覆盖，有的时候多层次双层玻璃幕墙间的通风间层没有水平隔也没有竖向分割，仅仅是通过外层的幕墙在底层和顶层的通风口形成通風。在寒冷的冬季，将外层的通风口关闭，通过通风间层形成温室效应来保证室内的温度，从而减少对暖气的使用，达到节能的作用；到了夏季，将外层的通风口打开，利用烟窗效应形成自然的通风。这种呼吸式双层玻璃幕墙系统由于外层玻璃幕墙的开口较少，能够达到很好的隔音效果，所以适合在外部噪音比较大的大型公共建筑中。
结束语
双层幕墙在节能、通风方面发挥着巨大的作用，然而由于我国双层幕墙技术的应用起步较晚，双层幕墙在我国建筑行业的应用还不太广泛。但是，双层幕墙势必是幕墙工程未来发展方向之一。在未来的一段时间内，我们还需要对双层幕墙方面投入更多的精力和研究，早日享受到双层幕墙带来的实惠。
参考文献：
[1]薛勇，郝永池，李雪军.双层幕墙节能技术的研究[J].山西建筑，2013（01）.
[2]张甫仁，刘雪.水介质双层玻璃幕墙节能研究[J].墙材革新与建筑节能，2013（03）.
[3]周全.节能理念在现代幕墙设计中的应用探析[J].中国建筑金属结构，2013（10）.
【关键词】 双层幕墙；设计；应用
一、双层幕墙的工作原理
1、冬季将外层通风口关闭，通道内空气在阳光照射和室内热辐射等条件作用下温度升高，形成介于室内与室外之间的热缓冲区，使室内热量的散失大幅度减少，从而达到很好的保温节能效果，减少了空调采暖运行费用和能耗。
2、在夏季，将进、出风口打开，在阳光照射下，由于热压作用和烟囱效应，在内外两层结构之间的通道中，形成自下而上的气流，将通道内的热量带到室外，降低了内层幕墙的外表面温度，从而降低空调负荷和能耗。另一方面，由于双层幕墙的特殊结构本身就具有一定的遮阳功能可减少阳光对空气的辐射，降低房间温度减少降温负荷，起到经济环保的目的。
二、双层幕墙的主要类别
1、封闭式内循环双层幕墙
（1）需借助专门设备来完成，维护和运行的成本较高
专门的设备可以有效的促使封闭式的内循环双层幕墙空气的流通，因此导致维护以及运行的成本费用较高。一般情况下，内、外两层的幕墙之间热通道的距离为150mm-300mm。然而有的幕墙工程仅仅为了维修或者清洗的方便，从而将内、外两层的幕墙之间热通道的距离设计为500mm-600mm，以便于有足够的空间进行维护和清洁。内层的幕墙的的内部通道一般具有一定的关联性，比如上通道和吊顶部位设置的暖通系统排风管往往是连在一起的，这样就有助于形成自下而上的强制性的空气流动。室内外的冷热空气通过幕墙之间的通道进行流通，可以使得内层幕墙的温度可以随着环境的变化保持一种优越的温度条件，从而可以起到能降耗的功效。
（2）有效调节阳光照射，为建筑工程师选择幕墙材质提供方便
在工程实际中，还可以在内外层幕墙中的热通道之间设置一些可以调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘，这样有助于及时调节阳光的照射、为建筑工程师选择全透明低反射的玻璃材质提供了方便。
2、敞开式外循环双层幕墙
（1）完全依靠自然通风， 无需借助专门的设备
敞开式的外循环双层幕墙在目前是应用的较为普遍的双层幕墙形式之一，其无需借助专门的设备，可以完全依靠自然通风，从而使得维护和运行的费用相对较低。敞开式外循环双层幕墙可以开启或者关闭进风口和排风口。在夏季的时候，可以适当的开启风口，有助于热空气形成自下而上的空气流动。相关的试验数据证明，热空气的流动速度可以高达0.6m/s，从而可以有效的降低内外层通道之间由于日照而产生的热量，从而降低内层幕墙的温度，减少空掉的负荷，有效的节能降耗。在冬季的时候，可以关闭风口，内外层之间的热通道之间的温度升高，提高了内层幕墙的表面温度，从而可以有效的起到保温的作用，从而降低房屋采暖的费用，因此，也就具备了节能和降耗的功效。
（2）根据阳光角度调整阳光照射，具备保温作用
敞开式的外循环双层幕墙也可以根据工程的实际需要，在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘，从而可以有效地调节阳光的照射角度，从而使得幕墙具备保温的重要作用。
三、双层幕墙的设计以及应用分析
1、双层幕墙有效通风，换气方面的细部设计
双层幕墙具有独特的特征，与传统建筑幕墙有着本质区别，它一般主要由外层幕墙、内层幕墙、层间隔断系统和通风装置组成。内外层幕墙之间形成空气缓冲区，充分体现了节能环保。让人亲近自然的设计理念，如何实现通风和换气的有效性是双层幕墙设计的关键。下面就影响通风、换气的几个细节进行了重点的分析。
（1）进出风口百页对通风功能的影响
进出风百页的断面型式不同，直接导致进出百页的风阻系数和风阻大小不同，会影响幕墙的通风效果。
（2）页片刚性较差
页片刚性太差，从实际工程效果看，很难保证页片不变形，影响平整和美观。同时也容易产生页片抖动，影响通风效果及产生噪声。
（3）容易产生震动和噪声
百页片的自身固有频率与风动频率接近时，也极易产生震动和噪声。
（4）防虫网对通风功能的影响
双层幕墙的通风途径采用的是常规的自然通风，在方法技术上，防尘介质的选用直接关系到通风效果，从目前自然通风与防尘技术上看。通风量、通风速度与防尘效果成反比。是目前的难题，针对工程应以通风为主，防尘为辅的设计思路。在满足通风的前提下。具备一定的防尘功能就可以了，通过模拟试验得出。防虫网的风阻系数Ff=0.94，百页的风阻系数Fb=0.85时。可以实现良好的通风效果。满足工程的正常需要。
（5）内、外层幕墙的间距尺寸对双层幕墙通风效果的影响
首先，双层幕墙的内外层之间的间距尺寸过小，风速加大时，风阻也随之加大，因此，风的能耗损失也就加大，导致了双层幕墙内部的能量损失，同时还会影响风向，产生不好的通风效果。其次，双层幕墙之间的间距如果过大，可以有效的降低风阻但同时也会降低空气的流动速度，导致通风的效果也不太理想。最后，我们应因地制宜，结合工程实例，通过模拟实验，一般内外层幕墙之间的间距在500mm-1000mm，通风效果最为理想。
（6）内层开启窗的位置及开启方式对双层幕墙通风效果的影响
内层的开启窗不同的开启方式同样会影响到通风的效果，为保证让室内通风效果达到最佳状态，一般采用内开内倒窗，内層开启窗的位置应尽量避免直接与室内入户门，建筑空调及通风系统的室内开口位置正对，在不影响主体功能和装饰效果的前提下，应注意通风路径的合理走向，避免风流“短路”现象发生，使室内通风无死角。
2、双层幕墙的应用 （1）封闭式的内循环双重玻璃幕墙系统
这种幕墙一般都是在冬季较为寒冷的北方地区使用，外层的玻璃幕墙呈完全封闭式状态的，一般都是由断热型材料和中空钢化玻璃组成，而内层一般都是由单片的钢化玻璃组成或者有可开启的窗户。一般情况下这种玻璃幕墙的通风间层厚度在120-200mm 之间，通风间层和吊顶部位的暖通系统排风管道相连，从而形成一个空气循环系统。
（2）敞开式的外循环双层玻璃幕墙
这种幕墙就是我们通常所说的呼吸声双层玻璃幕墙，这种幕墙的外层采用的是单层玻璃与非断热型材，内层的幕墙一般采用的是隔热或者断热明的明框幕墙或单元幕墙。在温度较低的时候关闭通风层中的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，从而提高室内的整体温度，减少采暖能耗。在温度较高的时候又可以打开换气层的风口，利用烟囱效应将通风层的容量都排放出去，从而降低室内的温度，减少空调的使用时间，降低空调的能耗。另外，通过对进排放口的控制以及对内层幕墙结构的合理设计，还可以达到良好的通风效果，提高室内的空气质量。从上面分析可以看出敞开式的外循环系统不仅仅具有封闭式内循环系统在遮阳隔音等方面的优势，还具有其自身的特点，达到的最佳的通风效果，保证了大型公共建筑的舒适度，最大限度的满足了使用者的生理和心理上的要求。
（3）呼吸式双层玻璃幕墙系统的应用
多层次双层玻璃幕墙的通风间层在水平方向上和多个方面是相连接的，在竖直方向上可以对多个楼层进行覆盖，有的时候多层次双层玻璃幕墙间的通风间层没有水平隔也没有竖向分割，仅仅是通过外层的幕墙在底层和顶层的通风口形成通風。在寒冷的冬季，将外层的通风口关闭，通过通风间层形成温室效应来保证室内的温度，从而减少对暖气的使用，达到节能的作用；到了夏季，将外层的通风口打开，利用烟窗效应形成自然的通风。这种呼吸式双层玻璃幕墙系统由于外层玻璃幕墙的开口较少，能够达到很好的隔音效果，所以适合在外部噪音比较大的大型公共建筑中。
结束语
双层幕墙在节能、通风方面发挥着巨大的作用，然而由于我国双层幕墙技术的应用起步较晚，双层幕墙在我国建筑行业的应用还不太广泛。但是，双层幕墙势必是幕墙工程未来发展方向之一。在未来的一段时间内，我们还需要对双层幕墙方面投入更多的精力和研究，早日享受到双层幕墙带来的实惠。
参考文献：
[1]薛勇，郝永池，李雪军.双层幕墙节能技术的研究[J].山西建筑，2013（01）.
[2]张甫仁，刘雪.水介质双层玻璃幕墙节能研究[J].墙材革新与建筑节能，2013（03）.
[3]周全.节能理念在现代幕墙设计中的应用探析[J].中国建筑金属结构，2013（10）.