论文部分内容阅读
【摘 要】 近些年，玻璃幕墙以其透明的特性，精致的质感被越来越多的建筑师所喜爱，广泛应用于各类现代化的建筑。但玻璃幕墙在给人们带来许多好处的同时也产生了许多问题：如，大量的能源消耗，严重的光污染，室内空气卫生质量下降等等。因此，解决上述问题的新型幕墙的研发迫在眉睫，双层呼吸式生态环保型幕墙逐渐成为幕墙行业发展的热点，被设计师们推崇。
【关键词】 双层幕墙；呼吸式；生态环保；通风
1.双层呼吸式幕墙的概念
双层呼吸式幕墙是一种特殊的幕墙系统，与传统建筑幕墙有本质区别。主要由外层幕墙、内层幕墙、遮阳系统和通风装置组成，内外层幕墙之间形成空气缓冲区。其设计理念是体现节能、环保，让人亲近自然。它除了具有传统幕墙的全部功能以外，在防尘通风、保温隔热、合理采光、隔声降噪、防止结露和安全性等方面更具显著特点。极大地提高工程的档次，树立建筑良好的环境形象。
双层呼吸式幕墙相对于普通幕墙，最主要的优点是：
（1）积极利用太阳能，节约用电采暖或者制冷。
（2）自然通风。
（3）良好的整体隔声性能。
当然双层呼吸式幕墙也有一些缺点：
（1）双层呼吸式幕墙一次性投资较大，成本较高。
（2）技术要求高，设计复杂。
（3）所需各种附件较多，调整环节需要自动控制装置。
（4）幕墙系统与建筑结构、空调系统、通风系统需要统一协调。
2.双层呼吸式幕墙的工作原理
双层呼吸式幕墙的工作原理并不是很复杂。简单地讲，双层呼吸式（通风）幕墙由一个单层玻璃幕墙和一个双层玻璃幕墙组成。在两层玻璃幕墙中间形成一个空气层（缓冲层），在空气层上下两端设有进风和排风设施。一般在空气层中间放置遮阳设施，如百页、遮阳布（帘）等，可进行自动或手动调节，减少外界气候的影响。在冬季，两层幕墙中间的空气在阳光的照射下，由于温室效应使空气层的温度升高，提高了内侧幕墙的外表面温度，减少了建筑物采暖运行费用。在夏季，由于阳光的照射两层幕墙中间空气层温度很高，打开通道上下端进、出风口，在热压作用（烟囱效应）下使通道内形成热气流将热量带到室外（机械通风则通过室内吊顶里面的热排风管道进入楼宇通风系统），从而降低了内层幕墙的外表面温度，减少空调负荷节约能源。
双层呼吸式幕墙的分类方式很多，一般有以下分类：
一、一般按通风方式可分为三类：整面式、通道式、箱式双层呼吸式幕墙。
二、从通风原理上可分为自然通风方式、机械通风方式双层呼吸式幕墙。
三、从结构上分可大体分为框架式双层呼吸式幕墙、单元式双层呼吸式幕墙。
3.双层呼吸式幕墙的结构介绍
结构主要由外层幕墙、内层幕墙、遮阳系统和通风装置组成，内外层幕墙之间形成空气缓冲区。
1.外层幕墙：一般选用单玻璃幕墙，这主要是从幕墙原理、使用功能、幕墙成本等方面来考虑的。具体结构可以是框架式、半单元、点支式幕墙等。
2.内层幕墙：一般选用中空玻璃幕墙，结构上多为窗或窗墙形式。
从原理上分析，内层幕墙采用型材断热结构、LOW-E中空玻璃可以充分发挥双层呼吸式幕墙的使用功能，出于成本的考虑，可根据不同地区气候状况采用非断热结构及普通中空玻璃（如非严寒地区）。但是平均传热系数K会增大，一定程度上降低了双层呼吸式幕墙的保温节能效果。
外层幕墙可以不设开启扇，有时出于消防和增强通风效果的要求，可以根据实际情况设置开启扇。内层幕墙根据通风及维护清洗的需要，可全开启或部分开启。分体式由于中间层间隔较大，人可以进入里面维护及清洗，因此可根据情况设部分开启扇。整体式由于中间层间隔较小，内层宜全部开启。
总之，内、外层幕墙系统的选择在遵循基本原理的情况下可任意组合变化而无定式可循，在保证幕墙性能（保温、隔声、通风）、整体效果以及控制成本的前提下，针对具体工程进行量体裁衣的设计。
4.双层呼吸式幕墙的主要性能特点
（1）卓越的冬季保温和夏季隔热功能
传统幕墙热工方面主要缺点就是无法兼顾保温和隔热，而呼吸幕墙中特殊构造设计可以实现冬季保温和夏季隔热双重功能，分析如下：
首先材料有利于保温隔热：外层幕墙采用单玻璃幕墙，缓冲区为空气层，内层幕墙为“断桥”型材和LOW-E或镀膜中空玻璃，对阻止夏季热量进入和冬季室内热量散失都具有显著作用。其次，呼吸幕墙的工作原理对保温、隔热具有重大改善。
a.冬季保温工作原理
进入冬季，关闭呼吸幕墙的出气口，使缓冲区形成温室。白天太阳照射使温室内空气蓄热，温度升高，使内层幕墙的外片玻璃温度升高，从而降低内层幕墙内外的温差。有效阻止室内热量向外扩散。夜间室外温度降低，由缓冲区内蓄热空气向外层幕墙补偿热量，而室内热量得到相应保持，因而无论白天和夜间，均可实现保温功能。
b.夏季隔热工作原理
進入夏季，打开出气口，利用空气流动热压原理和烟囱效应，使呼吸幕墙由进气口吸入空气进入缓冲区，在缓冲区内气体受热，产生由下向上的热运动，由出气口把呼吸幕墙内的热气体排到外面，从而降低内层幕墙温度，起到隔热作用。
（2）防尘通风功能及原理
a.呼吸式幕墙一般按通风方式可分为三类：整面式、通道式、箱式呼吸式幕墙。各层均有通风装置，每个层间都有水平隔板，每个窗户都有竖直隔板。它的优点是能够减少热量损失，不影响外观，隔音效果好，不存在声音在各层间反射的问题。通风道短处，冬夏换气条件得到了改善。进、出风口可上下或交错排列，下层上来的过滤物相对减少。由于有水平、垂直隔板，起火时烟火能够被分开，不需预加其他防火措施。一般可适用于高层建筑，但设计比较复杂，成本高。
b.呼吸式幕墙从通风原理上可分为自然通风方式、机械通风方式呼吸式幕墙。一般可采用自然通风方式：结构上外层为单玻璃幕墙，内层为断热平开窗。利用热压原理（烟囱效应）和温室效应，实现节能和自然通风的效果。空气层同外界连通，进入通道内的空气直接从室外获得，空气层为室内提供部分新鲜空气。
呼吸幕墙防尘通风由进风装置、内层开启窗和出风装置构成，在进、出风装置中的设置具有防虫和阻挡较大颗粒灰尘的纱网和金属格栅。可以将蚊虫和砂尘挡在外面，让新鲜的空气进入室内。并通过空气热压作用，把室内的污浊的空气排出室外。
（3）合理采光功能
进入室内的光线角度和强弱，直接影响到您的舒适感。呼吸幕墙可以根据您的需要，只要您轻轻一按开关，遮阳百页便可按照您的意愿或收起或任意位置放下或叶片倾斜，让光线均匀进入您的室内，尽情享受光线的变化。大大改善室内光环境。
（4）卓越的隔声降噪功能
呼吸幕墙特制的内外双层构造、缓冲区和内层全密封方式，使其隔声性能比传统幕墙高20-40%，对营造舒适、宁静的生活空间，必不可少。
（5）有效预防结露
建筑结露危害极大，结露的原因与环境湿度和内外温差大小密切相关，当温差使物体内表面温度低于露点温度时，便会在物体内表面产生结露。
呼吸幕墙由于缓冲区的温室作用，使内层幕墙玻璃内外两侧的温差减小，内表面温度大大提高。当高于露点温度时就不会出现结露。
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。
（6）安全性
呼吸幕墙设计全方位考虑了安全问题，比如：下雨时可通风，雨不会进入室内，可保持物品安全。通风时风速柔和，东西不会被风卷走。物品不易坠落。
参考文献：
[1]《建筑幕墙》GB/T21086-2007
[2]《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009
[3]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
【关键词】 双层幕墙；呼吸式；生态环保；通风
1.双层呼吸式幕墙的概念
双层呼吸式幕墙是一种特殊的幕墙系统，与传统建筑幕墙有本质区别。主要由外层幕墙、内层幕墙、遮阳系统和通风装置组成，内外层幕墙之间形成空气缓冲区。其设计理念是体现节能、环保，让人亲近自然。它除了具有传统幕墙的全部功能以外，在防尘通风、保温隔热、合理采光、隔声降噪、防止结露和安全性等方面更具显著特点。极大地提高工程的档次，树立建筑良好的环境形象。
双层呼吸式幕墙相对于普通幕墙，最主要的优点是：
（1）积极利用太阳能，节约用电采暖或者制冷。
（2）自然通风。
（3）良好的整体隔声性能。
当然双层呼吸式幕墙也有一些缺点：
（1）双层呼吸式幕墙一次性投资较大，成本较高。
（2）技术要求高，设计复杂。
（3）所需各种附件较多，调整环节需要自动控制装置。
（4）幕墙系统与建筑结构、空调系统、通风系统需要统一协调。
2.双层呼吸式幕墙的工作原理
双层呼吸式幕墙的工作原理并不是很复杂。简单地讲，双层呼吸式（通风）幕墙由一个单层玻璃幕墙和一个双层玻璃幕墙组成。在两层玻璃幕墙中间形成一个空气层（缓冲层），在空气层上下两端设有进风和排风设施。一般在空气层中间放置遮阳设施，如百页、遮阳布（帘）等，可进行自动或手动调节，减少外界气候的影响。在冬季，两层幕墙中间的空气在阳光的照射下，由于温室效应使空气层的温度升高，提高了内侧幕墙的外表面温度，减少了建筑物采暖运行费用。在夏季，由于阳光的照射两层幕墙中间空气层温度很高，打开通道上下端进、出风口，在热压作用（烟囱效应）下使通道内形成热气流将热量带到室外（机械通风则通过室内吊顶里面的热排风管道进入楼宇通风系统），从而降低了内层幕墙的外表面温度，减少空调负荷节约能源。
双层呼吸式幕墙的分类方式很多，一般有以下分类：
一、一般按通风方式可分为三类：整面式、通道式、箱式双层呼吸式幕墙。
二、从通风原理上可分为自然通风方式、机械通风方式双层呼吸式幕墙。
三、从结构上分可大体分为框架式双层呼吸式幕墙、单元式双层呼吸式幕墙。
3.双层呼吸式幕墙的结构介绍
结构主要由外层幕墙、内层幕墙、遮阳系统和通风装置组成，内外层幕墙之间形成空气缓冲区。
1.外层幕墙：一般选用单玻璃幕墙，这主要是从幕墙原理、使用功能、幕墙成本等方面来考虑的。具体结构可以是框架式、半单元、点支式幕墙等。
2.内层幕墙：一般选用中空玻璃幕墙，结构上多为窗或窗墙形式。
从原理上分析，内层幕墙采用型材断热结构、LOW-E中空玻璃可以充分发挥双层呼吸式幕墙的使用功能，出于成本的考虑，可根据不同地区气候状况采用非断热结构及普通中空玻璃（如非严寒地区）。但是平均传热系数K会增大，一定程度上降低了双层呼吸式幕墙的保温节能效果。
外层幕墙可以不设开启扇，有时出于消防和增强通风效果的要求，可以根据实际情况设置开启扇。内层幕墙根据通风及维护清洗的需要，可全开启或部分开启。分体式由于中间层间隔较大，人可以进入里面维护及清洗，因此可根据情况设部分开启扇。整体式由于中间层间隔较小，内层宜全部开启。
总之，内、外层幕墙系统的选择在遵循基本原理的情况下可任意组合变化而无定式可循，在保证幕墙性能（保温、隔声、通风）、整体效果以及控制成本的前提下，针对具体工程进行量体裁衣的设计。
4.双层呼吸式幕墙的主要性能特点
（1）卓越的冬季保温和夏季隔热功能
传统幕墙热工方面主要缺点就是无法兼顾保温和隔热，而呼吸幕墙中特殊构造设计可以实现冬季保温和夏季隔热双重功能，分析如下：
首先材料有利于保温隔热：外层幕墙采用单玻璃幕墙，缓冲区为空气层，内层幕墙为“断桥”型材和LOW-E或镀膜中空玻璃，对阻止夏季热量进入和冬季室内热量散失都具有显著作用。其次，呼吸幕墙的工作原理对保温、隔热具有重大改善。
a.冬季保温工作原理
进入冬季，关闭呼吸幕墙的出气口，使缓冲区形成温室。白天太阳照射使温室内空气蓄热，温度升高，使内层幕墙的外片玻璃温度升高，从而降低内层幕墙内外的温差。有效阻止室内热量向外扩散。夜间室外温度降低，由缓冲区内蓄热空气向外层幕墙补偿热量，而室内热量得到相应保持，因而无论白天和夜间，均可实现保温功能。
b.夏季隔热工作原理
進入夏季，打开出气口，利用空气流动热压原理和烟囱效应，使呼吸幕墙由进气口吸入空气进入缓冲区，在缓冲区内气体受热，产生由下向上的热运动，由出气口把呼吸幕墙内的热气体排到外面，从而降低内层幕墙温度，起到隔热作用。
（2）防尘通风功能及原理
a.呼吸式幕墙一般按通风方式可分为三类：整面式、通道式、箱式呼吸式幕墙。各层均有通风装置，每个层间都有水平隔板，每个窗户都有竖直隔板。它的优点是能够减少热量损失，不影响外观，隔音效果好，不存在声音在各层间反射的问题。通风道短处，冬夏换气条件得到了改善。进、出风口可上下或交错排列，下层上来的过滤物相对减少。由于有水平、垂直隔板，起火时烟火能够被分开，不需预加其他防火措施。一般可适用于高层建筑，但设计比较复杂，成本高。
b.呼吸式幕墙从通风原理上可分为自然通风方式、机械通风方式呼吸式幕墙。一般可采用自然通风方式：结构上外层为单玻璃幕墙，内层为断热平开窗。利用热压原理（烟囱效应）和温室效应，实现节能和自然通风的效果。空气层同外界连通，进入通道内的空气直接从室外获得，空气层为室内提供部分新鲜空气。
呼吸幕墙防尘通风由进风装置、内层开启窗和出风装置构成，在进、出风装置中的设置具有防虫和阻挡较大颗粒灰尘的纱网和金属格栅。可以将蚊虫和砂尘挡在外面，让新鲜的空气进入室内。并通过空气热压作用，把室内的污浊的空气排出室外。
（3）合理采光功能
进入室内的光线角度和强弱，直接影响到您的舒适感。呼吸幕墙可以根据您的需要，只要您轻轻一按开关，遮阳百页便可按照您的意愿或收起或任意位置放下或叶片倾斜，让光线均匀进入您的室内，尽情享受光线的变化。大大改善室内光环境。
（4）卓越的隔声降噪功能
呼吸幕墙特制的内外双层构造、缓冲区和内层全密封方式，使其隔声性能比传统幕墙高20-40%，对营造舒适、宁静的生活空间，必不可少。
（5）有效预防结露
建筑结露危害极大，结露的原因与环境湿度和内外温差大小密切相关，当温差使物体内表面温度低于露点温度时，便会在物体内表面产生结露。
呼吸幕墙由于缓冲区的温室作用，使内层幕墙玻璃内外两侧的温差减小，内表面温度大大提高。当高于露点温度时就不会出现结露。
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。
（6）安全性
呼吸幕墙设计全方位考虑了安全问题，比如：下雨时可通风，雨不会进入室内，可保持物品安全。通风时风速柔和，东西不会被风卷走。物品不易坠落。
参考文献：
[1]《建筑幕墙》GB/T21086-2007
[2]《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009
[3]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003