双层通风幕墙的构造及工程应用

双层通风幕墙的构造及工程应用
摘要：双层通风幕墙产生于上个世纪九十年代的欧洲，由于其隔热、保温、隔声性能较好，在工程建造中广泛应用。

由于双层通风幕墙的工程造价较高，且技术比较复杂，加之占用了大量的建筑空间，因而在建筑工程中的应用受到很大限制。

本文主要对双层通风幕墙的构造进行分析，进而结合具体的工程案例进行说明，为工程建设提供相关借鉴。

关键词：双层通风幕墙；构造；应用
一、双层通风幕墙概述
（一）组成
与传统单层幕墙相比，双层通风幕墙的组成结构为由内外两道幕墙。

一般来说，内幕墙采用的是活动窗或者明框幕墙，或者是带有检修门的幕墙，以便于清洁和维护。

而外幕墙则采用点支玻璃幕墙或者是有框幕墙。

在内外幕墙之间，形成了一个封闭空间，空气可以从下部的进风口进入到该空间中，从上部的排风口排出。

且该空间经常处于流动的状态，热量的流动导致在空间中形成了一个热通道，因此又将双层通风幕墙成为呼吸式幕墙或者是热通道幕墙。

由于这种幕墙最重要的特征是空气交换、流动和双层幕墙，因而本文将其称为双层通风幕墙。

（二）分类
第一，封闭式的内通风双层幕墙。

该种通风幕墙能从室内下通道中吸入空气，通过热通道作用，使空气上升至排风口，再从室内吊
顶风管处排出。

这种封闭式幕墙完全在室内进行，与外幕墙完全分离。

封闭式的内通风幕墙由于进入的空气为室内空气，热通道空气的温度与室内温度基本相同，这样能大大减少制冷和取暖的能耗，保温效果较好。

但是由于该种幕墙循环需要依靠机械系统来完成，因而对设备的要求较高。

对于封闭式幕墙外幕墙密封问题，一般以中空玻璃为材料，内幕墙以单层铝门窗或者单层玻璃幕墙为主，外幕墙可采用隐框或明框玻璃幕墙，其幕墙龙骨的铝型材一般采用断桥隔热铝型材。

在内外幕墙之间，通道的宽度一般为160mm～280mm，还有些工程为了清洁、检修方便，将宽度取为400mm～550mm。

为了节约能耗，在通道中还设有电动卷帘和电动百页。

以美国纽约的西方化工大厦为例，该大厦的外幕墙是中空玻璃，而内幕墙是单层玻璃，则空气流通情况为：空气从每层地板下面的风道口进入，经上升至楼板以下时，通过风道排出去。

在通道的内部还装有一个光感应控制的百叶。

第二，开敞式的外通风双层幕墙。

与内通风双层幕墙相比，开敞式的外通风双层幕墙中，内幕墙部分采用的是中空low-e玻璃，幕墙龙骨的铝型材一般采用断桥隔热铝型材，且内幕墙为封闭式的。

在外幕墙部分设置上，以单层玻璃为主，设有排风口和进风口，利用室外的空气进入，再经过热通道将多余的热量从排风口上部排出，能够节约能耗，减少太阳辐射对室内温度的影响。

外通风双层幕墙不需要使用机械设备，而是通过自然通风来实现，运行费用和维护费用较低，在目前的应用非常普遍。

开敞式的外通风幕墙能够
开启、关闭风口，在夏季开启风口，能够实现自然通风；冬季关闭风口，室内保温效果较好。

（三）效果
与单层幕墙相比，双层通风幕墙的节能效果比较突出，在制冷方面和保暖方面的节能效果能够达到50%以上，且双层幕墙的隔声效果也较好，能大大节省能源并能提高室内的使用条件，达到更好的舒适度。

（四）问题
双层幕墙技术非常复杂，与单层幕墙相比，由于多了一层外幕墙，其造价也较高，同时还要考虑排风方式，还会减少建筑物的使用面积。

在建筑施工过程中，建筑开发商也比较注意这个问题，国内在高档住宅和写字楼中才采用，因此国内双层幕墙的应用和推广受到一定的限制，但是在欧洲尤其在德国应用较多。

二、外通风幕墙气流组织分析
（一）组织方式一
从水平方向来看，以柱间作为单元。

从竖直方向来看，以层为单元。

在每个单元中，都单独设置了进风系统和排风系统。

一般都是在楼板面设置进风系统，在顶棚下面设置排风系统，气流直上直出，气流排出的阻力较小，但是气流非常强烈。

（二）组织方式二
这种方式以柱间为一个单元，将一个柱高全部打通，形成一个排风竖井，将气流从建筑物的顶部排到室外。

将相邻的柱间进行分层，
从本层的下部进风口来进风，通过上部排风口对相邻的排风井排风。

以某建筑为例，在该建筑中，大厦各层都设有进风口，且设有百叶，但是本层并没有排出口，而是在女儿墙的下部设置了一个统一的竖井排风口。

热通道的宽度大约为600mm，在相邻柱间有地面格栅，从而形成了一个排风竖井。

（三）组织方式三
为了避免气流垂直排出时风速较大问题，可以分层错开进风口、排风口，让气流转向相邻的柱间，形成一个完整的排风系统。

以德国的杜塞多夫大厦为例，该建筑设有一个宽约1米的气流通道，在相邻柱间设置了一个格栅，这就形成了一个进风口。

当气流上升到顶棚时，通过错开布置排风口将气流排出。

（四）组织方式四
这种方式是将建筑物作为一个整体，而不是从每一层出发。

将各层进风口的新风汇集起来，当气流上升到顶层的总排风口时再排出。

这种方式主要是利用房屋的全高来产生压差，从而形成通风气流。

热通道呈上下敞开的特点，且各层是相互连通的。

三、双层通风幕墙的工程应用分析
（一）法兰克福商业银行
从建筑物的平面情况来看，建筑物呈圆角三角形形状。

该建筑物的高度也非常高，大约为258m。

在中间楼层，设有很多个空中花园。

在内幕墙方面，以中空玻璃为主要材料，外幕墙则通过单层玻璃来实现遮挡作用，在内外幕墙之间设置了电动百叶。

在外幕墙设有进
风口、排风口，通过每层下部的空隙，空气能够进入到热风道中，再通过上部的排风口排出去。

为了降低建筑物能耗，且保证室内光线充足，通过模型测试和模拟试验，对幕墙热工性能进行计算，在当地气候条件下，能够保证每年60%的时间可以通过自动通风来保证室内的舒适度。

该建筑物采用的是组织方式一的气流排出方式。

（二）北京某写字楼
我国通风幕墙的应用还不是很普遍，但在某些建筑中已经开始使用。

以北京某写字楼为例，该写字楼的幕墙设计方案，与组织方式一的气流流通方式非常吻合。

在内外幕墙之间，增加了电动百叶。

外幕墙是单层玻璃，内幕墙是内倒式的双层玻璃窗。

从建筑物组成情况来看，由里至外依次为混凝土墙、保温层、遮阳铝百叶、内倒式窗进风口、内幕墙、外幕墙。

经过通风系统的进风口吸入室外空气，再经过通风系统将空气排出室内。

同时，利用幕墙的光反射性，在阳光进入室内时，能够吸收大量的光线，将太阳辐射反射到室外，还能保证室内温度的稳定，不仅能保证居住环境的质量，还能大大减少建筑物的能耗。

（三）浙江省电信大厦
该建筑的2～7层采用的是双层通风幕墙，外层为钢管桁架，水平拉索支承点支式幕墙、内层是普通窗。

在第二层楼面的内外幕墙之间，设置了一个水平的进风口，当空气上升至顶点时，可以通过水平排风口排风。

在每层的热通道处还设有水平的走道，方便检修和清洗。

结束语：
随着现代建筑的发展，建筑节能也逐渐受到人们的重视，各种节能技术和节能材料在建筑施工中也广泛应用。

双层通风幕墙在保温、通风、隔热、降噪等方面都有很好的效果，且节能效果较好，在当前的建筑施工中应用比较普遍。

从我国双层通风幕墙的应用情况来看，由于双层幕墙技术难度较高，且会导致工程成本增加，对建筑面积也会产生很大的影响，其应用也受到很大的限制。

因此，在双层通风幕墙的应用方面，应加大技术研究，降低工程施工难度，同时降低工程的成本消耗，才能促进现代建筑的发展。

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