关于双层节能幕墙的结构及节能原理探讨

关于双层节能幕墙的结构及节能原理探讨
摘要:本文主要研究双层节能幕墙的特征、工作原理、类型以及节能技术，希望能够对双层节能幕墙的进入深入地研究和应用，同时根据具体的使用环境进行合理的选型和设计，从而达到最好的节能效果。

关键词:双层节能幕墙的结构，特点，节能原理
双层节能幕墙，是指一种节能且环保型的幕墙，它的主要构成部分本别是、空气交换通道、外层幕墙进风和出风装置、内层幕墙及遮阳等系统，在空气流通和交换通道中能形成空气不断地流动的幕墙。

在双层幕墙中呼吸式的幕墙，它的设计思想和理念体现了节能和环保，让室内和室外的两种环境相互融合。

双层幕墙有4个不断变化的过程：、通道式的、整体式的、箱体式的以及廊道式的双层幕墙。

一、对双层节能幕墙的结构
双层幕墙是由双层的玻璃幕墙结构组成的新型幕墙，内层的结构可以是铝合金的门或者窗以及玻璃幕墙，而外层的结构一般是玻璃幕墙。

这两层的结构间分隔出了中间的一个层面，外面的空气可从下面的进风口进入通道内，也可以从上面的出风口排出通道外，当开窗时，房间可以自然通风，而且在幕墙中间的遮阳装置能减弱气候的影响，且不影响玻璃幕墙的外观。

空气在通道的流动造成了热能在通道内的流动与传递，因此中间层也称作热通道，双层幕墙也称作热通道幕墙。

双层幕墙，和传统幕墙进行对比，双层结构的幕墙的里外两层幕墙中间出现一个通风换气层，因此它在节能方面相比传统的幕墙节能高达50%左右，采暖时可以节约大约50%左右的能源，制冷时可以节约40%～60%的能源，保温性能达到国际二级，有冬季保温与夏季隔热的功能，减少了空调的使用，从而起到节能的作用。

双层幕墙根据通风层的结构的不同，可以分为封闭式内通风和敞开式外通风。

二、双层节能幕墙的特点
1.高效节能
与基准的幕墙和普通的节能幕墙比较，双层幕墙是节能效果最佳的节能幕墙。

2.环境舒适
双层节能幕墙与单层幕墙和普通节能幕墙比较，能创造较好的热环境与通风环境，从而营造一个舒适的办公环境。

3.采光合理
进入室内的光线的角度与强弱程度，都会影响到人们的舒适感。

双层玻璃幕墙能够根据的需要，只要一按开关，遮阳百叶就可以根据你的需要收起或者任意位置的放下或者叶片倾斜起来，使光线均匀进到室内，很好的改善了室内的光环境。

4.隔声降噪
双层幕墙的内外双层的构造、内层全密封及缓冲区，能够让它的隔声能力比传统的幕墙高1倍以上，从而创造了宁静且舒适的生活环境。

5.安全性能
双层幕墙在下雨时可以通风，雨不会进入室内，从而使物品安全得到保证。

在通风时，风速较柔和，东西不会被风吹跑。

双层幕墙的物品不容易落下来，且两道的玻璃幕墙防护时可以起到防盗的作用。

从经济角度看，单位面积的成本比较高，前期的投资比较大，相比传统的幕墙高了一倍左右，这是建筑师与业主最为关心的问题，从长远的利益看，它通过节能产生的效益会更突出。

从技术角度看，空气通道内的防火很重要，各种防火方法及效果都需要实践来检验。

三、双层幕墙工作的原理和节能技术
1.内循环系统的工作原理
内循环系统的通风幕墙是封闭的，其通风系统是由空气通道、排风和进风口以及管道风机等构成。

内循环的通风的幕墙使用了强制的措施；在夏季时，电控的管道，把双层的封闭的热通道的热空气大部分地排出到室外。

在冬季时，把温室效应蓄热，再经过管道的回路系统进行加热后最后传到室内，在机械设备开始工作时，双层幕墙的通道内会形成一个负的风压，从而使室内的空气先导入到双层幕墙的通道，空气在双层幕墙内进行自从下到上的流动，最后通过机械设备排出排风管道外，从而起到节能的作用。

在通道里面可以通过安装可以调控的垂帘和百叶窗，从而达到有效调节日照起到遮阳的目的，最终给室内创造出一种优雅舒适的居住环境。

2.外循环系统的工作原理
开敞式外循环通风幕墙的里面和外面的幕墙间形成的通风换气层有两端，两端分别是排风和进风的设备，通过室外进到里面的风，经过热通道带出热量从上面的排风口排出，减少了太阳的辐射热，从而起到了节约能源的目的。

它不需要专用的机械化的设备，全部是自然界的风，因此运行和维护的费用胶低。

进风或排风设备上的风口可以随时的开启或者是关掉。

此外，还能够控制进风口对内层幕墙通风窗进行的设计，起到从通风层向室内不断地输送新鲜空气的作用，最终使建筑内部的空气质量变好。

3.双层幕墙的热适应性
双层皮玻璃幕墙在四个朝向都有较好的热工性能，特别是西向。

但是前提条件是确保双层皮的玻璃幕墙的空腔内有良好的通风情况。

经过测试发现，朝向南实验室内的温差有6 ℃到7 ℃，朝向北实验室内的温差也有 4 ℃到5 ℃，西向实验高达17 ℃。

双层皮空腔内如果空气的流动能够控制，室内和室外的热量在这个空间内交换和流动，实现室外的大气候与室内小气候的缓冲层和过滤器的作用。

很容易理解，在夏季高温时，朝向西面比另外的方向能更好的体现出这种过滤缓冲产生的不同。

所以，合适的遮阳位置与通风的双层结构的玻璃幕墙和传统的单层结构的玻璃幕墙相比较有更好的热性能。

4.双层幕墙的遮阳性能
遮阳的好坏状况是双层幕墙室内热环境好坏的关键的因素。

在这些影响因素中，遮阳的位置选取是设计双层幕墙的重点，不同的位置对产生的功效产生会有很大的不同。

通过给双层幕墙间安装手动或者电动的遮阳装置，遮阳的百叶能够调节角度，合理控制阳光进到室内，遮阳设备安装的位置选取尤其重要;一般最好是距离外层的玻璃150到180毫米，同时也要对内层的幕墙开启门窗，以防影响门或窗正常的开启或闭合。

所以，对于双层幕墙，除了确保设计的正确外，正确地使用也非常重要。

采用双层遮阳和适当的通风方式是双层幕墙在夏季必须的条件。

5.双层幕墙的通风性能
通风的状况是直接影响双层幕墙空腔内与室内热环境的因素。

双层幕墙的关键是换气层，它的进、出风口的设计、换气层宽度的大小、材料的选用等因素都会影响到通风性能。

在给外循环系统进行通风系统设计时，要考虑到楼体和楼层高度不同，抗震的要求以及风压的影响，进出风口的对沙尘能很好过滤网的“目数”要经过计算选择目数不一样的过滤网，但要解决因为楼层高度的变化而造成不同的效应，出风口可用“鱼嘴”的结构，不要把滤网的目数选择的太大，防止空气阻碍。

在夏天阳光强烈的辐射下，双层幕墙空腔换气层通常温度比较高。

如果是进出风口无法实现自然的通风，反过来会急剧加重了制冷的负荷，这对夏季天气炎热的地区是致命的。

因此，在夏季，确保双层幕墙空腔层通风良好，是双层幕墙的关键之处。

6.双层幕墙的节能效果
在夏季，双层的幕墙的节能效果非常不错。

在通风的情况下，双层有遮阳的单层皮结构和双层皮结构的能耗在实验，双层皮结构的在室内的温度是27 ℃上下，空调的正常的间隔时间为30到45 分钟。

但是单层皮结构的室内温度从上午的九点半到下午五点始终在空调的温度之上，且在中午一点达到最高值32 ℃，空调连续的工作。

单层皮在其他时段内空调的间歇时间也会比双层皮短。

24 h后能耗进行比较，不管空腔层有没有通风，双层的幕墙都比单层的幕墙节能
14%左右。

即使单层的幕墙用了外遮阳，双层幕墙仍然要节能6%。

结语
节能幕墙是建筑进行如工业化的成果，它使建筑拥有轻巧的体型、透明的外观和好的抗震性能，但同时也带来了很多的问题，其中因为传热系数太大与气密性不好导致地建筑物能源消耗的增多。

有效的节约能源是一个绿色建筑必需具备的条件。

双层玻璃幕墙是建筑逐渐走向绿色节能的一个具体例子。

双层幕墙使幕墙与建筑深度的融合过程中，不只是简单的外墙，很大的改善了建筑幕墙的节能效果。

在中国这一新技术要广泛地应用可谓前途大好，路途艰辛，但是我们要坚信，建筑幕墙的“绿色”产品正在离我们越来越近。

参考文献
［1］宋晔皓.利用热压促进自然通风:以张家港生态农宅通风计算分析为例［J］．建筑学报,2000,(12)
［2］李保峰.冬冷夏热适应气候变化的建筑表皮实验研究［D］.北京.清华大学博士论文，2004。