双层皮幕墙技术

双层皮玻璃幕墙（Double-Skin Façade，简称DSF）的构造形式最早出现在20世纪70年代的欧洲，其目的是为了解决大面积玻璃幕墙建筑在夏季出现过热的问题、高层通风可控的需求以及单纯外遮阳维修、清洗困难等问题。主要做法是，在原有的玻璃幕墙上再增设一层玻璃幕墙，在夏季利用夹层百叶的遮挡与夹层通风将过多的太阳辐射热排走，从而减少建筑物的空调能耗；冬季时打开百叶，关闭通风，形成温室效应。

双层皮幕墙作为一种较新的幕墙形式，近20年来在欧洲办公建筑中应用较多，据统计已建成的各种类型的DSF建筑在欧洲就有100座以上，分布于德国、英国、瑞士、比利时、芬兰、瑞典等国家。近几年来，国内一些高档建筑也开始了使用各类DSF的尝试，国内最近5年间陆续出现的双层皮幕墙建筑如表3-7所示。

国内双层皮幕墙工程一览表3-7

图3-2 不同双层皮幕墙形式

对于外循环自然通风幕墙，其内层幕墙一般由保温性能良好的玻璃幕墙组成，主要起到冬季保温，夏季隔热的作用。而外层幕墙通常为单层玻璃幕墙，主要起到防护的作用，保护夹层内的遮阳装置不受室外恶劣气候的损坏，同时，设置在外层立面的开口可以调节夹层的通风。这种幕墙的主要特点就是利用夹层百叶吸收太阳辐射热后形成的烟囱效益，驱动夹层空间与室外进行换气，从而达到减少太阳辐射得热的目的。为了获得较好的自然通风效果，其夹层的宽度一般不小于400mm。与自然通风的外循环双层皮幕墙相比，外循环的机械通风幕墙为了减少幕墙结构对建筑面积的占用而缩小了两层幕墙之间的间距，夹层间距一般小于200mm，由于夹层较窄，加上夹层百叶的设置，使得夹层通道的流动阻力增大，为了减少太阳辐射得热，通常采用机械的方式对夹层进行辅助通风。当夹层有效通

风宽度小于100mm时，单纯依靠烟囱效应进行通风已经不可行，这时需要采用辅助机械通风的方式来强化夹层的通风，一般通风量不宜小于100m3/h。考虑到增加通风量直接影响风机能耗，因此存在一个最佳的机械通风量范围。

对于内循环机械通风DSF幕墙，在构造上与前面两种幕墙有较大的区别。它把保温性能好的幕墙设置在外层，而内层幕墙为普通单层玻璃。它主要是依靠机械的方式将室内的空气抽进夹层，利用温度相对较低的室内空气来冷却吸收太阳辐射后升温的夹层，减少太阳辐射得热。对于内循环式DSF，适当减少机械通风量和提高通风启动温度可以节省电耗，不会增加房间负荷和装机容量。

双层皮幕墙进出风口的大小尺寸以及所处立面的位置也会不同程度的影响空气流通通道的阻力，从而影响通风量。一般而言，在不影响立面美观的前提下，开口面积越大越好。对于孔板开口，开孔率不宜小于0.3；对于悬窗开口，其开启角度不宜小于30°。遮阳百叶位置对于双层皮幕墙的夹层通风量也有一定影响。实验和理论计算表明，百叶位置在夹层中间偏外10%～20%的宽度位置，有可能获得最佳的隔热和通风效果。

尽管双层皮幕墙有一定的节能效果，但是由于其使用会增

加1500～2000元/m2（立面面积计算）的成本，同时会浪费一定的使用面积，因此是否有必要采用需要慎重。目前我国存在盲目推广双层皮幕墙的问题，认为双层皮幕墙就是节能法宝，忽略了其气候适应性特点以及设计构造的高要求，应用中出现比较多的问题，包括：

1）不考虑气候特征和建筑类型，盲目采用单一类型“不节能”的双层皮幕墙形式。

例如，南方炎热地区办公建筑往往是采用了大面积玻璃幕墙之后，然后再考虑双层皮幕墙方式，而多数盲目采用了内呼吸双层皮幕墙（表3-5），无法与外界通风，只能机械通风利用室内低温空气带走空腔热量，结果消耗大量的风机能耗，节能效果有限，甚至不节能。南方建筑利用外遮阳是最有效的节能措施，因此如果考虑双层皮幕墙就应该采用外呼吸道双层皮幕墙方式。如果因为怕脏而采用内呼吸双层皮幕墙方式，不如不用。此时采用遮阳系数在0.3以下的Low-e遮阳型玻璃或浅色玻璃节能效果差别不大，因为继续降低外窗的遮阳性能后对总能耗的影响很有限此时可能室内发热量、人员新风节能变成重点。为了避免或者直接就减少建筑的窗墙比、避免采用全玻璃幕墙建筑。

又如，现在比较多的高档住宅，为了“节能”的噱头和

“销售”目的，也采取双层皮幕墙形式，这事实上完全没有必要。因为对于住宅而言，完全可以直接采用固定外遮阳加通风的方式，节能效果和技术经济性更好。

2）设计中构造错误，甚至违背双层皮幕墙设计基本原理。

问题1：分不清外呼吸、内呼吸幕墙系统对内、外层玻璃的不同性能要求。比较常见的问题就是无论内呼吸、外呼吸方式，外层玻璃均为采用单玻、内层玻璃为中空玻璃。事实上，对于内呼吸幕墙而言，高性能的玻璃置于外层节能效果更好。

问题2：无法通风，或者无法有效通风。主要原因包括夹层空间面积不够，或者上下多层连通通风，实际通风效果有限。通风效果不佳，无法带走夹层的太阳辐射热量，有的时候空调能耗还会增加（特别对于公建而言，这种双层皮幕墙方式会增强保温性能，反而不利于过渡季或夏季夜间散热）。

问题3：夹层不设置遮阳百叶，或采用简单的丝网印刷或彩釉百叶，或者遮阳百叶设置在室外（如北京某建筑）。夹层不设遮阳百叶，整体遮阳系数的降低只有10%左右，完全没有必要采取双层皮幕墙构造方式。如果采用双层皮幕墙，而仅仅是在外层或内层多镀上一层彩釉层或增加丝网印刷，围护结构

的可调节性能十分有限（只能依赖通风）。