双层智能呼吸式玻璃幕墙

双层呼吸式玻璃幕墙

一、前言

近20年来，玻璃幕墙在我国有了长足的发展，但仍然停留在单层玻璃幕墙的研发过程中。但单层玻璃幕墙的“大面积反光造成光污染；容易产生空调病、保温性能差、能耗大、维护费用高等问题”开始被人关注。而当前世界上最先进的玻璃幕墙为智能双层玻璃式幕墙。

智能双层呼吸式玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。从设计构思、内容组成和工作过程各方面看，都是一个各专业协调合作的多功能系统。它不仅有玻璃支撑结构，还包括建筑内部分环境控制和建筑服务系统，双层通风幕墙的基本特征是双层幕墙和空气流动、交换，其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙——热通道幕墙，工作原理则是利用空气对流。

智能双层呼吸式幕墙的玻璃幕墙由内外两层玻璃幕墙组成，与传

统幕墙相比，它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，由于此换气层中空气的流通或循环的作用，使内层幕墙的温度接近室内温度，减小温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42%-52%；制冷时节约能源38%-60%.另外由于双层幕墙的使用，整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。

二、智能双层呼吸式幕墙的原理

1、封闭式内循环体系呼吸式幕墙

封闭式内循环体系呼吸式幕墙，一般在冬季较为寒冷的地区使用，其外层原则上是完全封闭的，一般由断热型材与中空玻璃组成外层玻璃幕墙，其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙或可开启窗，以便对外层幕墙进行清洗。两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200毫米。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连，形成自下而上的强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层，使内侧幕墙玻璃温度达到或接近室内温度，从而形成优越的温度条件，达到节能效果。在通道内设置可调控的百页窗或垂帘，可有效地调节日照遮阳，为室内创造更加舒适的环境。

根据英国劳氏船社总部大厦及美国西方化学中心大厦的使用来看，其节能效果较传统单层幕墙相比达50%以上。

2、敞开式外循环体系呼吸式幕墙

敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反，其外层是单层玻璃与非断热型材组成的玻璃幕墙，内层是由中空玻璃与

断热型材组成的幕墙。内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排风装置，通道内也可设置百页等遮阳装置。冬季时，关闭通风层两端的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，有效地提高了内层玻璃的温度，减少建筑物的采暖费用。夏季时，打开换气层的进排风口，在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮，形成自下而上的空气流，由于烟囱效应带走通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少制冷费用。另外，通过对进排风口的控制以及对内层幕墙结构的设计，达到由通风层向室内输送新鲜空气的目的，从而优化建筑通风质量。

可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点，在舒适节能方面更为突出，提供了高层超高层建筑自然通风的可能，从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。

敞开式外循环体系呼吸式幕墙，在德国法兰克福的德国商业银行总行大厦、德国北莱因——威斯特法伦州鲁尔河畔埃森市的“RWE”工业集团总部大楼采用。

三、智能双层呼吸式幕墙的的优点

1、从原理上，呼吸式幕墙采用“烟囱效应”与“温室效应”的原理，是从幕墙的功能上解决节能问题；单层幕墙则只是从材料的选用上，通过材料本身的特性来达到一定的节能效果。

2、从环保上，呼吸式幕墙由于其功能解决节能，外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的不良

影响（“光污染”）；单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑，玻璃一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。

3、从节能上，呼吸式幕墙由于换气层的作用，比单层幕墙节能约50%.是解决建筑节能的一个新的方向。

4、从使用上，换气层的出现，使呼吸式幕墙夏季节省制冷费用，冬季可节省取暖费用。同时遮阳百叶置于换气层，能有效地防止日晒又不影响立面效果。

5、从舒适度方面，呼吸式幕墙的隔音性能可达到55dB，让室内生活与工作的人们有一个清静的环境；另一方面，无论天气好坏，勿须开窗换气层都可直接将自然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，从而提高室内的舒适度。并有效地降低高层建筑单纯依赖暖通设备机械通风带来的弊病。

四、智能双层呼吸式幕墙的在国内的应用实例

1、北京凯晨世贸中心——世界最大的环楼双层智能呼吸式玻璃幕墙

北京凯晨世贸中心位于国家大道――长安街畔，正对面是中国工商银行总行，西侧为北京招商国际金融中心、远洋大厦，与中国华

尔街――金融街隔街相望，占地面积约为 4.4公顷，建设用地约为2.2公顷，总建筑面积约19.4万平方米。整个玻璃幕墙由3层玻璃构筑，每个单元板块高3.9米，宽1.5米；玻璃单元厚度为250毫米：外层的玻璃采用 1.5米宽，3.425米高的单层夹胶透明玻璃，厚度10.76毫米，在玻璃的四个边缘用结构硅胶与铝合金窗框相连接，在每层楼板处设置一个435毫米高的不锈钢外墙饰面板。玻璃窗下部和不锈钢外墙饰面板之间有约40毫米的开缝（为进气口）；不锈钢外墙饰面板的侧面有10毫米宽，475毫米高的出气口。夹胶玻璃还具备隔音性强、有效阻隔紫外线的特点。内幕墙是相对封闭的，由带有low-e（低辐射）涂层的两块中空玻璃窗组成：上部为1.5米宽×1.95米高的标准固定玻璃窗；底部为1.5米宽×0.85米高的可向内侧开启玻璃窗，为办公区提供自然通风。在内外两层幕墙之间留有一个宽170毫米的热通道，室外新风通过位于外幕墙玻璃窗下部的开缝进入，经过热通道带走热量，从上部排风口排出，形成外循环。在两层幕墙之间内设80毫米宽的带穿孔的铝合金百叶遮阳板，遮阳板与先进的楼宇自控系统（ba）连接电脑总控中心，其开启、关闭和旋转可以根据季节和气候条件通过电脑总控中心统一控制，也可以由客户自己调节。值得一提的是，凯晨世贸中心不仅在环楼的外层立面上采取了双层玻璃幕墙，在两个挑空中庭两侧的内墙面上也采用双层玻璃幕墙，这样通过客户自己调节铝合金百叶，可以有效地解决私密性的问题。

2、江苏人寿保险大楼（7000平方米、99.8米、江苏南京）