雙層幕墻原理及其特點(diǎn)淺析

1、/*:IJIJ雙層幕墻原理及其特點(diǎn)淺析摘要：節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展是未來建筑發(fā)展的主題，雙層幕墻作為目前最新先進(jìn)的環(huán)保 型節(jié)能產(chǎn)品，它的出現(xiàn)受到了世界各國的廣泛關(guān)注和高度重視。本文從雙層幕墻原理出發(fā)， 對雙層幕墻特點(diǎn)進(jìn)行了歸納，總結(jié)，并將主要的雙層幕墻類型進(jìn)行了詳細(xì)闡述，以期為今后雙層幕墻設(shè)計(jì)，選型提供基本的理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：雙層幕墻，熱通道幕墻，節(jié)能，建筑一前言隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑領(lǐng)域的變革日新月異。 高層和新型建筑外墻大 量采用的幕墻也從最初的明框玻璃幕墻、隱框玻璃幕墻，發(fā)展到目前較為先進(jìn)的點(diǎn)支幕墻和全玻幕墻等等。目前，中國已經(jīng)或正在制定較為完整的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范和驗(yàn)收標(biāo)

2、準(zhǔn)，節(jié)能建筑將是中國新時(shí)代建筑發(fā)展趨勢。我國20012001年在北京旺座中心首先采用雙層幕墻，隨后的數(shù)年里雙層幕墻在一些高端建筑不斷運(yùn)用，可以想見，隨著中國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng)，雙層幕墻將在中國得到更為廣泛的運(yùn)用。二雙層幕墻的基本原理雙層幕墻的定義。根據(jù)GB/T21086GB/T21086的定義，雙層幕墻不同于單層結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)單層幕墻， 是由外層幕墻、熱通道和內(nèi)層幕墻（或門、窗）構(gòu)成，且在熱通道內(nèi)可以形成空氣有序流動(dòng)的 建筑幕墻。雙層幕墻工作原理：控制通道內(nèi)空氣的流動(dòng)和交換；控制通道內(nèi)附屬裝置（遮陽裝置等）:冬季保溫；夏季散熱。雙層幕墻的分類：根據(jù)雙層幕墻本身的空氣流，它分為內(nèi)循環(huán)雙層幕墻和外循環(huán)

3、雙層幕墻。第一種幕墻適用于取暖地區(qū)， 對設(shè)備有較高的要求； 外幕墻密閉，通常采用中空玻璃， 明框幕墻的鋁型材應(yīng)采用斷熱鋁型材；內(nèi)幕墻則采用單層玻璃幕墻或單層鋁門窗；為了提高節(jié)能效果，通道內(nèi)設(shè)電動(dòng)百頁或電動(dòng)卷簾。第二種與內(nèi)循環(huán)雙層幕墻相反，外循環(huán)雙層幕墻的內(nèi)幕墻是封閉的， 采用中空玻璃；外幕墻采用單層玻璃，設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，利用室外新風(fēng)進(jìn)入，經(jīng)過熱通道帶走熱量，從上部排風(fēng)口排出，減少太陽幅射熱的影響，節(jié)約能源； 它無須專用機(jī)械設(shè)備，完全靠自然通風(fēng)，維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低， 是目前應(yīng)用最廣泛的形式；開敞式外通風(fēng)幕墻的風(fēng)口可以開啟和關(guān)閉。外循環(huán)雙層幕墻外循環(huán)雙層幕墻電岸啟 回勢用鼻晴一TFzWAVAzz

4、zzwzh雙層幕墻按其它不同的特征的分類序知分類標(biāo)潢口雙層箱墻名稱口分類特征門整體式雙層幕墻-共用立柱Q2內(nèi)、外層幕墻是否 共用立柱門分體式雙層幕墻-內(nèi)、外層幕墻采用獨(dú)立的立柱存寬腔雙層幕墻Q內(nèi)、外層驀墻面板間凈距天于300mm*22心內(nèi)、外層箱墻面板 間浄距不同*窄腔雙層幕墻心內(nèi)、外層幕境面板間浄距小干等 千 300mm*3標(biāo)準(zhǔn)型戒層幕墻內(nèi)外層均為華墻3衣內(nèi)、外層幕塩的類 型不同*適用型雙層藕墻外層為幕墻、內(nèi)層為門或窗有簾雙層幕墻心在熱通道內(nèi)設(shè)置了遮陽簾一4熱通道內(nèi)有無遽 陽簾F無簾雙層幕墻在熱通道內(nèi)沒有設(shè)置遮陽簾小箱式雙層幕墻橫向?yàn)橐粋€(gè)分格，豎向?yàn)橐粋€(gè)層 鬲，層間及各分格間均設(shè)有隔斷辺廊道

5、式雙層幕墻豎向曲一牛層高，層聞設(shè)有芬隔， 橫向?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上分格R井道武雙層藉墻、橫向?yàn)橐回》指?，分格間設(shè)有隔 斷，豎向?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上層高RA熱通道布置方式 的不同Q大箱式雙層幕墻豎向?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上層高橫 向兩個(gè)或兩個(gè)以上分格上述分類最后又歸類于內(nèi)循環(huán)雙層幕墻和外循環(huán)雙層幕墻兩大類。雙層幕墻的優(yōu)點(diǎn)。 減少建筑物的能源消耗（節(jié)能）；利用通道內(nèi)的空氣流動(dòng)，可以改善能源利用狀況，比單層幕墻采暖節(jié)能40%-50%40%-50%制冷節(jié)能40%-60%40%-60%增加建筑物使用者的舒適度即使風(fēng)力狀況不佳的區(qū)域也能實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)采光；單層幕墻在風(fēng)力達(dá)到四級時(shí)，就必須關(guān)閉開啟扇，且下雨時(shí)不能進(jìn)行自然通風(fēng)

6、，受環(huán)境的影響大；雙層幕墻具有雙層結(jié)構(gòu)，外層幕墻及熱通道對風(fēng)雨具有緩沖作用，在刮風(fēng)、下雨等天氣惡劣的條件下，仍可實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)；雙層幕墻電動(dòng)遮陽簾片可方便的調(diào)整角度，通過智能控制或人工調(diào)控調(diào)節(jié)光線的入射方向，光線柔和。根據(jù)用戶的要求擴(kuò)大自然通風(fēng)的可能性可以避免“高樓綜合癥”。在聲音排放量較大的區(qū)域可以達(dá)到更好的隔音效果；采用6mm6mm厚玻璃的單層幕墻，開啟扇關(guān)閉時(shí)隔聲量約為30dB30dB,但當(dāng)開啟扇打開時(shí)，其隔聲能力很差，隔聲量僅為10dB10dB；采用雙層幕墻，風(fēng)口和開啟扇關(guān)閉時(shí)隔聲量可達(dá)到60dB,60dB,且在開啟外層幕墻風(fēng)口和內(nèi)層幕墻開啟扇時(shí)，仍有較高的隔聲能力，其隔聲量可達(dá)到30d

7、B30dB。在幕墻空氣間層對天氣狀況起緩和作用的基礎(chǔ)上可以更好地利用日光控制、遮陽、防目眩及隔熱。單層幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣溫差約為1414度，熱輻射會(huì)導(dǎo)致人不舒適；雙層幕墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣溫差僅為4 4度，滿足熱舒適性指標(biāo)。雙層幕墻的缺點(diǎn)： 占用的建筑面積較大，由于建筑面積由外墻皮開始計(jì)算，建筑面積要損失2.5%-3.5%2.5%-3.5% ;初次投資較大；系統(tǒng)性強(qiáng)，技術(shù)難度高，專業(yè)配合多；清洗維護(hù)復(fù)雜。三雙層幕墻的特點(diǎn)分析內(nèi)循環(huán)雙層幕墻結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)：單元或點(diǎn)式駁接形式，內(nèi)單屣孤冷拳晶專増+內(nèi)堆柏早空電冊+內(nèi)速陽+傑護(hù)轂亶內(nèi)追風(fēng)収屠*堵內(nèi)循環(huán)雙層幕墻的起源演變。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可采用框架斷熱或單元斷

8、熱形式；一般外 層玻璃選用中空鋼化，內(nèi)層玻璃選擇單片鋼化；采用強(qiáng)制措施，電控管道系統(tǒng)，把夏季的白天將雙層封閉熱通道大部分熱空氣排除室外；冬季將溫室效應(yīng)蓄熱通過管道回路系統(tǒng)加熱 將傳到室內(nèi)，達(dá)到節(jié)能效果；其風(fēng)外層之間的空腔厚度設(shè)計(jì)較窄。一般120200mm120200mm之內(nèi)（個(gè)別的有500mm500mm左右）。需要增設(shè)自然空氣進(jìn)入室內(nèi)的窗扇通道；便于清洗雙層玻璃之間 的灰塵；使用材料較少，因此成本較低；需用電子驅(qū)動(dòng)抽風(fēng)，節(jié)能率比外循環(huán)結(jié)構(gòu)低。外循環(huán)雙層幕墻結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)：外循環(huán)雙層幕墻的起源演變。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可采用外層框架、層框架斷熱或單元中空玻璃斷熱形式；一般外層玻璃選用單片或夾層鋼化，內(nèi)層玻璃

9、選擇中空（LOW-ELOW-E）鋼化；采用自然的“煙囪”效應(yīng)，夏季的白天將溫室的熱空氣排除室外，不 同樓層的“煙囪”效應(yīng)不同；其內(nèi)外層之間的空腔厚度設(shè)計(jì)較厚，例于內(nèi)外層之間的空腔人員進(jìn)入清洗工作；不需要增設(shè)專用設(shè)備自然空氣進(jìn)入窗內(nèi)和屋內(nèi)，外層幕墻設(shè)計(jì)有進(jìn)出風(fēng)口，內(nèi)層幕墻設(shè)計(jì)有開啟門或窗，需要注意的是進(jìn)出口應(yīng)防止沙塵土的進(jìn)入，通道下部設(shè)置外空氣進(jìn)入腔體的進(jìn)風(fēng)口和上部設(shè)置熱空氣交換后的排風(fēng)口。；雙層玻璃之間的灰塵應(yīng)考慮方便清洗；使用材料較多，因此成本較高；不需要電子驅(qū)風(fēng)系統(tǒng)，節(jié)能效果更加。內(nèi)循環(huán)雙層通道玻璃幕墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)循環(huán)式通道設(shè)計(jì)一直為封閉式，它二層玻璃布局正相反，內(nèi)循環(huán)式結(jié)構(gòu)，外層

10、玻璃為中空雙鋼化玻璃，外框?yàn)楦魺嵝筒?，?nèi)層L列尸 ：:1 17纟尸1:tr5 5/ /h hJuJuLI 1JLrrr_7r1;1; 1 1? 1單屋卓墻+幷燧陌 單層鼻塔“卜建陽+保護(hù)UMP卜通鳳U屣墓堵*為網(wǎng)化單層玻璃，并有內(nèi)開啟扇以例情況。雙層玻璃之間距離一般100-200mm,100-200mm,中間加遮陽裝置。它的換氣方式是，在冬天，由于應(yīng)在通道內(nèi)加熱的空氣，通過熱管水道被抽到室內(nèi)，或開屋內(nèi)開啟扇導(dǎo)入熱風(fēng)， 達(dá)到節(jié)能目的。在夏天過熱的空氣由排風(fēng)道排到屋外。此時(shí)關(guān)閉通往屋內(nèi)的風(fēng)管。 內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成高尺寸為層高的箱體單元體。 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 這種 內(nèi)循環(huán)箱體單元體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)， 必須考

11、慮到天花板內(nèi)側(cè)， 或地板下部空間， 分別設(shè)計(jì)進(jìn)屋內(nèi) 熱風(fēng)管道系統(tǒng)和向外排熱風(fēng)管道系統(tǒng)。 個(gè)別也有專門的冬天、 春天時(shí)設(shè)計(jì)的自然空氣向室內(nèi) 進(jìn)行新空氣的交換裝置。 遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 在內(nèi)循環(huán)二層熱通道之間， 設(shè)計(jì)由上部向下電控 升降，并能自動(dòng)隨陽光斜照不同而隨動(dòng)變角度的遮陽百葉裝置。一般距外玻璃約80-100mm80-100mm，應(yīng)考慮內(nèi)層幕墻開啟窗或門的形式而定，避免影響或門的正常開啟的關(guān)閉。外循環(huán)雙層熱通道玻璃幕墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通道參數(shù)設(shè)計(jì)。雙層幕墻之間“通道”高度、 “通道”寬度等六個(gè)主要方面進(jìn)行考慮， 進(jìn)出風(fēng)口面積比應(yīng)控制在一定比例之間， 溫度與 溫差變化、 外界風(fēng)矢、 進(jìn)出風(fēng)口壓力受外界自然環(huán)

12、境的影響， “通道”高度與“通道”寬度 應(yīng)進(jìn)行計(jì)算， 并通過風(fēng)洞試驗(yàn)后取得合理的數(shù)據(jù)， 以便應(yīng)用到設(shè)計(jì)， “通道”寬度也要考慮 一個(gè)正常人能夠進(jìn)入。 構(gòu)造形式可做單元式或主體箱體結(jié)構(gòu)。 防塵與清洗設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)的防 塵是相對防塵， 外循環(huán)式結(jié)構(gòu)在歐洲的地區(qū)應(yīng)用較為廣泛， 由于我國北方大部分地區(qū)春秋季 節(jié)風(fēng)沙天氣較多， 尤其可吸入顆粒物和昆蟲非常嚴(yán)重， 歐洲和外循環(huán)體系結(jié)構(gòu)的防塵不能完 全滿足我國北方地區(qū)要求。 可此用外循環(huán)體第結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮防塵與清洗形式適合我 國實(shí)際情況， 進(jìn)出風(fēng)口用電動(dòng)調(diào)節(jié)百葉裝置， 并在通風(fēng)裝置中設(shè)置表面涂“納米”涂料， 減 少積塵。雙層幕墻之間的過渡網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)便于室內(nèi)

13、人的更換、清洗。節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。外循環(huán)體系的內(nèi)層玻璃幕墻玻璃，應(yīng)采用“ 6+12A+66+12A+6 mmmm厚中空LOW-ELOW-E玻璃，外層幕墻盡可能的采 用夾膠鋼化， 內(nèi)層幕墻采用熱斷橋鋁合金結(jié)構(gòu)， 外層可采用點(diǎn)式駁接結(jié)構(gòu)或鋁合金結(jié)構(gòu)， 若 內(nèi)外層幕墻選用透明玻璃，就必須考慮冬季與夏季，白天與夜間的氣候、溫度不同，而對結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響。 外層玻璃先用夾膠透明鋼化， 玻璃即使破損也不會(huì)附落， 避免對樓底行 人造成傷害，選取擇透明玻璃可使陽光充分進(jìn)入雙層幕墻之間“通道”，形成溫室效應(yīng)。夏季考慮方式： 由于白天陽光照射， 使雙層幕墻之間通道空氣溫度升高， 內(nèi)層幕墻若采 用中空低輻射， 玻璃太陽能可反向到雙層幕墻“通道”之間， 通過“煙囪”效應(yīng)使氣流上升 并通過上端出風(fēng)口排到室外， 從而減少室內(nèi)與室外的溫度交換， 使幕墻達(dá)到節(jié)能要求， 降低 夏季制冷空調(diào)的負(fù)荷。 準(zhǔn)備間沒有陽光照射， 內(nèi)層窗玻璃采用中空低輻射， 使幕墻達(dá)到節(jié)能 要求。遮陽設(shè)計(jì)。以雙層幕墻之間安裝電動(dòng)或手動(dòng)操作的遮陽裝置，遮陽百頁可調(diào)節(jié)角度，使陽光進(jìn)入室內(nèi)得到合理控制。雙層幕墻氣流和熱工分析。采用ANSYANSY蟄司的流動(dòng)和傳熱分析軟件 FLUENTFLUENT進(jìn)行仿真分析，雙層幕墻流場，溫度場大致如下圖所示