双层呼吸式幕墙简介

双层呼吸式幕墙简介•玻璃幕墙在工程实体上的广泛使用给人们的生活、工作带来了许多好处，但是相应也带来了一些问题：大量的能源消耗，一定的光污染，室内空气质量下降等等。针对普通玻璃幕墙存在的上述问题，一个全新的幕墙型式——环保型节能呼吸式幕墙就应运而生。•这是一种特别的幕墙结构，它指的是在一个传统的幕墙外在增加一层玻璃幕墙。通过通风设备的开关可使双层幕墙中间进入或逸出空气，开窗后房间可进行自然通风，幕墙中间的遮阳系统可减少气候的影响，且并不防碍玻璃幕墙的外观。双层呼吸式幕墙示意图•这种新型的呼吸式玻璃幕墙，欧美发达国家在上世纪八十年代已开始建造，国内在上世纪九十年代在北京做了小面积试用。由中国人寿保险公司江苏省分公司建设的“中国人寿广场”在全国首次大面积采用这种幕墙。改工程主要采用的双层玻璃幕墙为箱体式，是由外层幕墙、内层幕墙、遮阳系统和通风装置组成，内外层幕墙之间形成空气缓冲区。该工程外层幕墙采用点式玻璃幕墙，内层幕墙采用隔热断桥平开内倒铝合金窗。双层幕墙与传统幕墙的区别双层幕墙的种类•整体式双层幕墙•双层幕墙中间的空气在整个建筑上运行，它的优点在于安装简便，不影响外表美观，遮阳板不明显，热量传送损失少，外部隔音效果好。当然，这种幕墙也有本质的缺点，应用不广泛。这种幕墙使得窗户通风不便，下一楼层所换出的空气可能会进入上一楼层，在幕墙中间的声音会来回反射，夏天高层极其炎热，不能通过窗户换气来解决，由于幕墙连为一体，没有任何分隔，所以在着火时整个幕墙中间会弥漫烟火，因此这种幕墙必须采取特殊的防火措施，比如报警器，放出烟火设施等。•通道式双层幕墙•这种双层幕墙的窗户和通风道可交替使用，窗户可将废气排出，吸气口和通风道的开口相连，通风道里的空气上升，从而实现窗户的通风。它的优点在于能够减少热量传送损失，影响外表美观，遮阳板不明显，外部隔音效果好。值得一提的是，它的缺点在于，为了使其效果最好，每座楼房的通道式双层幕墙都必须依情况重新调整幕墙换气通道和换气孔的位置，费时费力。压力不适当时过滤物会进入窗口，在起火时，烟火也会顺着通道弥漫到各个楼层。因此这种幕墙必须采取特殊的防火措施，比如报警器，通风机等。•廊道式双层幕墙•这是一种各层均有通风装置的双层幕墙，每个楼层都有水平的隔板，它的优点在于能够减少热量传送损失，不影响外表美观，遮阳板不明显，外部隔音效果好，窗户的自然通风有保证，更进一步的优点是，由于有了水平隔板，层间隔音效果很好，开窗后进入幕墙中间的声音不会在各层之间来回反射。冬夏换气条件得到了改善，下层上来的过滤物明显减少。而且空气中的过滤物较之单层幕墙也明显减少。由于有了水平隔板，起火时烟火也被分隔开。•箱体式双层幕墙•这是一种各层均有通风装置的双层幕墙，每个楼层都有水平的隔板，每个窗户都有竖直的隔板，它的优点在于能够减少热量传送损失，不影响外表美观，遮阳板不明显，外部隔音效果好，窗户的自然通风有保证，更进一步的优点是，由于有了水平和竖直隔板，隔音效果更好，开窗后进入幕墙中间的声音不会在各层之间来回反射。冬夏换气条件得到了改善，下层上来的过滤物明显减少。而且空气中的过滤物较之单层幕墙也明显减少。由于有了水平和竖直隔板，起火时烟火也被分隔开，与其它两种幕墙相比，这种幕墙不用再采取其它任何防火特别措施。箱体式双层幕墙的通风原理与构造特点：双层幕墙的原理与功能•双层幕墙是一种特殊的幕墙系统，与传统建筑幕墙有本质性区别。其由外层幕墙，内层幕墙、遮阳系统和通风装置组成，内外层幕墙之间形成空气缓冲区。其设计理念是体现节能、环保，让人亲近自然。它除了具有传统幕墙的全部功能以外，在防尘通风、保温隔热、合理采光、隔声降噪、防止结露和安全性等六个方面更具显著特点。•1.1防尘通风功能及原理•双层幕墙防尘通风由进风装置、内层开启窗和出风装置构成，在进、出风装置中设置具有防虫和阻挡较大颗粒灰尘的纱网和金属格栅。可以将蚊虫和砂尘挡在外面，让新鲜的空气进入室内。并通过空气热压作用，把室内的污浊的空气排出室外。•其工作原理是在双层幕墙设计过程中，运用空气热压原理和烟囱效应，在幕墙进风口形成正压区，使自然风进入缓冲区；在出风口形成负压区，使室内污浊空气通过缓冲区，排出室外。•在自然通风的系统设计中，防尘介质的选用直接关系到通风效果。就目前的国际与国内的自然通风与防尘技术上看，通风量、通风速度与防尘效果成反比，这一问题的确不易解决。因此，本工程在设计时就确立以通风为主，防尘为辅的设计思路，即在满足通风的前提下，起到一定程度的防尘功能即可。•1.2防尘通风功能的说明•A、进出风百叶对通风功能的影响•a、进出风百叶的断面型式不同将直接导致进出百叶的风阻系数和风阻大小不同。•b、本工程叶片为梭形设计，充分满足空气动力学原理。•c、通风口采用了带空腔的铝合金叶片，提高了自身的刚度，防止了剧烈风震导致的震颤抖动。•d、百叶窗内的梭型百叶形成雨屏，既通风，又有披水作用，有效阻止雨水进入内层幕墙。•B、防虫网对通风功能的影响•防虫网的风阻系数及吸尘网的风阻系数也直接影响通风效果，通过实验和模拟试验，一般常用防虫网的风阻系数Ff=0.94，吸尘网的风阻系数Fx=0.9,百叶的风阻系数Fb=0.85时，可以实现良好的通风效果，满足工程的正常需要。•C、内、外层幕墙的间距尺寸对双层幕墙的通风效果影响•a.此间距尺寸太小，风速加大，但风阻同时加大，风的动能损失加大，造成双层幕墙内部能量损失，且对风的流动状态及分工运动方向产生不良影响，通风效果很差。•b.此间尺寸距太大，会使降低风阻但空气流速也会大幅度降低，通风效果也不好。•c.通过按实际的幕墙结构和间距的假设，建立模拟模型。本工程通过计算后，确定此间距理想值为592mm。•D、内层开启窗的位置及开启方式对双层幕墙的通风效果影响•内层开启窗的位置及开启方式也会影响通风效果，为保证让室内通风效果达到最佳状态，上述问题须认真考虑以外，对室内入户门的位置及建筑空调及通风系统的室内开口位置也应注意配合。在不影响主体功能和装饰效果的前提下，应注意通风路径的合理走向，避免风流“短路”现象发生，使室内通风无死角。•1.3卓越的冬季保温和夏季隔热功能•传统幕墙热工方面主要缺点就是无法兼顾保温和隔热，而双层幕墙中特殊构造设计可以实现冬季保温和夏季隔热双重功能，分析如下：•首先材料有利于保温隔热：外层幕墙采用单玻璃幕墙，缓冲区为空气层，内层幕墙为“断桥”型材和LOW-E中空玻璃，K=1.7－2.0W/m·k，对阻止夏季热量进入和冬季室内热量散失都具有显著作用。•百叶的反射作用也可提高保温、隔热作用。•其次，呼吸幕墙的工作原理对保温、隔热具有重大改善。•1.3.1冬季保温工作原理。•进入冬季，关闭呼吸幕墙的出气口，使缓冲区形成温室。白天太阳照射使温室内空气蓄热，温度升高，使内层幕墙的外片玻璃温度升高，从而降低内层幕墙内外的温差。有效阻止室内热量向外扩散。夜间室外温度降低，由缓冲区内蓄热空气向外层幕墙补偿热量，而室内热量得到相应保持，因而无论白天和夜间，均可实现保温功能作用。•1.3.2夏季隔热工作原理。•进入夏季，打开出气口，利用空气流动热压原理和烟囱效应，使呼吸幕墙由进气口吸入空气进入缓冲区，在缓冲区内气体受热，产生由下向上的热运动，由出气口把呼吸幕墙内的热气体排到外面，从而降低内层幕墙温度，起到隔热作用。•1.4合理采光功能•进入室内的光线角度和强弱，直接影响使用者的舒适感。双层幕墙可以根据需要，通过电控开关，遮阳百页便可收起或任意位置放下或叶片倾斜，让光线均匀进入室内，尽情享受光线的变化，大大改善室内光环境。•1.5卓越的隔声降噪功能•双层幕墙特制的内外双层构造、缓冲区和内层全密封方式，使其隔声性能比传统幕墙高20-40%，对营造舒适、宁静的生活空间，必不可少。•1.6有效预防结露•建筑结露危害极大，结露的原因与环境湿度和内外温差大小密切相关，当温差使物体内表面温度低于露点温度时，便会在物体内表面产生结露。•双层幕墙由于缓冲区的温室作用，使内层幕墙玻璃内外两侧的温差减小，内表面温度大大提高。当高于露点温度时就不会出现结露。•对外层幕墙来说，由于缓冲区与室外气体相通，一方面使外幕墙内外两侧温差减少，另一方面，潮湿气体随时被换气排出室外，所以，外层幕墙内表面也不会结露，因此双层幕墙具有防止结露的功能，可以大大提高建筑及装饰的寿命和幕墙的功能。•1.7安全性•双层幕墙设计全方位考虑了安全问题，比如：•下雨时可通风，雨不会进入室内，可保持物品安全。•通风时风速柔和，东西不会被风卷走。•物品不易坠落等。箱体式双层幕墙风流组织图及其说明：•每层通风口处设置铝合金百页，通风调节器（采用隐蔽式，不破坏建筑立面）、防虫网、钢格栅和防尘网。每层通风口设置阶梯形的保温岩棉阻断层。进风口和排风口之间设置竖向保温岩棉阻断层，进风通道铝合金百页下方设水平保温岩棉阻断层。排风通道铝合金百页上方设保温岩棉阻断层。•进风通道：由于空气热压原理和烟囱效应，在进风口形成正压区，使自然风经铝合金百叶，通风量调节器、防虫网进入到进风通道内，由于铝合金百叶下方设置阻断层，空气只能向上流动，进入缓冲层即双层幕墙的中间层。内层幕墙平开内倒窗打开，新鲜自然风进入到室内，使人感到非常舒适。•排风通道：空气进入室内后，室内温度高，空气分子体积膨胀，空气比重减小，空气向上流动。流动到进风通道下方时，由于进风通道底部设置阻断层，空气只能向排风通道流动。空气经过穿孔铝板进入排风通道。排风通道上方设阻断层，不能向上运动，空气在此堆积，形成负压区。空气只能向外经防虫网、铝合金百页排到室外。廊道式双层幕墙风流组织图及其说明：•每三层设一道通风口，通风口处设置铝合金百页、防虫网、钢格栅和防尘网。每层通风口设置阶梯形的保温岩棉阻断层。进风口和排风口之间设置竖向保温岩棉阻断层，进风通道铝合金百页下方设水平保温岩棉阻断层。排风通道铝合金百页上方设保温岩棉阻断层。•廊道式双层幕墙风流组织，利用假柱形成的保温、隔热通道作为“烟囱”，靠其内空气流通而产生的负压把廊道内的空气吸入“烟囱”（该烟囱具有集热功能）内，进而排出幕墙外。双层幕墙施工过程中的主要质量控制要点：•双层幕墙(分体式)的施工顺序如下：•测量放线→埋件的处理→安装转接件→安装内层幕墙（包括钢龙骨、铝合金窗框等的安装）→吊装外层幕墙单元板块→安装中间防火隔断等→安装幕墙铝合金窗扇•双层幕墙在施工中质量控制要点：•对于双层幕墙所用的材料除满足招标文件及施工合同的具体要求外（如品牌、规格、产地等），还应满足国家有关规范及材料标准的要求，同时有复检要求的，如胶、型材等必须按要求送检进行复试。•双层呼吸式幕墙（分体式）施工过程大致可分为两大部分：工厂内组装和现场安装。现场业主代表或监理人员必须到工厂进行质量跟踪，督促生产厂家按照施工图纸及国家规范要求进行幕墙的生产工作。•幕墙转接件必须具有三维自由度的微调节功能，从而在板块的吊装过程中便于调节，使安装精度满足有关规范及标准的要求。同时幕墙的转接件的安装精度必须满足有关规范要求，连接件安装偏差控制值如下（mm）：•标高±1.0（有上下调节时±2.0）•连接件两端点平等度偏差≤1.0•距安装轴线水平距离≤1.0•垂直偏差（上下两端点与垂线偏差）≤1.0•两连接件连接点中心水平距离≤1.0•相邻三连接件（上下、左右）偏差≤1.0•外层玻璃板块的吊装插接过程中，必须注意插接应满足设计要求，配合良好，否则板块间形成内部应力，容易破坏。应通过调整机构进行调整，实现无应力拼装。现场吊装方面需施工单位具备较强的组织吊装能力。•防水密封：单元幕墙内部防水密封十分关键，除要求防水密封材料符合国家规范及设计图纸外，防水材料在墙体与龙骨之间必须形成良好的密封，而且能将雨水阻挡并送至设计排水通道中；幕墙内外层之间必须有可靠的防水措施。双层幕墙在设计中应注意的问题•1、防虫网的可更换性设计：•防虫网是双层幕墙通风处不可缺少的装置，防虫网的作用是防止小虫和鸟进入双层幕墙中间层和室内，并起到一定的防水作用。由于防虫网处在通风口处，空气流动带的灰尘必