双层玻璃幕墙的特色及应用实例
作者：磨石学校 | 来源：磨石学校 | 最后更新：2013-11-19 | 点击： 次
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该文对双层玻璃 幕墙 的结构、主要功能、分类、工作原理几个方面进行了说明，并对其在工程中的相关应用实例作了简要介绍。 随着我国建筑业的迅猛发展，建筑幕墙已成为建筑外围护 结构 的支柱产品，由于其加工精度高、质...
该文对双层玻璃幕墙的结构、主要功能、分类、工作原理几个方面进行了说明，并对其在工程中的相关应用实例作了简要介绍。
随着我国建筑业的迅猛发展，建筑幕墙已成为建筑外围护结构的支柱产品，由于其加工精度高、质量好、材料多元化、造型多样化，对建筑物有很好的装饰效果，各种性能包括抗风压性能、水密性能、气密性能等优越，起到了很好的装饰、围护作用，而为越来越多的建筑师和业主喜爱而广泛地采用。但是，传统的玻璃幕墙对能源的消耗也不容忽视。国务院于2005年2月24日举办了关于节能与绿色建筑的新闻发布会指出:建筑的能源消耗占总能源消耗的50%，而我国单位建筑面积的能耗是世界平均水平的2-3倍。我国要在2010年使薪建建筑中1/3以上达到建筑节能标准，使全国建筑达到节能50%，到2020年，进一步推广建筑节能技术，达到节能65%以上的总目标。为达到这一目标，进行建筑节能方面的研究就更迫切。
传统玻璃幕墙是由普通平板玻璃(或浮法玻璃)形成的“单层皮”玻璃幕墙。普通平板玻璃(或浮法玻璃)对可见光和长波辐射的反射有限。由于玻璃的通透性，夏日阳光直射到室内，产生温室效应，造成室内过热，增加空调能耗。为了解决这样的问题，通常的做法是采用不同形式的遮阳。如果在玻璃幕墙外做遮阳，则改变了其设计初衷，使建筑失去了光洁的立面效果，而且在室外的遮阳构件长期风吹雨打易损坏，保养和维护十分困难;因此大多数传统玻璃幕墙不得不采用室内阳，这样做的结果是:虽然挡住了直射阳光，但遮阳构件所吸收及反射的热量积聚在室内，造成室内更加热，对空调依赖性更强。冬季，单层玻璃的保温性能较差，热损失较大。可见，由单一材料形成的传统玻璃幕墙无法满足冬季保温和夏季防热、隔热的要求，缺乏气候适应性，不能满足建筑节能的要求，需加以改进。于是人们提出了双层玻璃幕墙的概念。于是设计师们开始设法改进幕墙以提高其节能性能。开始是单纯的加厚玻璃，后来逐渐出现了夹层玻璃，镀膜Low-e,Solar-e玻璃，中空玻璃，真空玻璃以及双层玻璃幕墙等等。
1.双层玻瑞幕墙的结构
双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间形成一个通道，同时外层幕墙设置进风口和出风口。外层幕墙一般采用隐框、明框和点式玻璃幕墙，内层幕墙一般采用明框幕墙或铝合金门窗。内、外玻璃之间一般设置遮阳装置。为了使立面通透视野开阔，内层幕墙可采用推拉窗形式，但推拉窗的保温性能较差，尤其在开窗换气时，窗开启量不好控制，而且一旦开窗其整个窗的上下高度方向上全开，对室内空气产生一定的影响，所以最好采用悬窗结构形式。另外，还有一种方法是设置通风器，通风器可安装在幕墙的顶部，使得控制方便，通风换气更自然、柔和，使人更加舒适。但是双层玻璃幕墙也存在种种缺陷，比如技术复杂，难度较大，多了一道外幕墙，造价较高。双层玻璃幕墙的防火问题也应该引起重视，目前国内消防规范要求层间设置封闭隔烟层，因此热通道只能是一个层高。另外，双层玻璃幕墙对于建筑内房间之间的隔声并不是有利的。尤其是水平方向没有分隔的廊道式、外挂式双层皮幕墙，由于声音可以通过窗户传到双层皮夹层空腔中，并在空腔内利用发射而传播到其他房间内，由于外层幕墙的存在，减少的自然光通量约10%，如果外层玻璃为高透型的白玻，这个减少量将降至7%-8%。此外，由于建筑面积由外墙皮起计，要损失2%-4%，开发商比较注意这一经济指标。因此，双层玻璃幕墙并没有大范围的普及应用。
2.双层玻璃幕培分类和节能公式
2.1封闭式内循环呼吸幕墙封闭式内循环呼吸幕墙是指空气从内层幕墙的下通道进人热通道空间，然后上升到上部排风口，最后从吊顶内的排风管排出，而外层幕墙则完全封闭。内层幕墙一般采用单玻玻璃幕墙或可开启的单玻铝合金窗，以便对幕墙进行维护与保洁，外层幕墙则采用中空玻璃隔热或断热幕墙。封闭式内循环呼吸幕墙空气的流动需要借助于专门的设备来完成，维护和运行成本较高。内、外两层幕墙之间热通道的距离通常为150mm--300mm，有的工程为了维修、清洗方便而将内、外两层幕墙之间热通道的距离设计为500mm-600mm。内层幕墙的上通道与吊顶部位设置的暖通系统排风管相连，形成自下而上的强制性的空气流动，室内空气通过内层幕墙的下通道进人两层幕墙之间的热通道空间，使内层幕墙的外表面温度接近或者达到室内温度，形成优越的温度条件，起到节约能量的效果。此外，根据需要还可在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或电动卷帘，可有效地调节阳光的照射，为建筑师选择全透明低反射玻璃提供了方便。 2.2 敞开式外循环呼吸幕墙敞开式外循环呼吸幕墙是指空气从 外层幕墙的下通道进人热通道空间，然后从外层幕墙的上部排风口排出，而内层幕墙则完全封闭。与封闭式内循环呼吸幕墙相反，敞开式外循环呼吸幕墙的内层幕墙采用中空玻璃隔热(或断热)幕墙，外层幕墙则采用由单片玻璃制作的敞开式幕墙结构。敞开式外循环呼吸幕墙可以完全靠自然通风，不需要借助于专门的设备，维护和运行费用较低，是目前应用比较广泛的呼吸幕墙形式。敞开式外循环呼吸幕墙的进风口和排风口可以开启和关闭，夏季时开启进风口和排风口，热空气形成自下而上的空气流动(有关试验证明这种热空气流动的速度可达到0.6m/s)，带走热通道内由于日照而产生的热量，降低内层幕墙的外表面温度，减少了空调制冷的负荷，节约了能源，降低了能耗;冬季关闭进风口和排风口，热通道因为阳光照射得以温度升高而成为封闭温室，提高了内层幕墙的外表面温度，起到保温作用，减少了建筑物采暖的运行费用。此外，敞开式外循环呼吸幕墙也可以根据需要而在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘，有效地调节阳光的照射。
2.3节能公式
△Q=(Q单-Q双)/Q 单
(1) 式中△Q—双层幕墙的节能百分比，%；
Q单—单层幕墙单位面积总耗能量,W/m2；
Q双—双层幕墙单位面积总耗能量，W/m2
从公式(1)可见，提高双层幕墙节能的有效措施是减少幕墙的总耗能量。而减少幕墙总耗能量有三个方面的因素:a.减少单位面积幕墙材料单元平均耗能量;b.减少单位面积幕墙空气渗透平均耗能量;c.减少单位面积幕墙通气换气平均耗能量。而这三个因素与幕墙朝向、材料的传热系数、室内、外平均计算温度、通风换气平均流量、幕墙计算单位压差和小时的漏气量等有关。双层玻璃幕墙就是基于这些因素设计而成的节能型幕墙。
3.双层玻瑞幕堵特点分析封闭式内循环呼吸幕墙的特点
(1)内层幕墙可采用普通幕墙或铝合金窗，外层幕墙可采用隔热(或断热)明框幕墙或者隔热(或断热)单元幕墙;
(2)内层幕墙通常采用单片玻璃，外层幕墙通常采用中空玻璃;
(3)采用强制措施，电控管道系统，把夏季的白天将双层封闭热通道大部分热空气排除室外。冬季将温室效应蓄热通过打开内侧开启扇窗或开启门把热空气排向室内，达到节能效果。;
(4)内、外两层幕墙之间热通道的距离通常设计较窄，一般为150mm-300mm;
(5)需要借助于专门的设备来完成空气的流动，运行成本较高;
(6)内、外两层幕墙之间便于清洁;
(7)可根据需要在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘，有效地调节阳光的照射。
敞开式外循环呼吸幕墙的特点
(1)内层幕墙可采用隔热(或断热)明框幕墙或者隔热(或断热)单元幕墙，外层幕墙可采用点支式玻璃幕墙等;
(2)内层幕墙通常采用中空玻璃，外层幕墙通常采用单片玻璃;
(3)内层幕墙完全封闭，空气的流动在室外与热通道之间进行;
(4)内外两层幕墙之间热通道的距离可设计较宽，一般为500mm-600mm;
(5)热空气的交换不需要借助于专门的设备来完成，可以完全依靠空气自然通风来进行，运行成本较低;
(6)外层幕墙设计有进出风口，内层幕墙设计有开启门或窗，需要注意的是进出风口应防止沙尘的进人，通道下部设置外空气进人腔体的进风口和上部热空交换后的排风口;
(7)可根据需要在热通道内设置可调控的铝合金百叶窗帘或者电动卷帘，有效地调节阳光的照射。
4 工程实例
在秦皇岛“在水一方”旧城改造项目—发展中心外装饰工程中设计方在整个工程外围护结构除北面外几乎全部采用透明白玻组成的幕墙结构，给人以通透的感觉，使整个建筑特点鲜明，体现时代特色，并成为当地最有欣赏价值的建筑之一。设计单位在临街面的弧形建筑部分使用了双层玻璃幕墙。外层点支式幕墙采用12mm钢化白玻，内层无框幕墙采用8+0.76+6外平板内钢化夹胶白玻，中间空隙约380mm，便于清洁人员擦洗。各层大板玻璃设有清洁用地簧门，门玻璃为12mm钢化玻璃。外层幕墙下侧有进风口，顶部设有排风口，均设置防尘网。冬天利用温室效应，将进风口和排风口均关闭，利用太阳辐射加热两层幕墙中间的气体，从而在内层幕墙外侧形成局部的温室，节省了采暖费用;夏季则利用烟囱效应，关闭两个风口，在阳光照射下中间的空气将形成自下而上的热气流，从而带走热量，减轻空调的负荷。设计单位参照其在其他工程中所做的性能试验和工程经验，确保该结构空气渗透性能可达Ⅱ级，即开启部门不大于1.5m3/mh，固定部分不大于0.05;保温性能可达Ⅳ级，即幕墙的平均传热系数不超过3.2W/m2K。同时，双层玻璃幕墙的使用业大大提高了隔音效果，该工程的隔音性能确保达Ⅱ级，即35-40dB。
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