| 标题 | 呼吸式双层生态幕墙工作原理以及适用性 |
| 范文 | 刘克强+刘春颖+胡冬敏+曹子涵 [摘 要]本文通过对呼吸式双层生态幕墙工作原理以及适用性进行分析，指出双层幕墙的节能效果及对生态环境的重要性，是未来生态节能建筑发展的趋势。 [关键词]呼吸式；双层生态幕墙；工作原理；适用性 doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.14.049 [中图分类号]TU201.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）14-00-02 0 引 言 生态建筑节能主要是围护结构的节能，玻璃幕墙由于简洁、现代的视觉效果，在世界范围内得到了广泛应用，是现代建筑围护结构的一个重要组成部分。然而，玻璃幕墙的弊端也不容小觑，一方面，玻璃材料的传热系数比传统的砖石材料大很多，夏季太阳辐射可以直接透过玻璃形成温室效应，导致普通玻璃幕墙的供热、制冷能耗大大增加；另一方面，玻璃幕墙还会在城市环境和室内产生光污染和眩光等问题。基于此，1931年柯布西耶首次提出，用双层外皮抵御外部气候的概念。随后，双层皮呼吸式幕墙越来越多的出现在建筑师的方案设计中，成为生态建筑技术领域的重要关注话题之一。 1 呼吸式双层生态幕墙的概念以及工作原理 1.1 呼吸式双层生态幕墙的概念 根据GB/T 21086-2007《建筑幕墙》的定义，双层幕墙由外层幕墙、热通道、内层幕墙（或门、窗）构成，且在热通道内能够形成空气有序流动的建筑幕墙，出现在20世纪90年代初期。且呼吸式双层生态幕墙可分为两种体系：第一种为内循环封闭体系，第二种为外循环开敞体系，其中，外循环体系又分为箱式、井箱式、走廊式、多层式、可开启式5种。 1.2 工作原理 在外层幕墙设置遮阳，减少太阳对内的辐射，并在外侧设置保护层，通过排风机械，抽取室内旧空气，通过热通道的置换，把外部的新鲜空气放回室内，使热通道内空气时刻保持流动，从而使室内空气清新，且不会丧失旧空气中所含有的热量，使之达到节能的效果。在冬季，通过调节进出口的大小控制空气的流动量，使进去幕墙的空气被阳光加热又慢速流出，达到更好的保温效果；在夏季，进出口的增大，空气流通快速而顺畅，同时，两层幕墙之间的遮阳设施可以很好地阻挡阳光，室内的环境因此而舒适，通风效果显著；春秋两季，呼吸式双层幕墙可完全开启保证室内通风。 （1）内循环封闭体系。其外层玻璃幕墙原则上是完全封闭的，一般是由传热系数低的材料与中空钢化玻璃组成，内层为可开启窗，两层幕墙之间的热通道连接着暖风系统排风管，空气由内层玻璃的通风口到达通风间层，再通过系统排风管排向室外，使室内外空气畅通，冬季则将保存的热量通过管道回路流向室内，防止热量流失，降低能源消耗。 （2）外循环开敞体系。其外层是单层玻璃与非断热型材料组成的玻璃幕墙，内层是断热幕墙。内外幕墙分别设置排风和进风口，同时通风间层内设置遮阳装置，夏季室内热空气由内层排风口到达通风间层，由外层排风口排向室外，以保证室内空气流通。同时，通风间层内的遮阳装置又能很好地阻挡阳光，冬季气候寒冷，室外冷空气通过通风间层缓冲与阳光照射，可形成三层保护层，进一步提高了保温效果，达到建筑节能的要求。 2 与传统单层幕墙相对比 （1）双层幕墙内的热通道，直接从功能上解决了节能问题，室内的热空气通过热通道，把热量留在了热通道内，减少了热量的损失，而单层幕墙只是从本身材料的传热系数上使之达到节能效果。 （2）“双层幕墙”，顾名思义是双层的，这样可以在外侧选择低反射玻璃，减少玻璃给生活带来的不便，而单层玻璃为了节能效果，只能选择普通玻璃，增加了“光污染”。 （3）双层幕墙是由于置换气层的方便，比普通玻璃节能了至少42%，是人们走向绿色建筑的一个重要方向。 （4）由于置换气层，使冬天降低了取暖要求，也使夏天降低了制冷要求，而且具有内部百叶窗，这样既不影响遮光又不影响建筑设计的原本思想。 （5）有研究表明：双层玻璃比单层玻璃的隔声性能至少增强了49 dB，可以让建筑内部有一个安静的学习、工作环境。另外，它不用根据天气的好坏来决定开窗与否，也不用担心阴雨天进不来新鲜空气，根据这个换气通道可以直接排除旧空气、置换新空气，大大提高了室内的空气质量，使室内更加舒适。 （6）墙面最主要承受的是风荷载，所以抗风压是衡量幕墙质量的标准之一，双层幕墙的抗风压强度远远高于普通玻璃幕墙。 （7）幕墙具有通透性，而许多建筑师更是热衷于这种材料，他们喜欢用这种通透的幕墙来表达设计的完整和立面风格。 3 双层幕墙的应用现状及前景 在新时代，呼吸式双层生态幕墙相对于传统的玻璃幕墙，除了节能、环保外，更重要的是赋予了其新功能。如，当今流行的光电玻璃幕墙也是集隔热、隔音、发电、环保于一身，其主要特点是应用光电技术与光电板技术，将太阳能转化成电能，使玻璃幕墙不仅发挥装饰作用，在结构与节能功能上也发挥了重要作用。智能幕墙也是其中的一种，它良好的性能，不仅在材料上，在技术上也完全超过了普通玻璃，这使双层幕墙成为美国和日本建筑师所热衷的墙体使用材料，所以在美国和日本等建筑装饰领域，建筑师已经开始应用这种新型材料，如日本名古屋站前大厦、美国旧金山哈里德大厦等其他建筑，都在建筑设计、装饰、结构等方面使用了双层生态幕墙。 呼吸式雙层生态幕墙已经在国外得到了普遍应用，但我国的生态幕墙技术才刚刚起步，依然存在广阔的发展空间，正在向全球化标准发展，虽然国内已经有应用呼吸式双层生态幕墙的实例，如：北京新源大厦、北京新保利大厦、上海钢铁交易中心等经济发展迅速的一线城市，才开始采用这种新型节能幕墙代替传统的钢筋混凝土墙体，但应用及掌握的相应技术同美国及日本相比，还不是很完善。 其中，以北京新源大厦为例：北京新源大厦又名北京公馆，由德国GMP建筑设计有限责任公司设计，是一幢具有多功能现代化服务体系的高档住宅楼。该项目建筑面积6.633 9万平方米，楼高82.3米，共26层。根据北京当地的气候特点，并满足节能、环保等多方面的需求，该住宅楼的幕墙形式选用先进的呼吸式双层生态幕墙——外循环开敞体系呼吸式幕墙。该双层幕墙及热通道内的水平遮阳系统，在不改变设计师的原本意图下，构成了一个立面构图的元素，丰富了整个立面。采用层层推进的新形式，创造了开阔的室外空间，在建筑水平方向方面，构成了较强的立体感以及节奏和韵律感，建筑的东西两侧、顶部楼层，以三层为一个变化空间，逐步跌落，使原本庞大的建筑体显得错落有致。 目前，我国《节能中长期专项规划》提出：“2010年，已表明全国新增1/3的建筑达到50%的目标，2020年，全国的新增建筑将全部达到节能65%的目标。”目前，整体建筑能量损失有一半都是门窗造成的，因此，发展节能生态双层幕墙是目前建筑节能的重要方法，其发展潜力极大。 4 结 语 当今世界的建筑设计越来越注重建筑外形设计，但在生态技术节能上忽略了功能与外形的结合，呼吸式双层幕墙的应用与发展不仅体现了新结构、新技术、新材料，同时在建筑方面也体现了新理念——绿色生态建筑。它所带来的社会效益是巨大的，在城市美化和绿化中，起到了至关重要的作用，成为美化城市的亮丽风景线，同时它也是现今市场的需求，具有良好的发展前景。建筑是人们生产和生活的必要空间，一个良好的空间环境，是建筑社会发展的目标和挑战，因此，绿色生态建筑是具有可见性的必然结果，符合可持续发展的需求。 |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。