1、雙層幕墻原理及其特點淺析摘要：節能、環保、可持續發展是未來建筑發展的主題，雙層幕墻作為目前最新先進的環保型節能產品，它的出現受到了世界各國的廣泛關注和高度重視。本文從雙層幕墻原理出發，對雙層幕墻特點進行了歸納，總結，并將主要的雙層幕墻類型進行了詳細闡述，以期為今后雙層幕墻設計，選型提供基本的理論依據。關鍵詞：雙層幕墻，熱通道幕墻，節能，建筑一前言隨著科學技術的進步、經濟的發展，建筑領域的變革日新月異。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，發展到目前較為先進的點支幕墻和全玻幕墻等等。目前，中國已經或正在制定較為完整的建筑節能設計規范和驗收標準，節能建筑將是中國新時

2、代建筑發展趨勢。我國2001年在北京旺座中心首先采用雙層幕墻，隨后的數年里雙層幕墻在一些高端建筑不斷運用，可以想見，隨著中國經濟實力的不斷加強，雙層幕墻將在中國得到更為廣泛的運用。二雙層幕墻的基本原理雙層幕墻的定義。根據GB/T21086的定義，雙層幕墻不同于單層結構的傳統單層幕墻，是由外層幕墻、熱通道和內層幕墻(或門、窗)構成，且在熱通道內可以形成空氣有序流動的建筑幕墻。雙層幕墻工作原理：控制通道內空氣的流動和交換；控制通道內附屬裝置(遮陽裝置等)：冬季保溫；夏季散熱。雙層幕墻的分類：根據雙層幕墻本身的空氣流，它分為內循環雙層幕墻和外循環雙層幕墻。第一種幕墻適用于取暖地區，對設備有較高的要求

3、；外幕墻密閉，通常采用中空玻璃，明框幕墻的鋁型材應采用斷熱鋁型材；內幕墻則采用單層玻璃幕墻或單層鋁門窗；為了提高節能效果，通道內設電動百頁或電動卷簾。第二種與內循環雙層幕墻相反，外循環雙層幕墻的內幕墻是封閉的，采用中空玻璃；外幕墻采用單層玻璃，設有進風口和排風口，利用室外新風進入，經過熱通道帶走熱量，從上部排風口排出，減少太陽幅射熱的影響，節約能源；它無須專用機械設備，完全靠自然通風，維護和運行費用低，是目前應用最廣泛的形式；開敞式外通風幕墻的風口可以開啟和關閉。外循環雙層幕墻外循環雙層幕墻雙層幕墻按其它不同的特征的分類上述分類最后又歸類于內循環雙層幕墻和外循環雙層幕墻兩大類。雙層幕墻的優點。

4、減少建筑物的能源消耗(節能)；利用通道內的空氣流動，可以改善能源利用狀況，比單層幕墻采暖節能40%-50%，制冷節能40%-60%。增加建筑物使用者的舒適度即使風力狀況不佳的區域也能實現自然通風采光；單層幕墻在風力達到四級時，就必須關閉開啟扇，且下雨時不能進行自然通風，受環境的影響大；雙層幕墻具有雙層結構，外層幕墻及熱通道對風雨具有緩沖作用，在刮風、下雨等天氣惡劣的條件下，仍可實現自然通風；雙層幕墻電動遮陽簾片可方便的調整角度，通過智能控制或人工調控調節光線的入射方向，光線柔和。根據用戶的要求擴大自然通風的可能性可以避免“高樓綜合癥”。在聲音排放量較大的區域可以達到更好的隔音效果；采用6mm厚

5、玻璃的單層幕墻，開啟扇關閉時隔聲量約為30dB，但當開啟扇打開時，其隔聲能力很差，隔聲量僅為10dB；采用雙層幕墻，風口和開啟扇關閉時隔聲量可達到60dB，且在開啟外層幕墻風口和內層幕墻開啟扇時，仍有較高的隔聲能力，其隔聲量可達到30dB。在幕墻空氣間層對天氣狀況起緩和作用的基礎上可以更好地利用日光控制、遮陽、防目眩及隔熱。單層幕墻內表面與室內空氣溫差約為14度，熱輻射會導致人不舒適；雙層幕墻內表面與室內空氣溫差僅為4度，滿足熱舒適性指標。雙層幕墻的缺點：占用的建筑面積較大，由于建筑面積由外墻皮開始計算，建筑面積要損失2.5%-3.5%；初次投資較大；系統性強，技術難度高，專業配合多；清洗維護

6、復雜。三雙層幕墻的特點分析內循環雙層幕墻結構主要特點：內循環雙層幕墻的起源演變。其結構設計可采用框架斷熱或單元斷熱形式；一般外層玻璃選用中空鋼化，內層玻璃選擇單片鋼化；采用強制措施，電控管道系統，把夏季的白天將雙層封閉熱通道大部分熱空氣排除室外；冬季將溫室效應蓄熱通過管道回路系統加熱將傳到室內，達到節能效果；其風外層之間的空腔厚度設計較窄。一般120200mm之內(個別的有500mm左右)。需要增設自然空氣進入室內的窗扇通道；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；需用電子驅動抽風，節能率比外循環結構低。外循環雙層幕墻結構主要特點：外循環雙層幕墻的起源演變。其結構設計可采用外層

7、框架、單元或點式駁接形式，內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，內層玻璃選擇中空(LOW-E)鋼化；采用自然的“煙囪”效應，夏季的白天將溫室的熱空氣排除室外，不同樓層的“煙囪”效應不同；其內外層之間的空腔厚度設計較厚，例于內外層之間的空腔人員進入清洗工作；不需要增設專用設備自然空氣進入窗內和屋內，外層幕墻設計有進出風口，內層幕墻設計有開啟門或窗，需要注意的是進出口應防止沙塵土的進入，通道下部設置外空氣進入腔體的進風口和上部設置熱空氣交換后的排風口。；雙層玻璃之間的灰塵應考慮方便清洗；使用材料較多，因此成本較高；不需要電子驅風系統，節能效果更加。內循環雙層通道玻璃幕

8、墻結構特點。結構設計內循環式通道設計一直為封閉式，它二層玻璃布局正相反，內循環式結構，外層玻璃為中空雙鋼化玻璃，外框為隔熱型材，內層為網化單層玻璃，并有內開啟扇以例情況。雙層玻璃之間距離一般100-200mm，中間加遮陽裝置。它的換氣方式是，在冬天，由于應在通道內加熱的空氣，通過熱管水道被抽到室內，或開屋內開啟扇導入熱風，達到節能目的。在夏天過熱的空氣由排風道排到屋外。此時關閉通往屋內的風管。內循環系統可設計成高尺寸為層高的箱體單元體。通風系統設計：這種內循環箱體單元體結構設計時，必須考慮到天花板內側，或地板下部空間，分別設計進屋內熱風管道系統和向外排熱風管道系統。個別也有專門的冬天、春天時設

9、計的自然空氣向室內進行新空氣的交換裝置。遮陽系統設計：在內循環二層熱通道之間，設計由上部向下電控升降，并能自動隨陽光斜照不同而隨動變角度的遮陽百葉裝置。一般距外玻璃約80-100mm，應考慮內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閉。外循環雙層熱通道玻璃幕墻結構特點通道參數設計。雙層幕墻之間“通道”高度、“通道”寬度等六個主要方面進行考慮，進出風口面積比應控制在一定比例之間，溫度與溫差變化、外界風矢、進出風口壓力受外界自然環境的影響，“通道”高度與“通道”寬度應進行計算，并通過風洞試驗后取得合理的數據，以便應用到設計，“通道”寬度也要考慮一個正常人能夠進入。構造形式可做單元式或

10、主體箱體結構。防塵與清洗設計。結構的防塵是相對防塵，外循環式結構在歐洲的地區應用較為廣泛，由于我國北方大部分地區春秋季節風沙天氣較多，尤其可吸入顆粒物和昆蟲非常嚴重，歐洲和外循環體系結構的防塵不能完全滿足我國北方地區要求?？纱擞猛庋h體第結構設計時應充分考慮防塵與清洗形式適合我國實際情況，進出風口用電動調節百葉裝置，并在通風裝置中設置表面涂“納米”涂料，減少積塵。雙層幕墻之間的過渡網設計應便于室內人的更換、清洗。節能結構設計。外循環體系的內層玻璃幕墻玻璃，應采用“6+12A+6”mm厚中空LOW-E玻璃，外層幕墻盡可能的采用夾膠鋼化，內層幕墻采用熱斷橋鋁合金結構，外層可采用點式駁接結構或鋁合金

11、結構，若內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，而對結構設計產生的影響。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入雙層幕墻之間“通道”，形成溫室效應。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”效應使氣流上升并通過上端出風口排到室外，從而減少室內與室外的溫度交換，使幕墻達到節能要求，降低夏季制冷空調的負荷。準備間沒有陽光照射，內層窗玻璃采用中空低輻射，使幕墻達到節能要求。遮陽設計。以雙層幕墻之間安裝電動或手動操作的遮陽裝置，遮陽百頁可調節角度，使陽光進入室內得到合理控制。雙層幕墻氣流和熱工分析。采用ANSYS公司的流動和傳熱分析軟件FLUENT進行仿真分析，雙層幕墻流場，溫度場大致如下圖所示：四結束語雙層幕墻