現代建筑設計中的雙層幕墻探析

摘要：現代建筑設計風格越來越多采用玻璃幕墻代替傳統的圍合式磚墻，然而近五年來的現代建筑設計，尤其是外國的建筑設計師越來越多采用雙層玻璃幕墻，因為它們在自然通風、隔音、抗風和擋雨等方面有絕對的優勢。隨著中共十九大的召開，中國在社會主義小康建設上加快步伐，而現代甚至以后的節能建筑要求有很好的保溫隔熱、晚間通風等效果，這正是雙層幕墻未來化加速發展的動因和趨勢。

關鍵詞：雙層幕墻；建筑設計；應用

隨著中共十九大的召開，中國在社會主義小康社會建設上加快步伐，而現代及以后的節能建筑必然是中國未來建筑業發展的趨勢，雙層玻璃幕墻正是解決現代建筑能源問題上的重大設計手法。在歐美國家，雙層幕墻已經成為建筑競爭的普遍特點，但作為前衛建筑的立面技術手段，越來越多的設計師對其實際性能參與更多的實踐，以此達到更大性能的改善。

1.雙層幕墻的基本概念

雙層幕墻是雙層玻璃幕墻的簡稱，由外層玻璃幕墻、空氣間層和內層玻璃幕墻組成的多層結構幕墻。外層幕墻是由一個半封閉的玻璃組合框架組成，一般采用框幕墻或支點玻璃幕墻，主要作用是遮風、擋雨、隔音、調節空氣間層空氣流動等作用；空氣間層是由是內外兩層玻璃之間的氣體，通過改變空氣的流動情況，可以減少外部環境對建筑室內的影響；內層幕墻大部分采用明框幕墻或活動窗，并開有檢修門，在雙層組合中起到二次遮擋、阻隔作用。內外幕墻

2.雙層幕墻的性能特點

2.1隔聲

傳統的建筑單層幕墻對外界聲音的阻隔效果有限，采用雙層玻璃幕墻之后效果明顯改善。外層墻板通過反射效應阻擋噪聲，主要體現在以下方面：當外層幕墻后的噪音低于外部，代表外層幕墻對外界噪音起到明顯的阻隔效果，如果沒有關閉內層幕墻，內部環境也只有受到很小的外部環境噪音的影響。當外部噪音透過外層幕墻聲音反射到空氣間層，內層幕墻的開啟面積決定著聲音的阻隔效應，隔聲水準與通風需求之間有密切聯系。當室內的噪音一部分被外層幕墻反射到建筑內部，這樣會使內部環境的聲音回蕩，間接增加內部聲音的響度。

2.2 保溫隔熱

以廊道式雙層幕墻為例，如圖一，在炎熱的夏季，由于半開放的外層幕墻全部關閉，只有幕墻上下通風口可開啟，空氣可以從外層玻璃下部進風口進入這一空間，又從玻璃上部排風口離開這一空間，這使得空氣間層的熱空氣可以與外界空氣交互替換，形成對流，有效地對內部環境起到隔熱的作用。每一種物質，不管是固體、液體或者氣體，都可以輻射或者吸收熱，這取決于它接觸到的物質的溫度。在寒冷的冬季，將外層幕墻通風口關閉，使得外層幕墻作為阻止外界寒冷氣流的第一道防線；這時的空氣間層完全封閉，達到溫度最高值，外界的冷空氣與空氣間層接觸形成冷凝水，內部空氣間層無形的形成了阻止外界寒冷氣流的第二道防線；毫無疑問，內層玻璃幕墻則是第三道防線。

2.3 自然采光

雙層幕墻與單層幕墻對采光的要求并無不同，采用雙層玻璃幕墻后的自然采光率顯著下降，只有20%左右自然光投射到室內，當然這也是雙層幕墻實現了空調系統節能之后出現的一些問題。這就要求在設計有雙層幕墻的建筑物室內采取部分人工照明、部分自然照明的組成形式。其中如果優化回路開關的設置方法可以有效提高自然光的利用率。

2.4 通風防火

雙層幕墻提供了一種夜間通風的方式，它既可以減少空調系統的能耗又可以防止氣候侵害。對于單層幕墻，只有采用機械通風方式才能達到這樣的效果。對于雙層幕墻防火方面的性能取決于危險系數，其額外的防火措施包括室內及空氣層內的自動防火系統、空氣層內的自動排煙系統等。當潛在的火災危險系數升高時，自動防火系統在煙感基礎上發揮重要作用，同時噴水器會阻止火災通過空氣間層傳播。

3.雙層幕墻的分類

3.1 內循環雙層通風幕墻

內循環雙層幕墻的外層玻璃幕墻采用的是中空玻璃組件，而內層玻璃采用的是單層玻璃組件或者鋁合金門窗，它的特點是在每一樓層接近地面處設置有進風口與室內相通，接近天花頂棚處設置有排風口，并且通過排風管道和排風設備相貫通，內部空間的頂棚上設置有送風口和中央空調送風系統相貫通。內層幕墻可以呈現可開啟狀態，通過內部設置的機械通風系統，將室內空氣從地板的通風口流動到到空氣間層的排風口并留出，實現了室內空氣和空氣間層空氣的循環流動，又因為內外溫度相差無幾，對于北方地區的采暖能源的利用實現了更大效益的節約。而正是這種氣壓差可以使外層幕墻上設置的百葉窗在內部新風不足或者特殊情況下開啟開啟扇，實現了室內和室外氣體的流動。另外這種設計也可以在內部環境發生火災時順利排煙，減輕火災造成的人身財產等危害。

3.2外循環雙層通風幕墻

外循環雙層幕墻與內循環雙層通風幕墻的區別在于排風口與出風口的位置，外循環雙層通風幕墻不需要借助機械通風。內層玻璃采用的是可敞開的中空玻璃組件，外層玻璃為局部單層玻璃，上部分為排風口，下部分為進風口，夏季在進行氣體交換的時候，完全借助外界太陽輻射熱產生的溫度逆差，氣流在空氣間層循環，將室內的氣體交換到室外，達到節約空調系統資源和機械維修費用。冬季則是相反。

4.結語

雙層玻璃幕墻的預算成本要比普通單層玻璃幕墻高，但從純功能方面分析，只要控制相應的投入，就可以制成經濟型雙層幕墻。主要考慮有避免電動開啟玻璃窗戶、空氣間層的厚度控制在40cm范圍內、減少幕墻構件的結構等。單從節約發展新能源等方面來看，雙層幕墻乃是替代單層玻璃幕墻的不二選擇。當然，將雙層幕墻不作為建筑室內面積是雙層幕墻持續健康發展的關鍵，這在不同地區建筑權威部門看法不一。

參考文獻：

[1] 陳海輝，鄧先和，熊建明.熱通道玻璃幕墻的熱工計算[J].華南理工大學學報（自然科學版），2003（03）.

[2] 舒麗芳.雙層玻璃幕墻在夏熱冬冷氣候區應用的能耗研究[D].浙江大學，2013.

[3] 薛志峰等著.超低能耗建筑技術及應用[M].中國建筑工業出版社，2005.

[4] 陳川.自由呼吸，雙層玻璃幕墻[J].建筑裝飾材料世界，2007（11）.

作者簡介：曹振鑫（1992-）男，漢族，山東濟南人，環境設計碩士，湖南工業大學包裝設計藝術學院，研究方向：環境設計中的保護和創新、環境設計理論等。endprint