淺析嚴寒地區應用雙層玻璃幕墻策略

文/謝曉琳、呂晶 沈陽城市建設學院 遼寧沈陽 110000

早在1931年，柯布西耶曾為巴黎難民城提出“用雙層外皮抵御外部氣候”的概念，他建議把玻璃做成雙層的，兩層間距5-10cm，其間有熱空氣流通，他在為難民城所做的設計中便采用了這種“中性墻壁”。

據歐洲大量文獻介紹，雙層幕墻系統具有較大的節能潛力，它采用可循環使用的材料，建造速度快，對運輸及施工場地要求小，同時又可創造出極具時代感的建筑風格，被公認為具有“生態”意義的建造方式，近十余年來，在歐洲發達國家得以廣泛應用。據統計：僅在德國便已建成上百棟雙層玻璃幕墻建筑。雙層玻璃幕墻可以為建筑提供一個溫度緩沖層，其在冬季被動式利用太陽能方面的潛力已經得到公認。通常在設計使用時要注意到一些問題：進出風口之間的間距盡量遠。通常進風口的高度不大于空氣間層的深度，并且風口之間最好交錯放置，避免排出的廢氣再度進入室內。進出風口的設計應有利于空氣的流動，同時要防止雨水、鳥類的進入。當空氣間層中還有遮陽構件系統時，應注意其放置位置，它與內外層界面都要留有足夠的空間，使之不影響空氣的流通。其底部邊緣應防止擺動而發出噪聲。

1、雙層玻璃幕墻是一種適合嚴寒地區氣候特點的公共建筑表皮類型。它具有幾個鮮明的優點

(1)夏季，在遮陽百葉和通風空腔的共同作用下，雙層玻璃幕墻的防熱能力優于單層玻璃幕墻。

(2)冬季，通過太陽對空腔內空氣的預熱，封閉空腔可以形成其空氣溫度高于室內的“氣候緩沖層”，有效地降低建筑表皮的熱損失，使用高透玻璃還可以高效利用太陽能。

(3)因外“皮”的存在，降低了建筑內“皮”上的風壓，因而使得高層建筑在春秋季節通過空腔實現間接的通風成為可能，而這在傳統高層建筑中是不可實現的。僅此一舉便可以大大降低高層建筑中機械通風所需的能耗。在SARS流行之后，這種自然通風的潛力更顯示了新的價值。

(4)產生環境噪音。

(5)安全保護功能。

(6)可以用集中式（井－箱式）或分散式（雙制式模塊）方法進行熱量回收

(7)降低噪音據。

(8)雙層玻璃幕墻具有與透光保溫材料（TWD）結合的潛力，：首先，從采光其次，從采暖角度，TWD的蓄熱能力遠勝于空氣，第3,夏季使用遮光材料對WD形成遮擋后反而可以進一步減少進光和進熱。

但是雙層玻璃幕墻也存在缺點：比如因為構造復雜，導致建筑立面的清潔及維護費用增高。造價偏高。附加的投資對改善人類的生態環境具有積極的意義，但建筑的業主很難在有限的期限內收回其額外投資。單算經濟帳，在市場經濟條件下是難以操作的。

2、在嚴寒地區設計雙層皮玻璃幕墻時我們通常要注意以下問題

(1)必須設置可調節的通風口（手動或智能控制）。

(2)綜合考慮適應氣候、清潔維護及檢修等因素，空腔間距不宜小于400mm。

(3)空腔內的遮陽裝置必須是“可調節”的（整體收放、葉片旋轉）

(4)表面穿孔的鋁合金百葉簾是較佳選擇。

(5)百葉簾以靠近外側玻璃為佳。

(6)內層玻璃以使用高透、低鐵型low－E玻璃為宜，外層使用高透型安全玻璃即可。

(7)建筑師應該為未來的用戶提供使用導則，以免因用戶的不當使用而降低雙層玻璃幕墻的節能功效。

3、綜上所述，雙層表皮一定要著重注意通風系統的設計。通風構件系統的作用方式根據多層表皮的建造方式，具體可分為三種

3.1 盒形窗戶式

每個窗戶間隔單獨形成一個完整的通風循環。這種方法可以避免因為風壓和熱壓過強而發生紊流?？諝忾g層要有一定的深度以保證一定量的通風，除去又可能集中在外層界面內的表面上的潮氣。還有助于避免噪音或氣味在開間和房間之間相竄。這種一種可以在較為封閉開有矩形窗的傳統立面形式下形成多層表皮結構的方式。

3.2 通風井與盒形窗戶組合式

這是盒形窗戶通風的一種特殊形式，它是由盒形窗戶和連續的垂直通風空腔形成一組整體的系統。垂直通風空腔貫穿幾層甚至貫穿整個建筑立面，以形成拔風效應，并在每一層都通過旁通管與相鄰的盒形窗戶相連，通過拔風效應將窗盒中的空氣吸入空腔內，升至上部的排風口排出。作為一種輔助手段，也可以通過機械抽風將空氣吸入垂直空腔中，以彌補自然通風的不足。因為通過垂直空腔具有了更強的通風能力，所以這種方式對外層表皮的開啟要求較少，這對于隔音性能也有積極的意義。由于垂直通風空腔的高度受到一定限制，因此這一方式適用于較低層建筑。

3.3 走廊式

這種方式中表皮之間的空腔根據樓層來劃分，以每一層為整體單元進行通風。這種方式有可能在建筑角部出現不同的空氣壓力，通常的做法是將角部的空間隔死以防止這種情況的發生，在走廊的其余部分空氣壓力差異極小，因此有利于自然通風。外層表皮的進出風口應靠近樓板和天花板的位置，并且出入口交錯設置，避免吸入下層出風口排出的廢氣。

雖然現在建筑師、工程師們致力于在建筑中完全應用自然通風，但在目前的情況下并不是在任何環境中都能滿足需求的。為了解決這一矛盾，常采用混合模式這一折衷處理方式。這在舊建筑改造中尤為有效。該通風模式一般可分為二種操作方式:第一分區型:空調和自然通風用于建筑的不同區域。第二補充型:空調和自然通風在建筑的同一區域內部都可以使用。

簡言之，雙層玻璃幕墻具有較優異的氣候適應性，但因為造價偏高，因而目前在中國嚴寒地區具有應用上的局限性。但隨著建筑節能法規的嚴格及雙層玻璃幕墻的大量推廣，其相對價格和絕對價位均會下降。