建筑幕墻中雙層幕墻的應用研究

姜寧

華潤建筑有限公司 山東濟南 250014

當今，節能和環保已經成為世界的兩大主題，建筑幕墻作為建筑節能的主體，首當其沖需要革新。雙層呼吸幕墻的最直接效果是節能，隔音效果也十分顯著，它比單層幕墻采暖節能30%-40%，制冷節能30%-50%。雙層幕墻技術較復雜，又多了一道外幕墻，所以造價較高，非一般開發商及業戶能接受。但如考慮使用階段的節能回報，又是價有所值的[1]。

1 雙層幕墻的主要結構形式及其特性

雙層幕墻（又稱熱通道幕墻、氣循環幕墻、呼吸幕墻、生態幕墻、綠色幕墻、健康幕墻等）是由一層外層玻璃幕墻和一層內層玻璃幕墻（或玻璃窗）組成的雙層玻璃幕墻，兩層玻璃幕墻之間留有一空腔（通道），這個通道稱為熱通道。或者說這是一種特別的幕墻結構，它在一個傳統的幕墻外再增加一層玻璃幕墻，通過幕墻的通風設備的開關可使雙層幕墻中間進入或逸出空氣，開窗后房間可進行自然通風，幕墻中間的遮陽裝置可減少氣候的影響，并且不妨礙玻璃幕墻的外觀效果。雙層幕墻對于提高建筑幕墻的保溫、隔熱以及隔聲性能起到了非常大的作用，也就是說雙層幕墻具有一些優異的性能。

雙層幕墻可分為兩類。（1）封閉式內循環體系熱通道雙層幕墻。封閉式內循環體系熱通道雙層幕墻內層幕墻一般采用單片玻璃或可開啟窗，外層幕墻則采用中空玻璃或者LOW-E玻璃，型材為隔熱（或斷熱）型材，外層幕墻原則上是完全封閉的，內層幕墻設開啟扇或通風口，兩層幕墻之間的通風換氣層一般為100-200mm。通風換氣層與吊頂部位設置的通風系統相通，從下而上進行強制性空氣循環，室內空氣通過內層玻璃下部的通風口進入換氣層，使內側幕墻玻璃溫度達到或接近室內溫度，達到節能效果。在通道內設置可調控的百葉窗或垂簾，可有效地調節采光和遮陽，為室內創造更加舒適的環境。（2）敞開式外循環體系熱通道雙層幕墻。敞開式外循環呼吸幕墻的內層幕墻一般采用中空玻璃或者LOW-E玻璃，型材為隔熱（或斷熱）型材，外層幕墻則采用由單片玻璃制作的敞開式幕墻結構。空氣從外層幕墻的下通道進入熱通道空間，其尺寸一般為500-600mm。然后從外層幕墻的上部排風口排出，而內層幕墻則完全封閉。敞開式外循環呼吸幕墻在一定條件下可以靠自然通風，不需要借助于專門的通風設備，維護和運行費用較低，是目前應用比較廣泛的呼吸幕墻形式[2]。

2 雙層幕墻影響因素

2.1 空氣間層的寬度及通風量

在同樣通風條件下，空氣間層寬度越小，內層幕墻內表面溫度越高，綜合傳熱系數越大。但在冬季雙層幕墻進出風口關閉時，不宜增大空氣間層寬度。這是因為隨著空氣間層寬度的增加，空氣對流增強，空氣腔熱阻反而下降，導致雙層幕墻傳熱系數增大。與增大通風量及空氣間層寬度相比，采取有效遮陽措施的內呼吸幕墻，減少維護結構熱損失的效果更顯著。隨著通風量的提高，雙層幕墻內表面溫度下降，室內得熱量隨之減少，但減少幅度有限。當室外溫度比室內溫度過高時，過渡的通風反而會增加雙層幕墻內表面的溫度，導致過多熱量傳入室內。

2.2 遮陽的熱工性能及設置位置

內側幕墻玻璃溫度隨百葉角度增大而減小，得熱量也隨之減少。當百葉角度從0°增大至60°時，內幕墻玻璃溫度下降約1．5K，得熱量也隨著百葉角度的增加而減小，減少的幅度約為63%。比熱容較小的遮陽百葉材料易受到太陽輻射影響，長波輻射得熱較大，溫度升高較高，傳熱較多，因此會提高空氣間層內的溫度，進而帶來較高的冷負荷。遮陽百葉的吸收率的改變對室內冷負荷的影響非常大，吸收率較小的百葉材料，受太陽輻射影響，溫度升高較小，進而帶來較低的冷負荷。太陽輻射強度和百葉的遮陽效果是影響內呼吸幕墻內側玻璃室內側表面溫度的主要因素。在相同通風量的條件下，幕墻內設置遮陽百葉，百葉全部關閉，即角度為90°時，綜合傳熱系數降低70%，百葉靠近外幕墻側與靠近內幕墻側相比，綜合傳熱系數基本不變。當百葉開啟45°，靠近內幕墻側時，由于受百葉間輻射的影響，內幕墻玻璃的輻射得熱增加，內幕墻玻璃溫度上升，傳入室內熱量增加，綜合傳熱系數增加，百葉靠近外幕墻側時，綜合傳熱系數減小，建議百葉靠外幕墻設置[3]。

2.3 玻璃的熱工性能及組合順序

雙層玻璃幕墻的遮陽系數受玻璃組合方式影響很大，室內側玻璃導熱系數對雙層呼吸幕墻的遮陽系數和太陽輻射得熱中的對流成分比例有很大影響。室內側玻璃的導熱系數越低，遮陽系數越低。

3 建筑雙層幕墻的設計與施工措施分析

3.1 切實加強對材料質量問題的檢查工作

材料的質量決定了整個幕墻建筑工作的完成質量，因此，我們在進行幕墻施工之前，一定要加強對材料質量的監控，保證材料的安全性。采購材料時，要選擇專門的專業技術人員，根據建筑任務的特點選擇適宜的、質量過關的材料。選擇材料后，相關質量檢測人員也要嚴格把關，確保每種材料都是合格的。

3.2 切實加強對施工過程的監控

具體施工過程是整個建筑任務的核心所在，在施工過程中，應當安排專門的質量監控人員實時對幕墻建設過程進行質量檢測，保證施工過程的正確性和安全性。

3.3 切實加強對施工成果的驗收工作

幕墻建設結束后，并不意味著整個建設任務的完成。在工程完成之后，應該安排工作人員對幕墻進行質量檢測，如果發現質量問題，一定要及時的反饋，并針對具體問題進行具體的解決，保證幕墻的質量。

4 結語

隨著我國建筑業的發展，現代高層建筑幕墻施工技術取得了一定進步，通過精心設計，將雙層幕墻應用到了建筑項目上，可以取得良好的節能環保的效果。隨著國家對建筑節能要求的提高，雙層幕墻技術具有很大的發展遠景。