现代建筑设计中的双层幕墙探析

摘要：现代建筑设计风格越来越多采用玻璃幕墙代替传统的围合式砖墙，然而近五年来的现代建筑设计，尤其是外国的建筑设计师越来越多采用双层玻璃幕墙，因为它们在自然通风、隔音、抗风和挡雨等方面有绝对的优势。随着中共十九大的召开，中国在社会主义小康建设上加快步伐，而现代甚至以后的节能建筑要求有很好的保温隔热、晚间通风等效果，这正是双层幕墙未来化加速发展的动因和趋势。

关键词：双层幕墙；建筑设计；应用

随着中共十九大的召开，中国在社会主义小康社会建设上加快步伐，而现代及以后的节能建筑必然是中国未来建筑业发展的趋势，双层玻璃幕墙正是解决现代建筑能源问题上的重大设计手法。在欧美国家，双层幕墙已经成为建筑竞争的普遍特点，但作为前卫建筑的立面技术手段，越来越多的设计师对其实际性能参与更多的实践，以此达到更大性能的改善。

1.双层幕墙的基本概念

双层幕墙是双层玻璃幕墙的简称，由外层玻璃幕墙、空气间层和内层玻璃幕墙组成的多层结构幕墙。外层幕墙是由一个半封闭的玻璃组合框架组成，一般采用框幕墙或支点玻璃幕墙，主要作用是遮风、挡雨、隔音、调节空气间层空气流动等作用；空气间层是由是内外两层玻璃之间的气体，通过改变空气的流动情况，可以减少外部环境对建筑室内的影响；内层幕墙大部分采用明框幕墙或活动窗，并开有检修门，在双层组合中起到二次遮挡、阻隔作用。内外幕墙

2.双层幕墙的性能特点

2.1隔声

传统的建筑单层幕墙对外界声音的阻隔效果有限，采用双层玻璃幕墙之后效果明显改善。外层墙板通过反射效应阻挡噪声，主要体现在以下方面：当外层幕墙后的噪音低于外部，代表外层幕墙对外界噪音起到明显的阻隔效果，如果没有关闭内层幕墙，内部环境也只有受到很小的外部环境噪音的影响。当外部噪音透过外层幕墙声音反射到空气间层，内层幕墙的开启面积决定着声音的阻隔效应，隔声水准与通风需求之间有密切联系。当室内的噪音一部分被外层幕墙反射到建筑内部，这样会使内部环境的声音回荡，间接增加内部声音的响度。

2.2 保温隔热

以廊道式雙层幕墙为例，如图一，在炎热的夏季，由于半开放的外层幕墙全部关闭，只有幕墙上下通风口可开启，空气可以从外层玻璃下部进风口进入这一空间，又从玻璃上部排风口离开这一空间，这使得空气间层的热空气可以与外界空气交互替换，形成对流，有效地对内部环境起到隔热的作用。每一种物质，不管是固体、液体或者气体，都可以辐射或者吸收热，这取决于它接触到的物质的温度。在寒冷的冬季，将外层幕墙通风口关闭，使得外层幕墙作为阻止外界寒冷气流的第一道防线；这时的空气间层完全封闭，达到温度最高值，外界的冷空气与空气间层接触形成冷凝水，内部空气间层无形的形成了阻止外界寒冷气流的第二道防线；毫无疑问，内层玻璃幕墙则是第三道防线。

2.3 自然采光

双层幕墙与单层幕墙对采光的要求并无不同，采用双层玻璃幕墙后的自然采光率显著下降，只有20%左右自然光投射到室内，当然这也是双层幕墙实现了空调系统节能之后出现的一些问题。这就要求在设计有双层幕墙的建筑物室内采取部分人工照明、部分自然照明的组成形式。其中如果优化回路开关的设置方法可以有效提高自然光的利用率。

2.4 通风防火

双层幕墙提供了一种夜间通风的方式，它既可以减少空调系统的能耗又可以防止气候侵害。对于单层幕墙，只有采用机械通风方式才能达到这样的效果。对于双层幕墙防火方面的性能取决于危险系数，其额外的防火措施包括室内及空气层内的自动防火系统、空气层内的自动排烟系统等。当潜在的火灾危险系数升高时，自动防火系统在烟感基础上发挥重要作用，同时喷水器会阻止火灾通过空气间层传播。

3.双层幕墙的分类

3.1 内循环双层通风幕墙

内循环双层幕墙的外层玻璃幕墙采用的是中空玻璃组件，而内层玻璃采用的是单层玻璃组件或者铝合金门窗，它的特点是在每一楼层接近地面处设置有进风口与室内相通，接近天花顶棚处设置有排风口，并且通过排风管道和排风设备相贯通，内部空间的顶棚上设置有送风口和中央空调送风系统相贯通。内层幕墙可以呈现可开启状态，通过内部设置的机械通风系统，将室内空气从地板的通风口流动到到空气间层的排风口并留出，实现了室内空气和空气间层空气的循环流动，又因为内外温度相差无几，对于北方地区的采暖能源的利用实现了更大效益的节约。而正是这种气压差可以使外层幕墙上设置的百叶窗在内部新风不足或者特殊情况下开启开启扇，实现了室内和室外气体的流动。另外这种设计也可以在内部环境发生火灾时顺利排烟，减轻火灾造成的人身财产等危害。

3.2外循环双层通风幕墙

外循环双层幕墙与内循环双层通风幕墙的区别在于排风口与出风口的位置，外循环双层通风幕墙不需要借助机械通风。内层玻璃采用的是可敞开的中空玻璃组件，外层玻璃为局部单层玻璃，上部分为排风口，下部分为进风口，夏季在进行气体交换的时候，完全借助外界太阳辐射热产生的温度逆差，气流在空气间层循环，将室内的气体交换到室外，达到节约空调系统资源和机械维修费用。冬季则是相反。

4.结语

双层玻璃幕墙的预算成本要比普通单层玻璃幕墙高，但从纯功能方面分析，只要控制相应的投入，就可以制成经济型双层幕墙。主要考虑有避免电动开启玻璃窗户、空气间层的厚度控制在40cm范围内、减少幕墙构件的结构等。单从节约发展新能源等方面来看，双层幕墙乃是替代单层玻璃幕墙的不二选择。当然，将双层幕墙不作为建筑室内面积是双层幕墙持续健康发展的关键，这在不同地区建筑权威部门看法不一。

参考文献：

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[3] 薛志峰等著.超低能耗建筑技术及应用[M].中国建筑工业出版社，2005.

[4] 陈川.自由呼吸，双层玻璃幕墙[J].建筑装饰材料世界，2007（11）.

作者简介：曹振鑫（1992-）男，汉族，山东济南人，环境设计硕士，湖南工业大学包装设计艺术学院，研究方向：环境设计中的保护和创新、环境设计理论等。endprint