浅析严寒地区应用双层玻璃幕墙策略

【摘要】在欧洲出现的高技派是战后以来真正扭转建筑表皮观念的一次重要革命。过去被挤压或隐藏在暗处的机械设备、构造结点被高技派建筑师统统“拽”了出来，大胆地置于建筑表皮之外，从此，建筑表皮有了厚度，它不再仅仅是视线所及的界面，而成为了通过技术理性把握的介质，甚至成为了一种有机循环、具有生命运动意义的装置。

【关键词】表皮；严寒；双层玻璃幕墙

早在1931年，柯布西耶曾为巴黎难民城提出“用双层外皮抵御外部气候”的概念，他建议把玻璃做成双层的，两层间距5-10cm，其间有热空气流通，他在为难民城所做的设计中便采用了这种“中性墙壁”。

据欧洲大量文献介绍，双层幕墙系统具有较大的节能潜力，它采用可循环使用的材料，建造速度快，对运输及施工场地要求小，同时又可创造出极具时代感的建筑风格，被公认为具有“生态”意义的建造方式，近十余年来，在欧洲发达国家得以广泛应用。据统计：仅在德国便已建成上百栋双层玻璃幕墙建筑。双层玻璃幕墙可以为建筑提供一个温度缓冲层，其在冬季被动式利用太阳能方面的潛力已经得到公认。通常在设计使用时要注意到一些问题：进出风口之间的间距尽量远。通常进风口的高度不大于空气间层的深度，并且风口之间最好交错放置，避免排出的废气再度进入室内。进出风口的设计应有利于空气的流动，同时要防止雨水、鸟类的进入。当空气间层中还有遮阳构件系统时，应注意其放置位置，它与内外层界面都要留有足够的空间，使之不影响空气的流通。其底部边缘应防止摆动而发出噪声。

1、双层玻璃幕墙是一种适合严寒地区气候特点的公共建筑表皮类型。它具有几个鲜明的优点

（1）夏季，在遮阳百叶和通风空腔的共同作用下，双层玻璃幕墙的防热能力优于单层玻璃幕墙。

（2）冬季，通过太阳对空腔内空气的预热，封闭空腔可以形成其空气温度高于室内的“气候缓冲层”，有效地降低建筑表皮的热损失，使用高透玻璃还可以高效利用太阳能。

（3）因外“皮”的存在，降低了建筑内“皮”上的风压，因而使得高层建筑在春秋季节通过空腔实现间接的通风成为可能，而这在传统高层建筑中是不可实现的。仅此一举便可以大大降低高层建筑中机械通风所需的能耗。在SARS流行之后，这种自然通风的潜力更显示了新的价值。

（4）产生环境噪音。

（5）安全保护功能。

（6）可以用集中式（井-箱式）或分散式（双制式模块）方法进行热量回收

（7）降低噪音据。

（8）双层玻璃幕墙具有与透光保温材料（TWD）结合的潜力，：首先，从采光其次，从采暖角度，TWD的蓄热能力远胜于空气，第3，夏季使用遮光材料对WD形成遮挡后反而可以进一步减少进光和进热。

但是双层玻璃幕墙也存在缺点：比如因为构造复杂，导致建筑立面的清洁及维护费用增高。造价偏高。附加的投资对改善人类的生态环境具有积极的意义，但建筑的业主很难在有限的期限内收回其额外投资。单算经济帐，在市场经济条件下是难以操作的。

2、在严寒地区设计双层皮玻璃幕墙时我们通常要注意以下问题

（1）必须设置可调节的通风口（手动或智能控制）。

（2）综合考虑适应气候、清洁维护及检修等因素，空腔间距不宜小于400mm。

（3）空腔内的遮阳装置必须是“可调节”的（整体收放、叶片旋转）

（4）表面穿孔的铝合金百叶帘是较佳选择。

（5）百叶帘以靠近外侧玻璃为佳。

（6）内层玻璃以使用高透、低铁型low-E玻璃为宜，外层使用高透型安全玻璃即可。

（7）建筑师应该为未来的用户提供使用导则，以免因用户的不当使用而降低双层玻璃幕墙的节能功效。

3、综上所述，双层表皮一定要着重注意通风系统的设计。通风构件系统的作用方式根据多层表皮的建造方式，具体可分为三种

3.1盒形窗户式

每个窗户间隔单独形成一个完整的通风循环。这种方法可以避免因为风压和热压过强而发生紊流。空气间层要有一定的深度以保证一定量的通风，除去又可能集中在外层界面内的表面上的潮气。还有助于避免噪音或气味在开间和房间之间相窜。这种一种可以在较为封闭开有矩形窗的传统立面形式下形成多层表皮结构的方式。

3.2通风井与盒形窗户组合式

这是盒形窗户通风的一种特殊形式，它是由盒形窗户和连续的垂直通风空腔形成一组整体的系统。垂直通风空腔贯穿几层甚至贯穿整个建筑立面，以形成拔风效应，并在每一层都通过旁通管与相邻的盒形窗户相连，通过拔风效应将窗盒中的空气吸入空腔内，升至上部的排风口排出。作为一种辅助手段，也可以通过机械抽风将空气吸入垂直空腔中，以弥补自然通风的不足。因为通过垂直空腔具有了更强的通风能力，所以这种方式对外层表皮的开启要求较少，这对于隔音性能也有积极的意义。由于垂直通风空腔的高度受到一定限制，因此这一方式适用于较低层建筑。

3.3走廊式

这种方式中表皮之间的空腔根据楼层来划分，以每一层为整体单元进行通风。这种方式有可能在建筑角部出现不同的空气压力，通常的做法是将角部的空间隔死以防止这种情况的发生，在走廊的其余部分空气压力差异极小，因此有利于自然通风。外层表皮的进出风口应靠近楼板和天花板的位置，并且出入口交错设置，避免吸入下层出风口排出的废气。

虽然现在建筑师、工程师们致力于在建筑中完全应用自然通风，但在目前的情况下并不是在任何环境中都能满足需求的。为了解决这一矛盾，常采用混合模式这一折衷处理方式。这在旧建筑改造中尤为有效。该通风模式一般可分为二种操作方式：第一分区型：空调和自然通风用于建筑的不同区域。第二补充型：空调和自然通风在建筑的同一区域内部都可以使用。

简言之，双层玻璃幕墙具有较优异的气候适应性，但因为造价偏高，因而目前在中国严寒地区具有应用上的局限性。但随着建筑节能法规的严格及双层玻璃幕墙的大量推广，其相对价格和绝对价位均会下降。

作者简介：

谢晓琳，沈阳城市建设学院；

吕晶，沈阳城市建设学院。