建筑幕墙中双层幕墙的应用研究

2019-11-28姜宁

商品与质量 2019年28期

姜宁

华润建筑有限公司山东济南 250014

当今，节能和环保已经成为世界的两大主题，建筑幕墙作为建筑节能的主体，首当其冲需要革新。双层呼吸幕墙的最直接效果是节能，隔音效果也十分显著，它比单层幕墙采暖节能30%-40%，制冷节能30%-50%。双层幕墙技术较复杂，又多了一道外幕墙，所以造价较高，非一般开发商及业户能接受。但如考虑使用阶段的节能回报，又是价有所值的[1]。

1 双层幕墙的主要结构形式及其特性

双层幕墙（又称热通道幕墙、气循环幕墙、呼吸幕墙、生态幕墙、绿色幕墙、健康幕墙等）是由一层外层玻璃幕墙和一层内层玻璃幕墙（或玻璃窗）组成的双层玻璃幕墙，两层玻璃幕墙之间留有一空腔（通道），这个通道称为热通道。或者说这是一种特别的幕墙结构，它在一个传统的幕墙外再增加一层玻璃幕墙，通过幕墙的通风设备的开关可使双层幕墙中间进入或逸出空气，开窗后房间可进行自然通风，幕墙中间的遮阳装置可减少气候的影响，并且不妨碍玻璃幕墙的外观效果。双层幕墙对于提高建筑幕墙的保温、隔热以及隔声性能起到了非常大的作用，也就是说双层幕墙具有一些优异的性能。

双层幕墙可分为两类。（1）封闭式内循环体系热通道双层幕墙。封闭式内循环体系热通道双层幕墙内层幕墙一般采用单片玻璃或可开启窗，外层幕墙则采用中空玻璃或者LOW-E玻璃，型材为隔热（或断热）型材，外层幕墙原则上是完全封闭的，内层幕墙设开启扇或通风口，两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200mm。通风换气层与吊顶部位设置的通风系统相通，从下而上进行强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层，使内侧幕墙玻璃温度达到或接近室内温度，达到节能效果。在通道内设置可调控的百叶窗或垂帘，可有效地调节采光和遮阳，为室内创造更加舒适的环境。（2）敞开式外循环体系热通道双层幕墙。敞开式外循环呼吸幕墙的内层幕墙一般采用中空玻璃或者LOW-E玻璃，型材为隔热（或断热）型材，外层幕墙则采用由单片玻璃制作的敞开式幕墙结构。空气从外层幕墙的下通道进入热通道空间，其尺寸一般为500-600mm。然后从外层幕墙的上部排风口排出，而内层幕墙则完全封闭。敞开式外循环呼吸幕墙在一定条件下可以靠自然通风，不需要借助于专门的通风设备，维护和运行费用较低，是目前应用比较广泛的呼吸幕墙形式[2]。

2 双层幕墙影响因素

2.1 空气间层的宽度及通风量

在同样通风条件下，空气间层宽度越小，内层幕墙内表面温度越高，综合传热系数越大。但在冬季双层幕墙进出风口关闭时，不宜增大空气间层宽度。这是因为随着空气间层宽度的增加，空气对流增强，空气腔热阻反而下降，导致双层幕墙传热系数增大。与增大通风量及空气间层宽度相比，采取有效遮阳措施的内呼吸幕墙，减少维护结构热损失的效果更显著。随着通风量的提高，双层幕墙内表面温度下降，室内得热量随之减少，但减少幅度有限。当室外温度比室内温度过高时，过渡的通风反而会增加双层幕墙内表面的温度，导致过多热量传入室内。

2.2 遮阳的热工性能及设置位置

内侧幕墙玻璃温度随百叶角度增大而减小，得热量也随之减少。当百叶角度从0°增大至60°时，内幕墙玻璃温度下降约1．5K，得热量也随着百叶角度的增加而减小，减少的幅度约为63%。比热容较小的遮阳百叶材料易受到太阳辐射影响，长波辐射得热较大，温度升高较高，传热较多，因此会提高空气间层内的温度，进而带来较高的冷负荷。遮阳百叶的吸收率的改变对室内冷负荷的影响非常大，吸收率较小的百叶材料，受太阳辐射影响，温度升高较小，进而带来较低的冷负荷。太阳辐射强度和百叶的遮阳效果是影响内呼吸幕墙内侧玻璃室内侧表面温度的主要因素。在相同通风量的条件下，幕墙内设置遮阳百叶，百叶全部关闭，即角度为90°时，综合传热系数降低70%，百叶靠近外幕墙侧与靠近内幕墙侧相比，综合传热系数基本不变。当百叶开启45°，靠近内幕墙侧时，由于受百叶间辐射的影响，内幕墙玻璃的辐射得热增加，内幕墙玻璃温度上升，传入室内热量增加，综合传热系数增加，百叶靠近外幕墙侧时，综合传热系数减小，建议百叶靠外幕墙设置[3]。