雙層皮幕墻有何技術(shù)

　　雙層皮革幕墻是現(xiàn)代節(jié)能建筑的一道亮麗風(fēng)景，可以增強(qiáng)建筑的表現(xiàn)力，同時(shí)使建筑具有良好的隔熱，隔熱，隔音和通風(fēng)效果。目前，雙層皮革幕墻技術(shù)的節(jié)能優(yōu)化和生命周期研究日益增多，技術(shù)日趨完善，應(yīng)用前景廣闊，接下來(lái)小編簡(jiǎn)單介紹一篇優(yōu)秀建筑論文。

　　雙層皮幕墻具有隔音、保溫、隔熱的特點(diǎn)，它還能為人們提供了通透的視野，是一種優(yōu)秀的建筑節(jié)能?chē)�護(hù)結(jié)構(gòu)。早在1931年，柯布西耶曾經(jīng)提出“用雙層外皮抵御外部氣候的概念”，從此開(kāi)始了雙層皮幕墻技術(shù)的研究[2]。20世紀(jì)50年代，在氣候較為寒冷的北歐地區(qū)科學(xué)家研究出名為“Airflow-Window”的高保溫、隔熱性能的窗戶(hù)系統(tǒng)。1967年，芬蘭EKONO公司在赫爾辛基建造了第一座安裝了該外窗系統(tǒng)的辦公樓[3]。20世紀(jì)70年代，能源危機(jī)加速了節(jié)能技術(shù)研究與發(fā)展，“Double-Skin Facade”雙層皮幕墻越來(lái)越多的出現(xiàn)在設(shè)計(jì)師的方案設(shè)計(jì)中。雙層皮玻璃幕墻輕巧、晶瑩，具有透射和反射性質(zhì)，可創(chuàng)造出明亮的室內(nèi)光環(huán)境、內(nèi)外空間交融的效果，在建筑形式上有很強(qiáng)的表現(xiàn)力，成為現(xiàn)代城市建筑的一種標(biāo)志。

　　雙層皮幕墻種類(lèi)

　　雙層皮幕墻可以根據(jù)夾層空腔的大小、通風(fēng)口的位置、玻璃組合及遮陽(yáng)材料等不同分為不同的類(lèi)型。下面是按照構(gòu)造關(guān)系進(jìn)行劃分的四種基本雙層皮幕墻類(lèi)型。

　　1.1外掛式雙層皮幕墻

　　這是雙層皮幕墻家族中最簡(jiǎn)單的一種方式，建筑真正的外墻位于外皮之內(nèi)300-2000mm處。雙層皮之間的空間既不做水平分隔，也不做豎向分隔。外掛式雙層皮幕墻系統(tǒng)對(duì)隔絕噪音具有明顯的結(jié)果，但對(duì)改善建筑的熱環(huán)境并無(wú)明顯作用。

　　1.2廊道式雙層皮幕墻

　　廊道式雙層皮幕墻系統(tǒng)在雙層皮之間設(shè)置金屬或玻璃擋板以一層為單位進(jìn)行水平劃分分隔層，建筑外側(cè)每層均形成外掛式走廊，在每層樓的樓板和天花高度分別設(shè)有進(jìn)、出風(fēng)調(diào)節(jié)蓋板。

　　1.3 箱式雙層皮幕墻

　　與廊道式雙層皮幕墻立面不同的是箱式雙層皮幕墻在水平方向以?xún)蓧K玻璃為一單元，分別在其兩邊做豎向分隔，形成一層樓高、兩塊玻璃寬的箱式玻璃夾層單元。為避免進(jìn)、排氣流的短路每單元的進(jìn)、出風(fēng)口也在水平方向上錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。

　　1.4 井-箱式雙層皮幕墻

　　井-箱式是經(jīng)由“箱式”變化而來(lái)。與箱式不同之處在于：井-箱式雙層皮幕墻在豎向有規(guī)律地設(shè)置了貫通層，這樣，雙層皮之間便形成縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)狀通風(fēng)系統(tǒng)，由于“井”相對(duì)較深，其上、下部空氣溫差導(dǎo)致的煙囪效應(yīng)十分明顯，加速了雙層皮間的空氣流動(dòng)，這使得井-箱式雙層皮幕墻具有更高的通風(fēng)效率。

　　雙層皮幕墻技術(shù)特點(diǎn)

　　雙層皮幕墻被譽(yù)為“可呼吸的皮膚”。它主要針對(duì)以往玻璃幕墻能耗高、室內(nèi)空氣質(zhì)量差等問(wèn)題，用雙層體系作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，提供自然通風(fēng)和采光、增加室內(nèi)空氣舒適度、降低能耗，從而較好地解決了自然采光與節(jié)能之間的矛盾。雙層皮幕墻種類(lèi)繁多，但其實(shí)質(zhì)是在兩層皮之間留有一定寬度的空氣間層，此空氣間層以不同方式分隔而形成一系列溫度緩沖空間。由于空氣間層的存在，因而雙層皮幕墻能提供一個(gè)保護(hù)空間以安置遮陽(yáng)設(shè)施(如活動(dòng)式百葉、固定式百葉或者其他陽(yáng)光控制構(gòu)件)。通過(guò)調(diào)整間層設(shè)置的遮陽(yáng)百葉和利用外層幕墻上下部分的開(kāi)口的輔助自然通風(fēng)，可以獲得比普通建筑使用的內(nèi)置百葉更好的遮陽(yáng)效果，同時(shí)可以提供良好的隔聲性能和室內(nèi)通風(fēng)效果。

　　雙層皮幕墻主要具有以下一些特點(diǎn)：

　　2.1隔聲性能

　　玻璃材料的特性可以有效實(shí)現(xiàn)降低進(jìn)入室內(nèi)的噪音值。經(jīng)研究檢測(cè)：雙層皮幕墻的隔聲性能優(yōu)于普通的中空玻璃幕墻，隔聲量達(dá)40-45dB;與傳統(tǒng)隔熱窗相比，隔聲量達(dá)35~38dB。

　　2.2采光性能

　　雙層皮玻璃幕墻輕巧、晶瑩，具有透射和反射性質(zhì)。用雙層體系作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，提供的采光可以創(chuàng)造出明亮的室內(nèi)光環(huán)境，為居住在內(nèi)的人們提供了通透的視野。

　　2.3熱工性能

　　雙層皮幕墻夾層的空氣間層在厚度不大的情況下，可以減小皮幕墻的傳熱系數(shù)。在冬天，太陽(yáng)輻射將通過(guò)對(duì)雙層皮之間空氣的預(yù)熱可以有效地降低建筑表皮的熱損失，室內(nèi)熱量損失量由于熱阻增大而減少。而在夏天，在“雙層皮”間設(shè)置的遮陽(yáng)百頁(yè)比“單層皮”建筑的內(nèi)置百頁(yè)有更佳的遮陽(yáng)效果，因而是可以降低更多的冷負(fù)荷。內(nèi)置百頁(yè)雖可阻止陽(yáng)光輻射向室內(nèi)進(jìn)一步穿透，但已透過(guò)玻璃的熱量卻可以對(duì)流的方式影響室內(nèi)的熱舒適度。

　　2.4通風(fēng)性能

　　雙層皮幕墻由于“皮”的存在，降低了建筑內(nèi)“皮”上的風(fēng)壓，因而使得高層建筑中部分自由開(kāi)窗通風(fēng)成為可能。

　　雙層皮幕墻技術(shù)研究前景

　　自從雙層皮幕墻技術(shù)誕生以來(lái)，有關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的研究成果日益增多。但是在長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用中，人們對(duì)雙層皮幕墻的節(jié)能量、甚至節(jié)能還是不節(jié)能，以及什么情況下節(jié)能，什么情況下不節(jié)能的等問(wèn)題產(chǎn)生了比較濃厚的研究興趣。下面是目前研究較多的一些領(lǐng)域。

　　3.1雙層皮玻璃幕墻建筑的能耗分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　這項(xiàng)課題是眾多學(xué)者最為關(guān)注的課題之一[4]。雙層皮幕墻種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)差異較大，因此這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在不同地區(qū)，采用不同的方式其能耗差別是非常大的。與此同時(shí)，雙層皮幕墻由于其自身具有的缺點(diǎn)，學(xué)術(shù)界和實(shí)踐中對(duì)該技術(shù)也提出了優(yōu)化要求。主要集中在：夏天，在強(qiáng)烈的陽(yáng)光輻射下，夾層空氣中往往溫度過(guò)高，尤其是當(dāng)雙層皮之間空隙太小而遮陽(yáng)效果又不佳時(shí)，其溫度有時(shí)甚至可能超過(guò)室外溫度，使得開(kāi)窗自然通風(fēng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這對(duì)于夏季炎熱地區(qū)是致命的缺點(diǎn)。冬天有可能吸入溫度過(guò)低的進(jìn)風(fēng)，導(dǎo)致室內(nèi)空氣渦流和氣流嘯叫，影響室內(nèi)(尤其是窗口外)舒適度。缺乏對(duì)進(jìn)入室內(nèi)的有害氣體的凈化功能，這降低了位于工業(yè)稠密區(qū)或污染嚴(yán)重的特大市場(chǎng)的“雙層皮”建筑的優(yōu)勢(shì)。建筑立面的清潔及維護(hù)費(fèi)用增高。

　　3.2全壽命周期分析研究

　　盡管雙層皮幕墻系統(tǒng)初投資比普通幕墻高很多，但是帶來(lái)的制冷機(jī)裝機(jī)容量減少以及可能的能耗降低卻非常顯著，同時(shí)由此可能帶來(lái)整體排放量的降低，因此從全壽命周期的角度進(jìn)行分析是非常必要的。

　　目前從全壽命周期分析(特別是全年建筑能耗分析)角度研究雙層皮幕墻的還很少，主要研究指標(biāo)包括全壽命經(jīng)濟(jì)分析和全壽命溫室氣體排放量。比較有代表性的是土耳其學(xué)者Cetiner對(duì)伊斯坦布爾的溫和氣候下，不同類(lèi)型的雙層皮幕墻所作的能耗效率和經(jīng)濟(jì)效率兩方面的研究。結(jié)果表明，最節(jié)能的雙層幕墻比最節(jié)能的單層幕墻節(jié)能22.84%。在雙層幕墻系統(tǒng)中，最節(jié)能方案比最費(fèi)能方案節(jié)能33.9%。采用遮陽(yáng)技術(shù)有利于減少建筑能耗和投資。從綜合經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響兩方面來(lái)看，雖然高性能窗在全壽命周期中給環(huán)境造成的影響稍大，但是和它帶來(lái)的節(jié)能效果相比微不足道[5|。

　　3.3 雙層皮幕墻綜合傳熱系數(shù)的影響因素研究

　　雙層皮玻璃幕墻從使用至今，還沒(méi)有一種比較成熟的關(guān)于形成空調(diào)負(fù)荷以及全年能耗的計(jì)算或模擬方法，其主要原因是雙層皮幕墻傳熱過(guò)程復(fù)雜，綜合傳熱系數(shù)難以確定，而綜合傳熱系數(shù)又是計(jì)算空調(diào)負(fù)荷以及全年能耗的基礎(chǔ)[6]。目前已有的研究表明：

　　1)外循環(huán)式雙層皮幕墻的綜合傳熱系數(shù)隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的增加呈線性關(guān)系增加。

　　2)雙層皮幕墻的綜合傳熱系數(shù)隨通風(fēng)腔寬度的增加呈近似拋物線形式下降，通風(fēng)腔寬度大于0.8m后，隨著通風(fēng)腔寬度的繼續(xù)增加其K值下降趨勢(shì)平緩，通風(fēng)腔寬度保持在0.6m～0.8m為佳。

　　3)綜合傳熱系數(shù)K隨通風(fēng)腔高度的呈減小趨勢(shì)，通風(fēng)腔高度處于3m～4m之間時(shí)，隨通風(fēng)腔高度的增加K值減小幅度比較平緩，通風(fēng)腔高度大于4m后，隨通風(fēng)腔高度的增加K值下降幅很大，但為保證內(nèi)側(cè)玻璃溫度不會(huì)過(guò)高而影響室內(nèi)的熱舒適性，通風(fēng)腔高度保持在4m-5m較為合適，不宜過(guò)高。

　　4)雙層皮幕墻的綜合傳熱系數(shù)隨遮陽(yáng)裝置到外側(cè)玻璃的距離的增大先逐漸減小，然后再逐漸增大，遮陽(yáng)裝置的位置在距外側(cè)玻璃1/3通風(fēng)腔寬度處為佳。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　雙層皮幕墻自從誕生以來(lái)，關(guān)于它的應(yīng)用研究層出不窮，這項(xiàng)技術(shù)也愈發(fā)成熟起來(lái)。但是研究是無(wú)止盡的，好上要加好，如何更加優(yōu)化該技術(shù)，更好的節(jié)能、更好得隔聲，更加方便地清潔，依然還是我們關(guān)注的問(wèn)題。相信未來(lái)該領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者會(huì)更充分地研究該項(xiàng)技術(shù)，使得它在今后可以為都市人群提供通透視野、良好空氣質(zhì)量，較強(qiáng)隔聲性能等的同時(shí)成為建筑節(jié)能的更加強(qiáng)有力手段。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 薛志峰.超低能耗建筑技術(shù)及應(yīng)用.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005

　　[2] 哈里斯·波依拉茲.通風(fēng)雙層幕墻辦公建筑[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006

　　[3] 朱潔.幕墻形式的解讀[D].重慶：重慶建筑大學(xué)，2000

　　[4]王強(qiáng),黃義龍,曹芹. 夏熱冬冷地區(qū)“雙層皮'玻璃幕墻節(jié)能技術(shù)研究. 節(jié)能技術(shù). 2006,24(1):46-49

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