論呼吸式幕墻在建筑中的應用

周 玲

摘要：呼吸式幕墻作為一種通風的節能幕墻，從原理、環保、節能、使用、舒適度等方面得到大家的一致認可，可以大力推廣使用。

關鍵詞：呼吸式幕墻；節能；應用

中圖分類號：TU-0文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)24-0298-01

前言

呼吸式幕墻，又稱雙層幕墻、雙層通風幕墻、熱通道幕墻等，它由內、外兩道幕墻組成，內外幕墻之間形成一個相對封閉的空間，空氣可以從下部進風口進入，又從上部排風口離開這一空間，這一空間經常處于空氣流動狀態，熱量在這一空間流動。

呼吸式幕墻由內外兩層玻璃幕墻組成，與傳統幕墻相比，它的最大特點是由內外兩層幕墻之間形成一個通風換氣層，由于此換氣層中空氣的流通或循環的作用，使內層幕墻的溫度接近室內溫度，減小溫差因而它比傳統的幕墻采暖時節約能源42％～52％；制冷時節約能源38％～60％，另外由于雙層幕墻的使用，整個幕墻的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墻根據通風層的結構的不同可分為“封閉式內循環體系”和“敞開式外循環體系”兩種。

1封閉式內循環體系呼吸式幕墻

一般在冬季較為寒冷的地區使用，其外層原則上是完全封閉的，一般由斷熱型材與中空玻璃組成外層玻璃幕墻，內層一般為單層玻璃組成的玻璃幕墻或可開啟窗，以便對外層幕墻進行清洗。兩層幕墻之間的通風換氣層一般為100—200毫米。通風換氣層與吊頂部位設置的暖通系統抽風管相連，形成自下而上的強制性空氣循環，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，從而形成優越的溫度條件，達到節能效果。在通道內設置可調控的百頁窗或垂簾，可有效地調節日照遮陽，為室內創造更加舒適的環境。

2敞開式外循環體系呼吸式幕墻

與“封閉式呼吸式幕墻”相反，其外層是單層玻璃與非斷熱型材組成的玻璃幕墻，內層是由中空玻璃與斷熱型材組成的幕墻。內外兩層幕墻形成的通風換氣層的兩端裝有進風和排風裝置，通道內也可設置百頁等遮陽裝置。冬季時，關閉通風層兩端的進排風口，換氣層中的空氣在陽光的照射下溫度升高，形成一個溫室，有效地提高了內層玻璃的溫度，減少建筑物的采暖費用。夏季時，打開換氣層的進排風口，在陽光的照射下換氣層空氣溫度升高上浮，形成自下而上的空氣流，由于煙囪效應帶走通道內的熱量，降低內層玻璃表面的溫度，減少制冷費用。另外，通過對進排風口的控制以及對內層幕墻結構的設計，達到由通風層向室內輸送新鮮空氣的目的，從而優化建筑通風質量。

可見“敞開式外循環體系呼吸式幕墻”不僅具有“封閉內循環式體系”呼吸式幕墻在遮陽、隔音等方面的優點，在舒適節能方面更為突出，提供了高層、超高層建筑自然通風的可能，從而最大限度地滿足了使用者生理與心理上的要求。

3呼吸式幕墻的優點

(1)從原理上，呼吸式幕墻采用“煙囪效應”與“溫室效應”的原理，是從幕墻的功能上解決節能；單層幕墻則只是從材料的選用上，通過材料本身的特性來達到一定的效果。

(2)從環保上，呼吸式幕墻由于其功能解決節能，外層玻璃選用無色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地減少玻璃反射帶來的不良光污染；單層玻璃幕墻為保證室內外效果與節能的考慮，玻璃一般選用有一定反射功能的鍍膜玻璃。

(3)從節能上，呼吸式幕墻由于換氣層的作用，比單層幕墻節能約50％，是解決建筑節能的一個新的方向。

(4)從使用上，換氣層的出現，使呼吸式幕墻夏季節省制冷費用，冬季可節省取暖費用。同時遮陽百葉置于換氣層，能有效地防止日曬又不影響立面效果。

(5)從舒適度方面，呼吸式幕墻的隔音性能可達到55dB，讓室內生活與工作的人們有一個清靜的環境；另一方面，無論天氣好壞，勿須開窗換氣層都可直接將自然空氣傳至室內，提供新鮮空氣，提高舒適度。有效降低高層建筑單純依賴暖通設備機械通風帶來的弊病。

4呼吸式幕墻的應用

由于“封閉式內循環體系呼吸式幕墻”與大廈的通風系統相連接，它的運行會增大通風系統的功率，從而需增大投人與消耗，因而其應用不多。“敞開式外循環體系呼吸式幕墻”作為一種更新形式的呼吸式幕墻得到了廣泛采用。下面將以“敞開式外循環體系呼吸式幕墻”為例，對呼吸式幕墻系統的應用做介紹。

4.1結構型式

呼吸式幕墻由于是雙層體系，在幕墻結構型式多樣化的今天，兩層幕墻可以根據建筑效果的需要有很多種組合，但是為了最大限度地突出呼吸式幕墻的通風、節能、環保的特點，一般采用如下幾種結構型式：

內外層結構一體式，即內外層幕墻做成一體或一個單元。構成通風層的內外兩層幕墻共用一根豎骨料，外層可做成明框或隱框形式，內層則做成可開啟窗或固定窗。當兩層幕墻一體地做成單元式，則每個單元猶如一個個玻璃箱子，因此也被稱為“箱體式幕墻”。

內外層結構分體式，即內外兩層幕墻各成體系，為形成通氣層通過其它方式進行隔斷。由于此種型式的兩層幕墻分別獨立，外層結構可選用明框、隱框或點式玻璃幕墻結構。內層結構可選用各種幕墻型式或推拉、平開窗的型式。

4.2換氣層與材料

呼吸式幕墻換氣層是關鍵，其進出風口的設置、換氣層的寬度大小、材料的選用等直接到其性能的發揮。

一般來講，北方寒冷地區因采暖時間長，選用呼吸式幕墻時，主要是利用換氣層的“溫室效應”來減少室內熱量的散失。內層采用中空LOW-E玻璃、斷熱鋁型材，以及相對較大的換氣層寬度將會達到較好的節能效果。

南方溫暖地區，因冷氣使用時間較長，利用呼吸式幕墻換氣層的“煙囪效應”來降低內層玻璃表面的溫度可達到節能目的。因此外層采用熱反射玻璃，以及相對較小的換氣層寬度，將會增強煙囪效應的效果。來達到最佳的節能狀態。

5呼吸式幕墻的重點與難點

呼吸式幕墻在我國剛剛起步，還會有很多具體問題需要解決，如：換氣層的寬度(體積)確定。如何才能使其保溫節能與隔音降噪達到最佳。進出風口的設計也是呼吸式幕墻的一個重點，選用不當時一方面會造成換氣層循環氣流的短路，降低節能效果；另一方面進風口會帶人大量的灰塵而影響建筑的外觀效果。

由于換氣層的煙囪效應會造成消防上的隱患，所以在通風換氣層的設計時應與大廈防火分區設計相結合。

成本問題，也是呼吸式幕墻的推廣使用的一大障礙。呼吸式幕墻由于結構雙層、技術含量高，較單層幕墻價格高，如果采用呼吸式幕墻，一次性投資會增加。

6結語

隨著我國國民的快速發展，建筑業的發展也突飛猛進，建筑節能也得到相關部門的高度重視，通風節能幕墻的應用，為建筑幕墻節能技術的發展翻開了暫新的一頁。