建筑外墻裝飾設計中呼吸式雙層玻璃幕墻的應用

付周霞 江西中煤建設集團有限公司

1 前言

近幾年，創建資源節約型社會，已成為了人們的共識，方方面面都開始實施節能計劃，建筑行業更是如此。在建筑裝飾工程中會應用到大量材料，且涉及諸多工程技術種類，難免會浪費資源，要想實現絕對的節能效果顯然不切實際。但是，在建筑外墻裝飾設計時，應用呼吸式玻璃幕墻便可有效節約資源。雙層玻璃幕墻隨著天氣變化而發生改變，從而達到優良的裝飾效果，而且能隔熱、保溫及防塵，更有利于保持良好的室內空氣，保障室內空氣清新且自然。

2 呼吸式雙層玻璃幕墻類型及特點

呼吸式雙層玻璃幕墻類型多種多樣，不同類型的呼吸式雙層玻璃幕墻具有不同的特點。若想切實達到呼吸式雙層玻璃幕墻應有作用，則要按照具體類型進行出劃分。

2.1 結合構造原理劃分

2.1.1 封閉式內循環體系式幕墻

一般來講，在北方地區，由于冬季氣候干燥，氣溫嚴寒，所以建筑師通常都會應用封閉式內循環雙層玻璃幕墻，確保建筑物達到理想的封閉效果。這一種玻璃幕墻外層封閉效果優良，而且隔熱性能較好，主要由斷熱型材質和鋼板共同構成，而且中間位置存在20cm左右厚度的通風層。這種玻璃幕墻的建筑排風管和通風間層建設密切連接在一起，發揮著空氣循環系統的作用。建筑物通常會應用空氣冷循環系統，通過這種系統來改善室內溫度。向室內引進外部空氣，保證室內空氣迅速流動，進而組成熱量緩沖層，能夠改善室內氣溫。夏季的時候還可以把室內的熱空氣排出去，冬天的時候又能積聚熱量，形成溫室效應，實現節能目標。

2.1.2 敞開式外循環體系式幕墻

相比上述的封閉玻璃幕墻來講，這種玻璃幕墻的封閉效果遠不及前一種，自帶敞開系統，通風效果較好。在內層以及外層的中間層部位，添加了排風裝置和進風裝置，通過熱通道內所設計的窗簾，能夠調整外界陽光光線照射情況，避免外界陽光為室內帶來不良影響。在具體設計之際，分別設置兩層熱通道，而且兩層熱通道距離通常會控制在50cm之內。冬天，通過操作系統關閉排風口和進風口，經過陽光照射，換氣層空氣溫度會有所增長，可以達到理想的保溫效果，進而減少建筑物取暖費用。夏季來臨之際，打開排風口以及進風口，通過煙囪效應將室內熱源帶走，而內層玻璃溫度隨之下降，室內溫度也會降低。

2.2 結合氣流組織形式劃分

首先，在垂直這一層面上來看，以樓層為單元標準，然而水平方向的單元通常都是以幕墻柱間為標準。每一單元中的排風條件和進風條件，都存在著不同的特點，樓板負責進風，頂棚出風口負責排風，氣流運行狀態是“直上直下”的，阻力雖不大，但是運動感卻非常強烈。

其次，如果以幕墻柱間作為單元，使用對應的措施在垂直方向上打開柱間，這樣便可以組成排風豎井，每一層的鄰柱都會互相隔開，進風和排風分別從下到上。對于這種形式來說，更適合應用在低層建筑內，但隨著建筑層數的增長，空氣流速也會改變，控制難度有所增加。

最后，在每一層中，都需要以錯開的方式設計進風口以及排風口，這種情況下氣流便可以在相鄰的柱間出風口內分別流出，從而減輕風速，保障每一層氣流間流速更柔和、更穩定，這一種組織形式主要是呈現水平行走狀分布狀態的，分布在幕墻的內層中，清潔過程較為簡單，實用性頗強[1]。

3 建筑外墻裝飾施工對呼吸式雙層玻璃幕墻的應用優勢

3.1 節能優勢

呼吸式雙層玻璃幕墻要比傳統的單層次幕墻更具優勢，在節能方面發揮著巨大作用。一般來講，單層幕墻基本節能特性均來自于材料本身，然而呼吸式雙層幕墻主要是結合室內溫度以及煙囪效應調節溫度，從而達到節能減排效果。此外，呼吸式雙層玻璃幕墻具有防曬功能，結合呼吸式雙層玻璃幕墻原理，可以發現其不僅具有空氣緩沖層，還能在寒冷冬天提高室內溫度，即使夏季非常炎熱，也能把室外熱量輻射阻擋在緩沖層之外。由此可見，無論是冬天還是夏天，都能起到制冷或者是采暖作用。在這一過程中，使用換氣層，還能避免日曬，而且達到良好的室內環境效果。

3.2 通風優勢

呼吸式雙層玻璃幕墻的通風效果是數一數二的，并不會受外面天氣環境的影響，即使戶內窗戶是關閉狀態，但也能發揮換氣作用，將室外空氣帶到室內，令室內空氣越來越清新，而且能持續促進室內空氣循環。此外，這種雙層幕墻的隔音效果較為良好，在隔音方面比單層玻璃幕墻隔音效果更優良，而且能為室內工作人員提供舒心的工作環境及居住環境。事實上，雙層玻璃幕墻不僅具有上述功能，在外觀上也非常美麗，可以美化建筑物，給人一種氣派及大方的感覺，令建筑物充滿現代藝術氣息。如今，建筑外墻裝飾工作對呼吸式雙層幕墻的應用，已經引起了設計人員以及施工人員的重視，產生了與眾不同的反響，無論是輕盈程度或精美程度都有所體現，而且極具觀賞性等價值[2]。

4 建筑外墻裝飾施工對呼吸式雙層玻璃幕墻的應用

4.1 敞開式外循環呼吸式玻璃幕墻的應用

4.1.1 井式雙層玻璃幕墻

設計這種類型的玻璃幕墻，主要是以通風口相通基層豎井和單組單元為核心內容，豎井深度較深，才能保證后期空氣迅速流動，而且能提升室內通風效果。夏季來臨一些地區較為炎熱，便可以應用這種玻璃幕墻。在具體使用過程中，借助“煙囪效應”令外層幕墻發揮作用，不用頻繁開窗通氣，依舊能循環換氣，而且還能隔絕外面的噪聲。但是，這種幕墻的施工要求極其嚴格，對高層建筑外墻裝飾并不友好，所以在高層建筑裝飾時，這種玻璃幕墻并非首選。

4.1.2 走廊式雙層玻璃幕墻

走廊式的雙層玻璃幕墻結構極其簡單，而且形態并不復雜，呈外掛式狀態，具有通風間層，以隔斷形式為關鍵設計點。在每一層的頂棚之處，都會添加調節板，調節板發揮著控制作用，外面天氣較為寒冷時，陽光會照射走廊玻璃，溫度就會有所增加，這種情況下室內溫度也會隨之增高，無需用取暖設備取暖，可以防止浪費相關資源。

4.1.3 多層式雙層玻璃幕墻

在設計這種玻璃幕墻的時候，應將設計重點放在“通風”設計這一層面。通過發揮垂直及水平方向作用，在這兩個方向上連接不同房間。然而，個別建筑通風間層，不需要以水平分格方式進出風，也無需進行豎向分格，僅依靠底層以及屋頂處的通風口完成通風任務。在冬季來臨之時，關閉通風口，通過溫室效應，可以保障室內溫度，這一種玻璃幕墻和外界的隔音效果較為顯著，但建筑內部的隔音效果卻有待改善，可以應用于外部環境較為嘈雜的地區。

4.1.4 箱式雙層玻璃幕墻

箱式雙層玻璃幕墻，構成內容比較簡單，其中外層幕墻和向內開啟的窗扇發揮著主要作用。由外界層通風層從水平方向上分格房間單元以及建筑軸線，在垂直方向中按照“層”進行劃分，可以避免廢氣或者是噪聲在房間內出現以及傳播。每一單元頂部以及底部，都設置了通風口，室內新鮮空氣從底部開口處進入室內，同時室內的廢氣也會從上方開口處排出到室外，達到自然通風的效果[3]。

4.1.5 可開啟式雙層玻璃幕墻

單從字面上來看，便可以發現該種雙層玻璃幕墻具有開啟的特點，不用打開排風口以及通風口，即使沒有煙囪效應，也能優良通風。夏天的時候，會自動打開外側幕墻，這時候的外側幕墻就能發揮“遮陽裝置”的效用了，可以避免內側幕墻被太陽過度輻射。冬季時可以完全關閉外層幕墻，形成空氣緩沖層，增強建筑物的保溫能力。由于外層玻璃幕墻能開啟，所以還可以減少內層玻璃幕墻承受的風壓，雨水季節也可以防止雨水滲到底層玻璃幕墻中。此外，還能保障內層的玻璃幕墻長期處于敞開狀態，能夠達到理想的通風效果。

4.2 通風間層與材料的應用

若想持續發揮呼吸式幕墻性能，則需要得到通風間層的支持，需要優選通風建成材料，并有效設計通風口（如圖1）。例如，嚴寒的冬天，呼吸式雙層玻璃幕墻的溫室效應是目前其他裝飾外墻不能比擬的，既能夠提高溫度，又能帶來舒適的感受。而夏天又能借助煙囪效應改變室內溫度，達到降溫目的，從而進一步節約室內資源，防止其他資源的過度應用與浪費。

呼吸式幕墻的通風間層進風口和通風口的設計位置、寬度、材料等狀態都會直接關乎后期幕墻性能的發揮。一般來講，北方地區天氣較為寒冷，則可在選擇呼吸式幕墻時，使用通風間層溫度效應，防止室內熱量在短時間內異常流失。內層所選擇的材料，具有超強的保溫性能，而且通風層寬度夠寬，這樣才能達到標準化的節能效果。在南方地區，由于氣候比較溫暖，在設計呼吸式幕墻換氣層之際，少不了煙囪效應的支持，能夠進一步降低玻璃幕墻表層溫度。另外，使用熱反射玻璃以及寬度偏小的通風間層，還能不斷提高煙囪效應的作用。智能化玻璃幕墻實則就是以動態形式出現的幕墻，能夠跟隨外界環境和氣候的改變，自動調節通過專業系統通風、降溫，避免建筑物異常消耗能源，而且還能最大程度創造更適宜人類生活及居住的室內空間環境。

以傳統的呼吸式雙層幕墻為基礎，進行功能、技術等方面的延伸，形成智能幕墻。智能化建筑幕墻的作用更為明顯，整合熱、電、光、暖等，能夠有效調節室內溫度、光線以及空氣，保障建筑朝向智能化方向發展，防止在建筑物應用過程中損耗過多能源，也可以減少生產費用，并且還能控制建筑物使用費用。智能幕墻涉及眾多智能化系統，比如智能空調、智能遮陽以及智能通風、環境監測系統等，通過應用智能幕墻系統，對建筑耗能的降低效果極其明顯，智能幕墻已成為目前研究節能環保幕墻的全新目標和方向（如圖2所示）。

4.3 玻璃幕墻施工工藝

首先，在玻璃幕墻施工之際，要關注放線問題。測量放線，是一個必不可少的步驟，這一步驟能保障整體施工質量。在具體放線時，測量人員需要了解施工現場情況，將第二層視為基準層，進而落實放線工作，并針對施工現場具體結構和埋線尺寸展開檢查及核對，結合立面分格尺寸，進行進一步的確定。如若發現具體尺寸并不合理，則應及時向設計部人員反饋，得到專業技術人員的支持，需要由專業人員調節尺寸，而且要嚴格控制每一項數值。

其次，需要關注安裝骨架的工作，使用不銹鋼螺栓連接支座以及立柱，通關滿焊的方法調整支座和預埋件，并固定預埋件及支座。在具體安裝同一層安裝角碼之際，需要“自下而上”，以這種方式進行安裝，而在安裝防火層時，要保障樓板間的鍍鋅鐵板具有牢固性及密封性,以達到優良的視覺效果。在安裝時為了防止玻璃膜層遭到腐蝕，不可令防火巖棉直接接觸玻璃[4]。

最后，在面板安裝后，為了保證幕墻能夠發揮優良的效果，還需要交由專業人員進行封邊、封頂以及嵌縫處理，以專業技術修邊，保障頂部、底部都能達到理想化密封效果。在板材縫隙部位，常常會存在灰塵、油污以及施工時遺留的雜物，如果直接進行密封，密封效果得不到很好的保證，所以必要之際，應將這些雜物清除掉[5]。

5 結束語

綜上所述，呼吸式雙層玻璃幕墻屬于節能型幕墻，具有舒適、環保及節能等優勢特點。最近幾年，深受建筑裝飾領域從業人員的關注與青睞。然而，在具體應用過程中，受經濟、規范標準及技術因素制約，關于呼吸式幕墻在建筑裝飾外墻中的應用，仍急需探索全新的應用思路及方法。所以，這一項工作任重道遠，需要相關設計人員及技術人員潛心研究，力爭在日后的建筑外墻裝飾時能全面展現呼吸式雙層玻璃幕墻作用。