呼吸式幕墻:又稱雙(shuang)層幕(mu)墻(qiang)、雙(shuang)層通風幕(mu)墻(qiang)、熱通道幕(mu)墻(qiang)等(deng)90 年(nian)代在(zai)歐洲(zhou)出現(xian),它由內(nei)(nei)、外兩道幕(mu)墻(qiang)組成(cheng),內(nei)(nei)外幕(mu)墻(qiang)之間(jian)(jian)形成(cheng)一(yi)個相(xiang)對封(feng)閉的空(kong)(kong)間(jian)(jian),空(kong)(kong)氣可以(yi)從(cong)下部進風口進入(ru),又從(cong)上(shang)部排風口離(li)開這一(yi)空(kong)(kong)間(jian)(jian),這一(yi)空(kong)(kong)間(jian)(jian)經常(chang)處于空(kong)(kong)氣流(liu)動(dong)狀(zhuang)態,熱量在(zai)這一(yi)空(kong)(kong)間(jian)(jian)流(liu)動(dong)。
圖1:呼吸式幕墻結構示意圖
呼吸(xi)(xi)式幕(mu)墻(qiang)由內(nei)(nei)外(wai)兩層(ceng)玻璃幕(mu)墻(qiang)組成,與傳(chuan)統幕(mu)墻(qiang)相比(bi)(bi),它的最大(da)特點是(shi)由內(nei)(nei)外(wai)兩層(ceng)幕(mu)墻(qiang)之(zhi)間形成一個通(tong)風(feng)換氣層(ceng),由于(yu)此換氣層(ceng)中空氣的流(liu)通(tong)或循(xun)環的作用,使內(nei)(nei)層(ceng)幕(mu)墻(qiang)的溫(wen)度接近(jin)室內(nei)(nei)溫(wen)度,減小溫(wen)差(cha)因而它比(bi)(bi)傳(chuan)統的幕(mu)墻(qiang)采(cai)暖時(shi)節(jie)(jie)約能源42%-52%;制冷時(shi)節(jie)(jie)約能源38%-60%。另外(wai)由于(yu)雙層(ceng)幕(mu)墻(qiang)的使用,整個幕(mu)墻(qiang)的隔音(yin)(詞條“隔音(yin)”由行(xing)業大(da)百科提(ti)供)效(xiao)果得到了很大(da)的提(ti)高。呼吸(xi)(xi)式幕(mu)墻(qiang)根據通(tong)風(feng)層(ceng)的結構的不同(tong)可分為“封閉式內(nei)(nei)循(xun)環體系(xi)”和“敞開式外(wai)循(xun)環體系(xi)”兩種。
1.封閉式內循環體系呼吸式幕墻
圖2:封閉式內循環體系呼吸式幕墻
封閉(bi)式內(nei)循(xun)環(huan)體系(xi)呼吸式幕(mu)墻,一(yi)(yi)般在冬季(ji)較為寒冷的(de)(de)(de)(de)地(di)區使用(yong),其(qi)外層(ceng)(ceng)(ceng)原則上是完(wan)全封閉(bi)的(de)(de)(de)(de),一(yi)(yi)般由斷熱型材與(yu)中空(kong)玻(bo)璃(li)(li)(li)組成(cheng)外層(ceng)(ceng)(ceng)玻(bo)璃(li)(li)(li)幕(mu)墻,其(qi)內(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)一(yi)(yi)般為單層(ceng)(ceng)(ceng)玻(bo)璃(li)(li)(li)組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃(li)(li)(li)幕(mu)墻或(huo)可開啟窗,以便對(dui)外層(ceng)(ceng)(ceng)幕(mu)墻進(jin)行清洗。兩層(ceng)(ceng)(ceng)幕(mu)墻之間的(de)(de)(de)(de)通(tong)風(feng)換(huan)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)一(yi)(yi)般為100-200毫米。通(tong)風(feng)換(huan)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)吊(diao)頂(詞條“吊(diao)頂”由行業(ye)大百科提供(gong))部位(wei)設(she)置的(de)(de)(de)(de)暖通(tong)系(xi)統抽風(feng)管相連,形成(cheng)自(zi)下而(er)上的(de)(de)(de)(de)強(qiang)制性空(kong)氣(qi)(qi)循(xun)環(huan),室內(nei)空(kong)氣(qi)(qi)通(tong)過內(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)玻(bo)璃(li)(li)(li)下部的(de)(de)(de)(de)通(tong)風(feng)口進(jin)入(ru)換(huan)氣(qi)(qi)層(ceng)(ceng)(ceng),使內(nei)側幕(mu)墻玻(bo)璃(li)(li)(li)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)達(da)到或(huo)接(jie)近室內(nei)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),從而(er)形成(cheng)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)條件,達(da)到節能效(xiao)果。在通(tong)道(dao)內(nei)設(she)置可調控(kong)的(de)(de)(de)(de)百頁窗或(huo)垂簾,可有效(xiao)地(di)調節日照(zhao)遮陽(yang),為室內(nei)創造(zao)更加舒適(shi)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境。根(gen)據英國勞氏(shi)船(chuan)社總部大廈(sha)及美國西方(fang)化學中心大廈(sha)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)來看,其(qi)節能效(xiao)果較傳統單層(ceng)(ceng)(ceng)幕(mu)墻相比達(da)50%以上。
2.敞開式外循環體系呼吸式幕墻
圖3:敞開式外循環體系呼吸式幕墻
敞(chang)開式外(wai)循(xun)環(huan)體(ti)系呼(hu)(hu)吸式幕墻(qiang)(qiang)與“封閉式呼(hu)(hu)吸式幕墻(qiang)(qiang)”相反,其外(wai)層(ceng)(ceng)(ceng)是單層(ceng)(ceng)(ceng)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)與非斷熱型材組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)幕墻(qiang)(qiang),內(nei)(nei)(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)是由中空(kong)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)與斷熱型材組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)幕墻(qiang)(qiang)。內(nei)(nei)(nei)外(wai)兩層(ceng)(ceng)(ceng)幕墻(qiang)(qiang)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)風(feng)換氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)兩端裝有(you)進風(feng)和(he)排(pai)風(feng)裝置(zhi),通(tong)(tong)道(dao)內(nei)(nei)(nei)也可設置(zhi)百(bai)頁等(deng)遮陽裝置(zhi)。冬(dong)季時(shi),關閉通(tong)(tong)風(feng)層(ceng)(ceng)(ceng)兩端的(de)(de)(de)(de)(de)進排(pai)風(feng)口,換氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)在(zai)陽光的(de)(de)(de)(de)(de)照射(she)下(xia)溫度升高(gao),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)一個(ge)溫室,有(you)效地提高(gao)了內(nei)(nei)(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度,減少建(jian)筑物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)采暖(nuan)費用。夏季時(shi),打開換氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)進排(pai)風(feng)口,在(zai)陽光的(de)(de)(de)(de)(de)照射(she)下(xia)換氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)空(kong)氣(qi)溫度升高(gao)自(zi)然上(shang)浮,形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)自(zi)下(xia)而(er)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)流,由于煙囪效應帶走(zou)通(tong)(tong)道(dao)內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱量,降低內(nei)(nei)(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)玻(bo)(bo)(bo)(bo)璃(li)(li)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度,減少制冷費用。另外(wai),通(tong)(tong)過對(dui)進排(pai)風(feng)口的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制以(yi)及(ji)對(dui)內(nei)(nei)(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)幕墻(qiang)(qiang)結構的(de)(de)(de)(de)(de)設計,達到由通(tong)(tong)風(feng)層(ceng)(ceng)(ceng)向(xiang)室內(nei)(nei)(nei)輸送新鮮空(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de),從(cong)(cong)而(er)優化建(jian)筑通(tong)(tong)風(feng)質量。可見“敞(chang)開式外(wai)循(xun)環(huan)體(ti)系呼(hu)(hu)吸式幕墻(qiang)(qiang)”不(bu)僅具有(you)“封閉內(nei)(nei)(nei)循(xun)環(huan)式體(ti)系”呼(hu)(hu)吸式幕墻(qiang)(qiang)在(zai)遮陽、隔(ge)音(yin)等(deng)方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)優點,在(zai)舒適節能(neng)方面(mian)更(geng)為突出,提供了高(gao)層(ceng)(ceng)(ceng)超(chao)高(gao)層(ceng)(ceng)(ceng)建(jian)筑自(zi)然通(tong)(tong)風(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng),從(cong)(cong)而(er)最(zui)大限度地滿足了使(shi)用者生理(li)與心理(li)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)要求。
呼吸式幕墻與傳統的單層幕墻相比有如下突出的優點:
從原理上,呼吸式幕(mu)墻(qiang)采用(yong)“煙(yan)囪效應(ying)”與“溫室效應(ying)”的原理,是(shi)從幕(mu)墻(qiang)的功能上解(jie)決節(jie)能問題。單層幕(mu)墻(qiang)則只(zhi)是(shi)從材料的選用(yong)上,通(tong)過材料本身的特性來達到一定的節(jie)能效果。
從環(huan)保(bao)上,呼吸式幕墻(qiang)由于其(qi)功(gong)(gong)能(neng)解決節能(neng),外(wai)(wai)層玻(bo)(bo)璃(li)選(xuan)用(yong)無色透明玻(bo)(bo)璃(li)或低反(fan)射玻(bo)(bo)璃(li),可最大限度地減少玻(bo)(bo)璃(li)反(fan)射帶來的(de)不良影響(xiang)(“光污(wu)染”)。單層玻(bo)(bo)璃(li)幕墻(qiang)為保(bao)證室內外(wai)(wai)效果與節能(neng)的(de)考(kao)慮(lv),玻(bo)(bo)璃(li)一般(ban)選(xuan)用(yong)有一定反(fan)射功(gong)(gong)能(neng)的(de)鍍膜玻(bo)(bo)璃(li)。
從(cong)節(jie)(jie)能(neng)(neng)上,呼(hu)吸式(shi)幕墻由于換氣(qi)層的作用,比單層幕墻節(jie)(jie)能(neng)(neng)約50%,是解決建(jian)筑節(jie)(jie)能(neng)(neng)的一個新的方向(xiang)。
從使用上(shang),換(huan)氣層的出現,使呼吸式幕墻夏季節(jie)省制(zhi)冷(leng)費用,冬季可節(jie)省取暖費用。同時(shi)遮陽百(bai)葉置于換(huan)氣層,能有效(xiao)地防(fang)止日曬又(you)不影響立面效(xiao)果。
從舒適(shi)度方面,呼吸式幕墻(qiang)的(de)隔(ge)音性能可達到55dB,讓室內生活(huo)與工作的(de)人們有一(yi)(yi)個清靜的(de)環境。另(ling)一(yi)(yi)方面,無論天氣(qi)(qi)好壞(huai),勿須開窗(chuang)換氣(qi)(qi)層都可直接(jie)將自然空氣(qi)(qi)傳至(zhi)室內,為室內提供新鮮空氣(qi)(qi),從而提高室內的(de)舒適(shi)度。并(bing)有效(xiao)地降低高層建筑單純依賴暖通設備機械通風(feng)帶來(lai)的(de)弊病。
呼吸式幕墻的上述優點,使之在國際上眾多發達國家得到了很大的發展,雙層可呼吸玻璃幕墻的應用,已經為建筑幕墻節能技術的發展翻開了嶄新的一頁。當然“硬幣的兩面性”,成本問題(ti)是呼吸(xi)式幕(mu)(mu)墻的(de)推(tui)廣使(shi)用(yong)的(de)一大障(zhang)礙,呼吸(xi)式幕(mu)(mu)墻由(you)于結構雙層(ceng)、技(ji)術含量高,較單(dan)層(ceng)幕(mu)(mu)墻價格高,如果采(cai)用(yong)呼吸(xi)式幕(mu)(mu)墻,一次性投資(zi)會增加(jia)。
同時(shi),還會有很多具(ju)體問題(ti)需(xu)(xu)要解決(jue),如(ru):換(huan)氣層(ceng)的(de)寬(kuan)度(體積)確定。如(ru)何才能使(shi)其保溫(wen)(詞條“保溫(wen)”由行(xing)業大(da)(da)(da)百科提供)節能與隔音(yin)降噪達到最佳,缺乏依據,只能依賴實驗,需(xu)(xu)從設(she)計(ji)上找到理(li)論依據。進(jin)出(chu)風口(kou)的(de)設(she)計(ji)也是呼吸式幕墻的(de)一(yi)個重點,選用不(bu)當時(shi)一(yi)方(fang)面(mian)會造成換(huan)氣層(ceng)循(xun)環氣流(liu)的(de)短路,降低節能效果;另一(yi)方(fang)面(mian)進(jin)風口(kou)會帶入大(da)(da)(da)量的(de)灰塵(chen)而影響建筑(zhu)的(de)外觀效果,尤其是西北風沙較大(da)(da)(da)的(de)地區更(geng)應(ying)(ying)慎重。另外,由于換(huan)氣層(ceng)的(de)煙囪效應(ying)(ying)會造成消防上的(de)隱患,所(suo)以在(zai)通風換(huan)氣層(ceng)的(de)設(she)計(ji)時(shi)應(ying)(ying)與大(da)(da)(da)廈防火分區設(she)計(ji)相結合(he)。
當代建(jian)(jian)(jian)筑的(de)(de)表(biao)皮愈(yu)來(lai)愈(yu)受到(dao)關注(zhu),但一(yi)般只是(shi)作為設計(ji)手法的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)對(dui)象,而忽(hu)視了(le)建(jian)(jian)(jian)筑表(biao)皮是(shi)影響室(shi)內熱舒(shu)適度,以及(ji)建(jian)(jian)(jian)筑能耗(詞條“建(jian)(jian)(jian)筑能耗”由行業大百科提供)的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)因(yin)素和(he)關鍵部位。呼吸(xi)式(shi)幕(mu)墻(qiang)(qiang)在我國雖然起步較晚,但近年來(lai)已經得到(dao)重(zhong)(zhong)視,并進入(ru)實際應用階段,擁(yong)有豐富(fu)的(de)(de)成功案例。只有在掌握呼吸(xi)式(shi)雙層玻(bo)璃幕(mu)墻(qiang)(qiang)的(de)(de)運行原理,及(ji)幕(mu)墻(qiang)(qiang)各(ge)元素之間的(de)(de)復雜關系(xi)的(de)(de)基(ji)礎上,對(dui)建(jian)(jian)(jian)筑與(yu)幕(mu)墻(qiang)(qiang)系(xi)統和(he)建(jian)(jian)(jian)筑與(yu)環境之間的(de)(de)關系(xi)進行全面(mian)的(de)(de)了(le)解(jie),才能設計(ji)出高效的(de)(de)雙層玻(bo)璃幕(mu)墻(qiang)(qiang)。