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關(guān)于雙層幕墻特性及應(yīng)用適應(yīng)性的探討
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http://m.t3home.cn 發(fā)表日期：2010-5-21 14:41:32
蘭格鋼鐵 |
一、雙層幕墻的主要結(jié)構(gòu)形式及其特性：
雙層幕墻(又稱熱通道幕墻、氣循環(huán)幕墻、呼吸幕墻、生態(tài)幕墻、綠色幕墻、健康幕墻等)是由一層外層玻璃幕墻和一層內(nèi)層玻璃幕墻(或玻璃窗)組成的雙層玻璃幕墻，兩層玻璃幕墻之間留有一空腔(通道)，這個(gè)通道稱為熱通道�；蛘哒f這是一種特別的幕墻結(jié)構(gòu)，它在一個(gè)傳統(tǒng)的幕墻外再增加一層玻璃幕墻，通過幕墻的通風(fēng)設(shè)備的開關(guān)可使雙層幕墻中間進(jìn)入或逸出空氣，開窗后房間可進(jìn)行自然通風(fēng)，幕墻中間的遮陽裝置可減少氣候的影響，并且不妨礙玻璃幕墻的外觀效果。雙層幕墻對(duì)于提高建筑幕墻的保溫、隔熱以及隔聲性能起到了非常大的作用，也就是說雙層幕墻具有一些優(yōu)異的性能。
雙層幕墻可分為兩類；
1.封閉式內(nèi)循環(huán)體系熱通道雙層幕墻
2.敞開式外循環(huán)體系熱通道雙層幕墻
封閉式內(nèi)循環(huán)體系熱通道雙層幕墻內(nèi)層幕墻一般采用單片玻璃或可開啟窗，外層幕墻則采用中空玻璃或者Low-E玻璃，型材為隔熱(或斷熱)型材，外層幕墻原則上是完全封閉的，內(nèi)層幕墻設(shè)開啟扇或通風(fēng)口，兩層幕墻之間的通風(fēng)換氣層一般為100mm-200mm。通風(fēng)換氣層與吊頂部位設(shè)置的通風(fēng)系統(tǒng)相通，從下而上進(jìn)行強(qiáng)制性空氣循環(huán)，室內(nèi)空氣通過內(nèi)層玻璃下部的通風(fēng)口進(jìn)人換氣層，使內(nèi)側(cè)幕墻玻璃溫度達(dá)到或接近室內(nèi)溫度，達(dá)到節(jié)能效果。在通道內(nèi)設(shè)置可調(diào)控的百葉窗或垂簾，可有效地調(diào)節(jié)采光和遮陽，在室內(nèi)創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境。
敞開式外循環(huán)呼吸幕墻的內(nèi)層幕墻一般采用中空玻璃或者Low-E玻璃，型材為隔熱(或斷熱)型材，外層幕墻則采用由單片玻璃制作的敞開式幕墻結(jié)構(gòu)�？諝鈴耐鈱幽粔Φ南峦ǖ肋M(jìn)入熱通道空間，其尺寸一般為500mm-600mm。然后從外層幕墻的上部排風(fēng)口排出，而內(nèi)層幕墻則完全封閉。敞開式外循環(huán)呼吸幕墻在一定條件下可以靠自然通風(fēng)，不需要借助于專門的通風(fēng)設(shè)備，維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用較低，是目前應(yīng)用比較廣泛的呼吸幕墻形式。敞開式外循環(huán)呼吸幕墻的進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口可以開啟和關(guān)閉，夏季時(shí)開啟進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，熱空氣形成自下而上的空氣流動(dòng)(有關(guān)試驗(yàn)證明這種熱空氣流動(dòng)的速度可達(dá)到0.6m/s)，帶走熱通道內(nèi)由于日照而產(chǎn)生的熱量，降低內(nèi)層幕墻的外表面溫度，減少了空調(diào)制冷的負(fù)荷，節(jié)約了能源，降低了能耗；冬季關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，熱通道因?yàn)殛柟庹丈涞靡詼囟壬叨蔀榉忾]溫室，提高了內(nèi)層幕墻的外表面溫度，起到保溫作用，減少了建筑物采暖的運(yùn)行費(fèi)用。此外，敞開式外循環(huán)呼吸幕墻也可以根據(jù)需要而在熱通道內(nèi)設(shè)置可調(diào)控的鋁合金百葉窗簾或者電動(dòng)卷簾，有效地調(diào)節(jié)陽光的照射。
二、雙層幕墻的成本及節(jié)能方面的一些參考數(shù)據(jù)：
二十世紀(jì)八十年代后期歐(美)洲出現(xiàn)了雙層幕墻，在德國1994--1998年為雙層幕墻發(fā)展高峰期，目前國內(nèi)主要在北京及沿海一些大城市少量特定的高端工程項(xiàng)目上也開始得到應(yīng)用，但總量還是很少，到目前國內(nèi)外總共也只有在幾十個(gè)項(xiàng)目上應(yīng)用，西部及內(nèi)陸地區(qū)僅極個(gè)別工程項(xiàng)目在局部上應(yīng)用。
由于雙層幕墻其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(雙層的幕墻結(jié)構(gòu)體系、熱通道通風(fēng)系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等應(yīng)用)，使得其工程造價(jià)要比常規(guī)中空玻璃幕墻的高的多，從而使一次性工程制造成本提高，一般要提高大約60%~90%，相應(yīng)的后期維護(hù)成本一般也要提高大約20%~40%，
據(jù)德國有關(guān)資料表明：呼吸幕墻與傳統(tǒng)的單層玻璃幕墻的能源消耗相比，采暖時(shí)可節(jié)約能源42%~52%，制冷時(shí)可節(jié)約能源38%~60%。國內(nèi)的一些資料表明一般可節(jié)約能源30%~50%，對(duì)于其增加的投入的收回有的說法要6~8年，有的說甚至要14~18年時(shí)間，但這些數(shù)據(jù)只能作為一種參考，因?yàn)檫@些基本是靠理論模型計(jì)算得出的，同時(shí)由于這些計(jì)算設(shè)定的環(huán)境及應(yīng)用條件與實(shí)際有出入(一般都是設(shè)定空調(diào)系統(tǒng)全時(shí)運(yùn)行、內(nèi)外溫差大)，因而產(chǎn)生的誤差也比較大。
三、雙層幕墻實(shí)際應(yīng)用上應(yīng)該考慮的一些具體問題及其適用性：
雙層幕墻畢竟只是一種新型結(jié)構(gòu)的建筑幕墻類型，相關(guān)介紹和宣傳可能存在一些對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)更多是贊美和比較理想評(píng)價(jià)，但對(duì)于實(shí)際工程的應(yīng)用我們應(yīng)該科學(xué)、客觀、綜合地進(jìn)行評(píng)估。應(yīng)該說雙層幕墻它主要在保溫、隔熱以及隔聲性能起到了非常大的作用，但在工程項(xiàng)目的綜合節(jié)能作用上，還有很多其他因素在影響，良好的保溫、隔熱在工程上并不能就意味著節(jié)能，因?yàn)殡p層幕墻結(jié)構(gòu)的封閉性，采用雙層幕墻就意味著將完全依賴中央空調(diào)系統(tǒng)，在工作時(shí)間段甚至更長時(shí)間內(nèi)設(shè)備都要不停地工作，而且不分季節(jié)、氣候變化一如既往。事實(shí)上，對(duì)于敞開式外循環(huán)呼吸幕墻理論上可以利用溫差、煙囪效應(yīng)形成熱通道抽吸作用進(jìn)行通風(fēng)換氣，但實(shí)際上它受工程的區(qū)域氣候情況、建筑的朝向、外環(huán)境溫差、風(fēng)力大小等等因素影響很大，很難達(dá)到理想的效果，一般都需要依靠強(qiáng)制抽風(fēng)系統(tǒng)來解決。
一般幕墻都開有一定比例的開啟扇，必要時(shí)候可以開啟輕松實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)換氣，保持室內(nèi)空氣的清新、衛(wèi)生。由于雙層幕墻結(jié)構(gòu)的封閉性，通風(fēng)換氣只能通過中央空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過管道輸送來實(shí)現(xiàn)，而通風(fēng)管道長時(shí)間的使用無法保證其清潔衛(wèi)生，往往帶有異味，從而
使室內(nèi)空間的空氣無法達(dá)到自然通風(fēng)的清新、衛(wèi)生，或許還在一定程度上影響了項(xiàng)目整體品質(zhì)。
我們認(rèn)為雙層幕墻的一些優(yōu)良特性在一些年氣候溫差變化較大、風(fēng)力較大的北方、南方、沿海地區(qū)還可以得以體現(xiàn)，在一些年溫差小的區(qū)域、內(nèi)陸地區(qū)并不能充分發(fā)揮其優(yōu)良特性，甚至可能還會(huì)有一些負(fù)作用。所以雙層幕墻的應(yīng)用不能簡單推廣，它應(yīng)該根據(jù)具體工程項(xiàng)目情況進(jìn)行可行性、經(jīng)濟(jì)性等綜合評(píng)價(jià)后再做合理科學(xué)決策。
四、雙層幕墻在成都的應(yīng)用情況及對(duì)創(chuàng)世紀(jì)廣場幕墻項(xiàng)目的建議：
目前在成都市建成的數(shù)千項(xiàng)建筑幕墻工程中，全部都是常規(guī)結(jié)構(gòu)的幕墻，在建的項(xiàng)目中僅有兩個(gè)大項(xiàng)目中局部采用了雙層幕墻，其中成都飛機(jī)設(shè)計(jì)所101建筑群幕墻約5萬平方米，僅在正面連廊部分約2000平方米采用敞開式外循環(huán)雙層幕墻；另一工程是仁恒廣場幕墻約5萬平方米，也僅在正面裙樓局部不足兩千平方米采用封閉式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻，他們的應(yīng)用應(yīng)該更多程度上是用于表現(xiàn)其項(xiàng)目的“高科技”標(biāo)簽意思，真正的從節(jié)能意義上應(yīng)用只能說是試驗(yàn)性嘗試。
這是因?yàn)槌啥际惺且粋�(gè)年溫差小、風(fēng)力小、空氣中灰塵多的內(nèi)陸地區(qū)，一年中真正需要依靠空調(diào)制冷制熱并不多，更多的時(shí)間是需要自然通風(fēng)，有資料統(tǒng)計(jì)，假如設(shè)定攝氏溫度10度以下需要制熱、27度以上需要制冷，而10~27度僅需要自然通風(fēng)，則成都市需要制熱時(shí)間僅有大約11%，需要制冷時(shí)間大約42%，而約47%時(shí)間僅需要自然通風(fēng)，如果在這段時(shí)間內(nèi)能通過幕墻的開啟扇主要采用自然通風(fēng)方式來調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的空氣、環(huán)境狀態(tài)，將比封閉的雙層幕墻完全依靠中央空調(diào)的全時(shí)運(yùn)行要節(jié)約很大的能源，同時(shí)在成都地區(qū)常規(guī)的中空Low-E玻璃幕墻的節(jié)能指標(biāo)已經(jīng)完全能滿足國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工程項(xiàng)目的要求。
成都創(chuàng)世紀(jì)廣場幕墻項(xiàng)目有：兩棟辦公樓T1、T2，為24層標(biāo)高~100米建筑，幕墻面積合計(jì)~3。8萬平方米；三棟公寓樓T3、T4、T5，為25~31層標(biāo)高81~100米的建筑，幕墻面積合計(jì)~2。9萬平方米；三棟商業(yè)區(qū)T6、T7、T8，為4層標(biāo)高~18米建筑，幕墻面積合計(jì)~0。78萬平方米。如果采用原方案中的“主動(dòng)式呼吸幕墻”結(jié)構(gòu)(也可以稱為封閉式內(nèi)循環(huán)體系熱通道雙層幕墻)，以一般常規(guī)的單元式中空Low-E玻璃幕墻工程單價(jià)按~1200元/平方米計(jì)算，則“主動(dòng)式呼吸幕墻”工程單價(jià)將達(dá)~2000元/平方米，若僅考慮在兩棟辦公樓T1、T2上應(yīng)用，也將增加工程造價(jià)~2280萬元。這筆費(fèi)用在成都地區(qū)的氣候環(huán)境下，想通過后期的能源節(jié)約途徑來收回可以說是幾乎不可能的。所以建議無需采用雙層幕墻系統(tǒng)，就常規(guī)的中空Low-E玻璃幕墻就能滿足該項(xiàng)目的功能和用途。
同時(shí)對(duì)于該項(xiàng)目新方案中僅僅考慮整體外立面的觀感效果，幕墻上沒有設(shè)置一定比例的開啟扇，這將給今后建筑內(nèi)辦公空間整體舒適性帶來一些問題，因?yàn)榘殡S著SARS的流行，封閉的、全空調(diào)的辦公室條件愈來愈多的受到使用者的批評(píng)，無論從心理學(xué)，還是從不同使用者特殊要求的角度，自然通風(fēng)的可能性及對(duì)自然開放式的條件，已為人們所普遍歡迎，前幾年成都不少辦公寫字樓幕墻因?yàn)闆]有設(shè)置一定比例的開啟扇，不能正常出租使用，不得不花大價(jià)錢，大量增設(shè)開啟扇來滿足使用者要求。我們希望能從中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，少走彎路，在滿足整體建筑的外立面效果情況下，根據(jù)辦公使用空間分隔，合理設(shè)置一定比例的開啟扇，以滿足其綜合使用功能要求。 |
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文章編輯：【蘭格鋼鐵網(wǎng)】m.t3home.cn |
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