新一代幕墙热通道幕墙.doc

新一代幕墙热通道幕墙(南京禄口机场建设开发公司 蒋玉明)一、前言随着科学技术的进步、经济的发展，建筑领域的变革日新月异， 新技术研究、发展突飞猛进，新材料应用层出不穷。高层和新型建筑外墙大量采用的幕墙也从最初的明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙，发展到目前较为先进的点连接玻璃幕墙。但由于上述形式的玻璃幕墙在使用过程中不可避免会产生严重光污染、大量消耗能源、干扰视线等不利因素。近年来，在德国、美国和北欧一些国家，由于其特殊的气候条件和严格的环境质量标准，迫切需要提供一种新型的玻璃幕墙。这种幕墙可以获取大量日照，提供良好的自然通风，又能节约能源，并为室内提供舒适的环境。科研人员经过多年努力，终于研制出了热通道玻璃幕墙，它可以被称之为新一代幕墙。二、热通道幕墙的设计原理热通道幕墙又被称为双层幕墙、呼吸式幕墙。它主要由两层玻璃幕墙和中间形成的一个通风换气通道组成。热通道幕墙根据结构不同可分为封闭式内循环体系和敞开式外循环体系两种类型。内循环热通道幕墙通常在冬季较为寒冷的地区使用，其外层玻璃幕墙一般为全封闭，内层玻璃幕墙下部设有通风口，热通道与室内吊顶内暖通系统抽风管相通，室内空气通过通风口进入热通道，通过强制性空气流动循环，使内侧幕墙表面温度达到或接近室内温度，从而在靠近玻璃幕墙附近区域形成良好的工作环境。外循环热通道幕墙则是在外层玻璃幕墙上下两端设有进风和排风装置，与热通道相连。冬天由于阳光的照射，热通道内空气温度像一个温室，可以提高内侧幕墙的外表面温度，减少建筑物采暖运行费用。夏天热通道内温度升高，这时打开热通道上下两端的进排风口，在热通道内由于“烟囱”效应产生气流，气流运动带走通道内的热量，降低内侧幕墙外表面温度，减少空调负荷，节省能源。三、热通道幕墙的结构设计3.1 幕墙设计内循环热通道幕墙外层玻璃一般选用中空钢化；内层玻璃则选择单片钢化玻璃，结构型材选用断热材料，尽量减少室内外热量的交换。外循环热通道幕墙外层玻璃幕墙通常由单片或夹层钢化以及非断热型材料组成。内层玻璃幕墙则由中空玻璃和断热型材料组成，构造型式可做成单元式或点驳式。3.2 热通道结构设计热通道幕墙的热通道尺寸以及配套的遮阳装置、进出风口设计等是热通道幕墙设计的关键，对幕墙通风效果以及节能效率起至关重要的作用。3.2.1 内循环热通道幕墙内循环热通道幕墙热通道空腔高度一般为建筑物结构层高，内外层玻璃之间宽度100mm200mm，中间安装遮阳装置。热通道上部与室内吊顶内的风管相连，下部设有通风口，可以形成空气循环，见图1。遮阳系统设计为自上而下电控升降，页片可以电控或手控调节倾角，以便掌握直射光线进入室内的强弱，控制采光。采用内循环热通道幕墙的建筑物在暖通设计中需考虑与幕墙热通道的风管连接以及强制性空气循环所需的动力。3.2.2 外循环热通道幕墙外循环热通道幕墙根据建筑物所处气候、环境以及建筑结构设计不同，其热通道空腔的高度与宽度应根据具体情况综合考虑，确定为一个适当的比例。由于外层玻璃幕墙上安装有进出风口，自然条件下的灰尘、昆虫等不可避免会进入空腔内，对外层玻璃及结构件、内层玻璃以及中间的遮阳系统造成污染。因此，外循环热通道幕墙的热通道需考虑人员能够进入通道内进行清洗作业。外循环热通道幕墙同样需要安装遮阳装置， 控制采光。对于进出风口的设计则需综合考虑建筑物所处气候、环境条件以及建筑物及幕墙特点。德国埃森市“RWE”总部大楼采用的就是外循环热通道幕墙。其外层幕墙上设置了精巧的鱼嘴型进出风口，既受楼宇自动控制系统管理，也可人工调控启闭。由于进入通道内的空气直接从室外获取，为防止上、下气流短路，进、出风口开启和关闭应不同步（见图2）。四、需解决的问题4.1 经济性热通道幕墙在欧美等国开发利用时间不长，在我国尚处于研究试验阶段。这种高科技的节能幕墙在结构上必须采用双层幕墙，加上高科技的结构型材及遮阳装置，进、出风口等，有专家估算在西欧，其造价成本约为人民币7000元/米2，在我国，即使部分材料可用国产产品替代，造价也达4000元/米2。但由于其节能率很高，计算和实际使用情况证明，这种幕墙使用6年，其造价相当于一般中空玻璃幕墙1800元/米2左右，使用10年，加上折旧考虑，相当于单层幕墙1200元/米2。因此，从长远利益来看，经济效益是明显的，也是可行的。4.2 热通道的设计问题我国的自然气候、环境条件不同于欧美国家，即使在国内，由于我国地域辽阔，各地气候、温度差异也很大。因此，如选用热通道幕墙，尤其是外循环热通道幕墙时，最好能根据当地条件进行试验。有条件的科研设计单位可以选择相应课题进行研究，做好技术储备，选择好合适的热通道尺寸、进出风口大小，保证幕墙保温节能及隔音降噪达到最佳，同时能避免大量积尘及昆虫吸附在通道内，影响外观效果。3、消防问题热通道内的烟囱效应会造成消防上的隐患，因此，在设计热通道时应与