双层呼吸式幕墙技术在建筑工程中的运用

刘明峰

摘    要：近年来我国科技水平的提升，建筑行业的施工技术在不断的提高。双层呼吸式幕墙逐渐成为现代建筑建设中使用的主流幕墙，双层呼吸式幕墙具有透明性的特点，其主要是在普通的玻璃墙外加上一层玻璃幕墙，不仅具有美观和环保的特点，幕墙的中间包含隔热板装置，还能使室内的空气不受气候变化而发生变化。本文就双层呼吸式幕墙技术在建筑工程中的运用展开探讨。

关键词：双层呼吸式幕墙技术;操作原理;性能;建筑工程

1  双层呼吸式幕墙技术的原理

双层呼吸式幕墙就是把呼吸式幕墙与电子计算机系统结合起来，这也是智能化建筑基础上把建筑配套设施进行适当的控制。而在幕墙材料、太阳能等充分利用起来进行改进，并利用计算机网络实施有效调节空气、温度及光纤，以此节省建筑工程所用的能源，进一步降低费用。这种幕墙技术具有保温隔热的功能，在进入夏季时，将铝合金通风百叶打开，主要利用空气流动热压原理和烟囱效应等优点，促使双层幕墙由其进气口的位置进行空气吸入处理，使得吸入的空气能进入到热通道中，在热通道中的气体出现受热情况时，就会出现由下向上的热运动，这些热气体会通过出气口排到外面，从而有效降低内层幕墙的温度，使其产生隔热的作用。双层幕墙冬季保温工作状态下，需要对外层幕墙的铝合金通风百叶关闭处理，促使热通道内能够形成温室。在白天的时候，阳光的照射会促使温室内的空气进行蓄热，并出现温度升高的情况，促使内层幕墙的外片玻璃的温度也随之升高，这会导致内层幕墙内外的温差有所降低，使得室内热量向外扩散的运动受到阻碍。在夜间的时候，室外温度会出现降低的情况，由热通道内蓄热空气对外层幕墙进行热量补充处理，而室内的热量能够得到，使得室内无论是在白天还是在夜晚，其温度都能得以保持。在应用双层呼吸式幕墙时，主要是基于“烟囱效应”与“温室效应”的原理，对节能问题加以解决。双层呼吸式幕墙技术在实际使用时，热通道的出现能够促使双层幕墙在夏季时，有效节省制冷的费用，在冬季的时候，室内的取暖费用也能得到减少。双层呼吸式幕墙技术在应用时，其本身所具有的内外双层构造和内层全密封方式，能够使双层幕墙的隔声性更高，室内的生活和工作都不会受到外界的干扰。而在不开窗的情况下，使用双层呼吸式幕墙技术，在建筑工程中的热通道都能够将自然空气传到室外，为室外提供更加新鲜的空气，使室内的舒适度得以提升，且高层建筑单纯依赖暖通设备机械通风所带来的问题将有效降低。

2  呼吸式幕墙的优点

纵观国内外呼吸式幕墙的应用现状，结合笔者的工作实践经历，呼吸式幕墙具有以下特点：一是呼吸式幕墙的应用有效的解决了建筑节能的问题，呼吸式幕墙所选择的材料以及结构可以有效降低资源能源的消耗。据相关数据统计，呼吸式幕墙所选择的双层材料相比单层的幕墙要节能50%，大大提高了建筑节能的效果;其次呼吸式幕墙具有很强的环保性。呼吸式幕墙所选择的玻璃主要选择的是无透明的玻璃，这种玻璃能够克服单层玻璃中的光污染，另外呼吸式幕墙也可以避免反辐射的作用，有效的提高了光热的吸收;最后实用呼吸式幕墙可以大大提高使用的舒适性。我们知道呼吸式幕墙的隔音性要大大高于单层的幕墙，进而给人们一个舒适的环境，尤其是选择使用呼吸式幕墙可以避免直接开窗而导致的强风直吹，通过呼吸式幕墙可以实现空气之间的转换，进而降低因为各种设备给室内温度等方面带来的弊病。

3  应用实例分析

3.1 工程概况

某某新楼处在上海市中山北二路，是一栋有18层的办公大楼。为顺利完成业主的建筑节能愿望，并处在阳光充沛的条件下，东面、西面及南面选择多幅双层呼吸式玻璃幕墙，北立面挑选单层玻璃幕墙，不仅可以提升建筑工程的节能效果，也可以丰富外立面，并兼顾整个工程的造价。外幕墙总面积达到17500m2，双层幕墙面积则为3620m2。该建筑的南立面、竖线条密集的位置则为双层玻璃幕墙。

3.2  外层单元式幕墙

在外层幕墙的具体设计上，选择了竖明横隐的铝合金杆件单元系统，可视部位采用6+1.52PVB+6钢化夹胶玻璃作为面板材料，既保证视觉通透，又能在钢化玻璃自爆时避免玻璃碎片落下伤人。窗间位置设计成电动铝板内倒窗，便于控制通风量，同时通过上悬和下悬的方式分成出风口和进风口。夏热时打开进出风口，让通道内的热空气流动并带走热量，类似于呼出与吸入;冬冷时则关闭进出风口，让被阳光晒热的空气停留，从而起到建筑节能的作用。为解决下雨关窗不及时，雨水被风吹入的问题，在腔体下边开设了排水孔。为增加美观，铝板窗外侧还设置了梭形铝百叶。由于单元式幕墙板块可以在工厂加工组装，故对保证产品质量大有好处;单元板运到工地吊装，既节省了材料堆放场地，也无需搭设脚手架，缩短了施工周期。双层幕墙窗间部位的纵剖面，双层幕墙可视部位的横剖面。

3.3  内层构建幕墙

相比较而言，内层幕墙的设计更为简单，设置在层面至梁底之间，通过明框式铝合金立杆、横杆系统等设施，能有效预防阳光过多带来的辐射。中间设置一部分上悬窗，在综合思考消防的同时，从而满足吸收室外新鲜空气的实际需要。为便于完成清洁维护的要求，在每个楼层每幅双层幕墙室内均设置1扇检修门。

3.4  保溫和隔热

传统幕墙热工方面主要缺点就是无法兼顾保温和隔热，而双层呼吸式幕墙中特殊构造设计可以实现冬季保温和夏季隔热双重功能。

3.5  防火设计分析

依据双层呼吸式幕墙规范对防火设计的具体要求，建筑工程的幕墙必须在各楼层间设计一系列连续的防火封堵，并满足规定的耐火时限。采用内层幕墙设计在楼层之中，应该在梁底部位设置防火封堵，但内层、外层幕墙间的横向封堵出现问题。因此，所设计的热通道通风方向设置左右单元板间交叉排列的方法，即：在下部进风口位置，新风需要由两侧单元板上部的出风口排出来，从而提升通风效果。原先设置的防火封堵左边高、右边低，如果高度不相同，并未处于连续状态，这也是幕墙规范规定中并不允许的内容。基于此，要在单元幕墙立杆背后设置竖向防火封堵，并把邻侧不同高度之间的横向封堵连为一体，组成与古城墙头类似的形状，并连续实现防火隔断，从而达到标准规范的要求。

3.6  阻隔噪音

由于双层呼吸式幕墙采用的双层结构之间有一个相当宽的空气通道，而空气对声波的阻尼系数较大，所以，双层呼吸式幕墙不需安装隔音材料也可达到良好的隔音效果。

3.7  防雷设计分析

依据建筑工程规范设计的各项要求，建筑工程所设计的幕墙均由自身组建避雷体系，并与主体结构中的防雷系统连接起来。在充分了解主体建筑每隔两层均设计压环预留避雷埋板的方法，幕墙也必须在相同的楼层内设置防雷措施。通过镀锌扁钢依托幕预埋件形成与之对应的幕墙均压环，并能够与主体建筑预留避雷埋板之间实现连接。建筑工程外层幕墙本层单元板使用柔性铜导线与幕墙均压环实现连接，另一层并未设置均压环单元板则与本层单元板跨接实现导通。对节点进行构造设计时，原想直接运用建筑避雷埋板焊接镀锌扁钢，以此形成幕墙均压环，但现场所用的避雷埋板数量偏少、两者之间存在较大间隔，难以促使镀锌扁钢保持到最理想的位置上。

4  结语

呼吸幕墙是一项新兴技术产品，集暖、热、光、幕墙材料等技术于一体，是幕墙技术发展的一个趋势，目前，我国呼吸幕墙刚刚兴起，因此，值得我国从事幕墙工程的有关人员加以重视，积极研究开发，积累经验并逐步进行推广。

参考文献：

[1] 田岳.呼吸式双层玻璃幕墙应用与于建筑外墙装饰施工中的效果探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（33）.

[2] 邱真.试论双层呼吸式幕墙在建筑中的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（18）.