雙層通風幕墻設(shè)計

雙層通風幕墻設(shè)計（轉(zhuǎn)趙西安老師的文章）99%的門窗幕墻人，都點了上方關(guān)注門窗幕墻聯(lián)盟吧筆者2001年11月考察了歐洲一些通風幕墻工程，本文對通風幕墻的技術(shù)和它的應(yīng)用作一些介紹。一、概述雙層通風幕墻20世紀90年代在歐洲出現(xiàn)，并逐漸得到應(yīng)用，尤其在德國，應(yīng)用更為廣泛，它對提高幕墻的保溫、隔熱、隔聲功能起很大的作用。目前國內(nèi)也在設(shè)計建造雙層通風幕墻。1?雙層通風幕墻的組成雙層通風幕墻不同于傳統(tǒng)的單層幕墻，它由內(nèi)、外兩道幕墻組成。內(nèi)幕墻一般采用明框幕墻或活動窗，或開有檢修門，便于維護、清潔；外幕墻可采用有框幕墻或點支玻璃幕墻。內(nèi)外幕墻之間形成一個相對封閉的空間，空氣可以從下部進風口進入這一空間，又從上部排風口離開這一空間，這一空間經(jīng)常處于空氣流動狀態(tài)，稱之為熱通道，熱量在這空間內(nèi)流動。因此雙層通風幕墻又稱熱通道幕墻或呼吸式幕墻。由于這種幕墻的基本特征是：雙層幕墻和空氣流動、交換，所以本文稱之為雙層通風幕墻。2?雙層通風幕墻的分類（1）封閉式內(nèi)通風幕墻封閉式內(nèi)通風幕墻從室內(nèi)的下通道吸入空氣，在熱通道內(nèi)上升至上部排風口，從吊頂內(nèi)的風管排出。這一循環(huán)在室內(nèi)進行，外幕墻完全封閉（圖1a）。圖1（a）封閉式通風幕墻（b）開敞式通風幕墻由于進風口是室內(nèi)空氣，熱通道中空氣溫度與室內(nèi)基本相同，這就大大節(jié)省了取暖和制冷的能源消耗。這種形式的幕墻對取暖地區(qū)更為有利。由于內(nèi)封閉通風幕墻的循環(huán)要靠機械系統(tǒng)，對設(shè)備有較高的要求。封閉式通風幕墻的外幕墻密閉，通常采用中空玻璃，名框幕墻的鋁型材應(yīng)采用斷熱鋁型材。內(nèi)幕墻則采用單層玻璃幕墻或單層鋁門窗。內(nèi)外幕墻之間通道寬常為150mm-300mm。也有一些工程為檢修、清洗方便，寬度可取為500mm-600mm。為提高節(jié)能效果，通道內(nèi)設(shè)電動百頁和電動卷簾。作封閉式通風幕墻的一個例子--美國紐約西方化工中心大廈（1980）。外幕墻中空玻璃，內(nèi)幕墻單層玻璃。空氣從地板下的風道進入，上升至樓板下的風道排走。通道內(nèi)裝有光感控制的電動百頁。（2）開敝式外通風幕墻與內(nèi)通風幕墻相反，開敝式外通風幕墻是封閉的，采用中空玻璃；外幕墻采用單層玻璃，設(shè)有進風口和排風口，利用室外進入，經(jīng)過熱通道帶走熱量，從上部排風口排出，減少太陽輻射熱的影響，節(jié)約能源。它無須專用機械設(shè)備，完全靠自然通風，維護和運行費用低(圖1b)。是目前應(yīng)用最廣泛的形式。開敝式外通風幕墻的風口可以開啟和關(guān)閉(圖2)。夏季開啟上、下風口，進行自然保溫作用。(a)冬季(b)夏季圖2幕墻氣流控制.通風幕墻的效果采用雙層通風幕墻的最直接效果是節(jié)能。比單層幕墻采暖時節(jié)能40%-60%。制冷時節(jié)能40%-60%。其次，采用雙層幕墻隔音效果十分顯著，大大改善室內(nèi)使用條件。.主要問題雙層幕墻技術(shù)較復(fù)雜，又多了一道外幕墻，造價較高。此外，由于建筑面積要損失2.5%-6.5%，開發(fā)商比較注意這一經(jīng)濟指標。雙層幕墻在德國1994-1998年為高峰期，建造得很多。最近情況有些變化，1999年建成的法蘭克福市最高建筑梅因塔樓經(jīng)過方案比較，不再采用雙層幕墻，改為單層幕墻帶平行外推窗的新通風方案。二、外通風幕墻的氣流組織.組織方式一如圖3所示，水平方向以柱間為單元，豎直方向以一層為一個單元，每個單元單獨組織進風與排風。一般從樓板面進風，在頂棚下面出風口排風，直上直出，氣流簡捷阻力小，相應(yīng)地氣流過于強烈。圖3方式一圖4方式二.組織方式二這種方式是以柱間為單元，一個柱間全高打通，成為排風豎井，從建筑頂部排風到室外，相鄰柱間則各層隔開，從本層下部進風口進風，在上部排風口向相鄰排風豎井排風（圖4）。圖5-圖6為采用這種氣流組織方式的一個實例：德國杜塞多夫市ARAG2000大廈。從圖9最上一層幕墻外觀可見，各層有通長的進風口，帶百頁，但無本層排氣口；而在女兒墻下可見到豎井的統(tǒng)一排風口。熱通道寬600mm，每隔一個柱間有一個地面格柵，上、下形成排風豎井。圖5ARAG2000雙層幕墻的氣流組織圖6ARAG2000幕墻外觀.組織方式三為避免直上直下方式風速過大。氣流過于激烈，可采用各層錯開進風口和排風口，使氣流轉(zhuǎn)向相鄰柱間排風口的組織方式（圖7）。采用這種方式的一個例子就是德國杜塞多夫DusseldorferStadttors（高80m）,從圖8中可見其1.0m寬的通道中每隔一柱間有一個格柵，這就是進風口，氣流上升至頂棚，由錯開布置的排風口排出（圖9）。圖7方式三圖8德國杜塞多夫Stadttors大廈熱通道內(nèi)觀圖9DusseldorferStadttors大廈幕墻4.組織方式四這種方式打破一層作為一個通風單元的格局，從各層進風口來的新風，全部匯集至頂層頂部總排風口排出。借助于房屋全高產(chǎn)生的壓差，可以形成強烈的通風氣流（圖10）。圖11是采用這種方式的科隆VictoriaEnsemble大廈，由圖可見，熱通道上、下是開敝的，各層全通，多層進風，頂部集中排風。圖10方式四圖11采用方式（四）的建筑物德國科隆.VictoriaEnsembles.氣流組織的幾個例子（1）德國漢堡Buro-undGeschaftshaus大廈圖12德國漢堡，Buro-undGeschaftshausValentinskamp/Caffamacherreihe（a）豎向剖面（b）隔板處的豎向剖面（c）水平單元分界圖13紐倫堡商業(yè)塔樓雙層幕墻構(gòu)造采用最普通的小通風單元，即方式一（圖12）。平面上每一個柱間都加以封閉，氣流在小單元中流動。（2）德國紐倫堡塔樓采用方式一的氣流組織，每層、每柱間為一個通風單元（圖13）。（3）德國波恩BML大廈BML大廈基本采用方式四的氣流組織，氣流從建筑物下部總進風口進氣，然后從建筑物頂部總排風口排出。但中部樓層的點支式外幕墻在窗口部分可以象玻璃門一樣旋轉(zhuǎn)開啟，打開后可以補充進風。這是一種復(fù)合形的氣流組織形式（圖14）。圖14波恩，BM（4）德國海德堡印刷公司辦公樓內(nèi)幕墻為有框幕墻，外幕墻點支，采用方式三的氣流組織，同一柱間進風口與排風口各層交錯，氣流曲折上升，減低速度（圖15）。圖15德國海德堡印刷公司辦公樓通風幕墻，進風口與排風口各層交錯，形成曲折氣流三、雙層通風幕墻的工程應(yīng)用1.法蘭克福商業(yè)銀行法蘭克福商業(yè)銀行是該市最高建筑之一，建筑高度258m，桅桿高度298m。平面為圓角三角形，中間樓層設(shè)了多個空中花園。本工塔樓幕墻為三層包復(fù)構(gòu)造，可以實現(xiàn)自然通風和遮陽兩大功能。內(nèi)幕墻采用中空玻璃，外幕墻用單層玻璃起遮檔作用。中間設(shè)電動百頁。外幕墻有進風口和排風口，空氣經(jīng)過每層下部魚