淺析嚴寒地區(qū)應用雙層玻璃幕墻策略

文/謝曉琳、呂晶 沈陽城市建設學院 遼寧沈陽 110000

早在1931年，柯布西耶曾為巴黎難民城提出“用雙層外皮抵御外部氣候”的概念，他建議把玻璃做成雙層的，兩層間距5-10cm，其間有熱空氣流通，他在為難民城所做的設計中便采用了這種“中性墻壁”。

據(jù)歐洲大量文獻介紹，雙層幕墻系統(tǒng)具有較大的節(jié)能潛力，它采用可循環(huán)使用的材料，建造速度快，對運輸及施工場地要求小，同時又可創(chuàng)造出極具時代感的建筑風格，被公認為具有“生態(tài)”意義的建造方式，近十余年來，在歐洲發(fā)達國家得以廣泛應用。據(jù)統(tǒng)計：僅在德國便已建成上百棟雙層玻璃幕墻建筑。雙層玻璃幕墻可以為建筑提供一個溫度緩沖層，其在冬季被動式利用太陽能方面的潛力已經(jīng)得到公認。通常在設計使用時要注意到一些問題：進出風口之間的間距盡量遠。通常進風口的高度不大于空氣間層的深度，并且風口之間最好交錯放置，避免排出的廢氣再度進入室內。進出風口的設計應有利于空氣的流動，同時要防止雨水、鳥類的進入。當空氣間層中還有遮陽構件系統(tǒng)時，應注意其放置位置，它與內外層界面都要留有足夠的空間，使之不影響空氣的流通。其底部邊緣應防止擺動而發(fā)出噪聲。

1、雙層玻璃幕墻是一種適合嚴寒地區(qū)氣候特點的公共建筑表皮類型。它具有幾個鮮明的優(yōu)點

(1)夏季，在遮陽百葉和通風空腔的共同作用下，雙層玻璃幕墻的防熱能力優(yōu)于單層玻璃幕墻。

(2)冬季，通過太陽對空腔內空氣的預熱，封閉空腔可以形成其空氣溫度高于室內的“氣候緩沖層”，有效地降低建筑表皮的熱損失，使用高透玻璃還可以高效利用太陽能。

(3)因外“皮”的存在，降低了建筑內“皮”上的風壓，因而使得高層建筑在春秋季節(jié)通過空腔實現(xiàn)間接的通風成為可能，而這在傳統(tǒng)高層建筑中是不可實現(xiàn)的。僅此一舉便可以大大降低高層建筑中機械通風所需的能耗。在SARS流行之后，這種自然通風的潛力更顯示了新的價值。

(4)產(chǎn)生環(huán)境噪音。

(5)安全保護功能。

(6)可以用集中式（井－箱式）或分散式（雙制式模塊）方法進行熱量回收

(7)降低噪音據(jù)。

(8)雙層玻璃幕墻具有與透光保溫材料（TWD）結合的潛力，：首先，從采光其次，從采暖角度，TWD的蓄熱能力遠勝于空氣，第3,夏季使用遮光材料對WD形成遮擋后反而可以進一步減少進光和進熱。

但是雙層玻璃幕墻也存在缺點：比如因為構造復雜，導致建筑立面的清潔及維護費用增高。造價偏高。附加的投資對改善人類的生態(tài)環(huán)境具有積極的意義，但建筑的業(yè)主很難在有限的期限內收回其額外投資。單算經(jīng)濟帳，在市場經(jīng)濟條件下是難以操作的。

2、在嚴寒地區(qū)設計雙層皮玻璃幕墻時我們通常要注意以下問題

(1)必須設置可調節(jié)的通風口（手動或智能控制）。

(2)綜合考慮適應氣候、清潔維護及檢修等因素，空腔間距不宜小于400mm。

(3)空腔內的遮陽裝置必須是“可調節(jié)”的（整體收放、葉片旋轉）

(4)表面穿孔的鋁合金百葉簾是較佳選擇。

(5)百葉簾以靠近外側玻璃為佳。

(6)內層玻璃以使用高透、低鐵型low－E玻璃為宜，外層使用高透型安全玻璃即可。

(7)建筑師應該為未來的用戶提供使用導則，以免因用戶的不當使用而降低雙層玻璃幕墻的節(jié)能功效。

3、綜上所述，雙層表皮一定要著重注意通風系統(tǒng)的設計。通風構件系統(tǒng)的作用方式根據(jù)多層表皮的建造方式，具體可分為三種

3.1 盒形窗戶式

每個窗戶間隔單獨形成一個完整的通風循環(huán)。這種方法可以避免因為風壓和熱壓過強而發(fā)生紊流?？諝忾g層要有一定的深度以保證一定量的通風，除去又可能集中在外層界面內的表面上的潮氣。還有助于避免噪音或氣味在開間和房間之間相竄。這種一種可以在較為封閉開有矩形窗的傳統(tǒng)立面形式下形成多層表皮結構的方式。

3.2 通風井與盒形窗戶組合式

這是盒形窗戶通風的一種特殊形式，它是由盒形窗戶和連續(xù)的垂直通風空腔形成一組整體的系統(tǒng)。垂直通風空腔貫穿幾層甚至貫穿整個建筑立面，以形成拔風效應，并在每一層都通過旁通管與相鄰的盒形窗戶相連，通過拔風效應將窗盒中的空氣吸入空腔內，升至上部的排風口排出。作為一種輔助手段，也可以通過機械抽風將空氣吸入垂直空腔中，以彌補自然通風的不足。因為通過垂直空腔具有了更強的通風能力，所以這種方式對外層表皮的開啟要求較少，這對于隔音性能也有積極的意義。由于垂直通風空腔的高度受到一定限制，因此這一方式適用于較低層建筑。

3.3 走廊式

這種方式中表皮之間的空腔根據(jù)樓層來劃分，以每一層為整體單元進行通風。這種方式有可能在建筑角部出現(xiàn)不同的空氣壓力，通常的做法是將角部的空間隔死以防止這種情況的發(fā)生，在走廊的其余部分空氣壓力差異極小，因此有利于自然通風。外層表皮的進出風口應靠近樓板和天花板的位置，并且出入口交錯設置，避免吸入下層出風口排出的廢氣。

雖然現(xiàn)在建筑師、工程師們致力于在建筑中完全應用自然通風，但在目前的情況下并不是在任何環(huán)境中都能滿足需求的。為了解決這一矛盾，常采用混合模式這一折衷處理方式。這在舊建筑改造中尤為有效。該通風模式一般可分為二種操作方式:第一分區(qū)型:空調和自然通風用于建筑的不同區(qū)域。第二補充型:空調和自然通風在建筑的同一區(qū)域內部都可以使用。

簡言之，雙層玻璃幕墻具有較優(yōu)異的氣候適應性，但因為造價偏高，因而目前在中國嚴寒地區(qū)具有應用上的局限性。但隨著建筑節(jié)能法規(guī)的嚴格及雙層玻璃幕墻的大量推廣，其相對價格和絕對價位均會下降。