雙層呼吸式幕墻技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用

劉珊珊

（浙江飛龍裝飾工程有限公司，浙江 義烏 322000）

當(dāng)前建筑工程中，玻璃幕墻的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，也促使人們的生活逐漸豐富。玻璃幕墻的外觀能夠滿足現(xiàn)代人審美的需求，這就使得玻璃幕墻的需求量不斷增加，而其在建筑裝飾上的應(yīng)用也逐漸廣泛。但普通玻璃幕墻在建筑工程中應(yīng)用時(shí)，其使得能源的消耗量會(huì)出現(xiàn)增加的情況，且使得室內(nèi)的空氣質(zhì)量無(wú)法得到保證。對(duì)于普通玻璃幕墻中存在著問(wèn)題，節(jié)能環(huán)保型幕墻的研究和應(yīng)用逐漸成為人們關(guān)注和重視的重要內(nèi)容，雙層呼吸式幕墻技術(shù)不僅能使得人們對(duì)外觀美觀的要求得到滿足，又可以有效節(jié)省資源。

1 雙層呼吸式幕墻技術(shù)的原理

雙層呼吸式幕墻就是把呼吸式幕墻與電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，這也是智能化建筑基礎(chǔ)上把建筑配套設(shè)施進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。而在幕墻材料、太?yáng)能等充分利用起來(lái)進(jìn)行改進(jìn)，并利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施有效調(diào)節(jié)空氣、溫度及光纖，以此節(jié)省建筑工程所用的能源，進(jìn)一步降低費(fèi)用。這種幕墻技術(shù)具有保溫隔熱的功能，在進(jìn)入夏季時(shí)，將鋁合金通風(fēng)百葉打開(kāi)，主要利用空氣流動(dòng)熱壓原理和煙囪效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，促使雙層幕墻由其進(jìn)氣口的位置進(jìn)行空氣吸入處理，使得吸入的空氣能進(jìn)入到熱通道中，在熱通道中的氣體出現(xiàn)受熱情況時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)由下向上的熱運(yùn)動(dòng)，這些熱氣體會(huì)通過(guò)出氣口排到外面，從而有效降低內(nèi)層幕墻的溫度，使其產(chǎn)生隔熱的作用。雙層幕墻冬季保溫工作狀態(tài)下，需要對(duì)外層幕墻的鋁合金通風(fēng)百葉關(guān)閉處理，促使熱通道內(nèi)能夠形成溫室。在白天的時(shí)候，陽(yáng)光的照射會(huì)促使溫室內(nèi)的空氣進(jìn)行蓄熱，并出現(xiàn)溫度升高的情況，促使內(nèi)層幕墻的外片玻璃的溫度也隨之升高，這會(huì)導(dǎo)致內(nèi)層幕墻內(nèi)外的溫差有所降低，使得室內(nèi)熱量向外擴(kuò)散的運(yùn)動(dòng)受到阻礙。在夜間的時(shí)候，室外溫度會(huì)出現(xiàn)降低的情況，由熱通道內(nèi)蓄熱空氣對(duì)外

層幕墻進(jìn)行熱量補(bǔ)充處理，而室內(nèi)的熱量能夠得到，使得室內(nèi)無(wú)論是在白天還是在夜晚，其溫度都能得以保持。在應(yīng)用雙層呼吸式幕墻時(shí)，主要是基于“煙囪效應(yīng)”與“溫室效應(yīng)”的原理，對(duì)節(jié)能問(wèn)題加以解決。雙層呼吸式幕墻技術(shù)在實(shí)際使用時(shí)，熱通道的出現(xiàn)能夠促使雙層幕墻在夏季時(shí)，有效節(jié)省制冷的費(fèi)用，在冬季的時(shí)候，室內(nèi)的取暖費(fèi)用也能得到減少。雙層呼吸式幕墻技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，其本身所具有的內(nèi)外雙層構(gòu)造和內(nèi)層全密封方式，能夠使雙層幕墻的隔聲性更高，室內(nèi)的生活和工作都不會(huì)受到外界的干擾。而在不開(kāi)窗的情況下，使用雙層呼吸式幕墻技術(shù)，在建筑工程中的熱通道都能夠?qū)⒆匀豢諝鈧鞯绞彝?，為室外提供更加新鮮的空氣，使室內(nèi)的舒適度得以提升，且高層建筑單純依賴暖通設(shè)備機(jī)械通風(fēng)所帶來(lái)的問(wèn)題將有效降低。

2 雙層呼吸式幕墻的性能與結(jié)構(gòu)分析

當(dāng)前，在人們環(huán)保意識(shí)逐漸提升的條件下，節(jié)能和環(huán)保逐漸成為世界各國(guó)關(guān)注和重視的內(nèi)容，建筑行業(yè)也隨之受到關(guān)注。發(fā)展環(huán)保型建筑，使得能源的消耗得以降低，已經(jīng)不斷成為現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向。建筑幕墻作為建筑節(jié)能的主體，也需要進(jìn)行技術(shù)革新，促使其能源的消耗量有效降低，在提倡綠色環(huán)保的基礎(chǔ)上，促使其逐漸成為幕墻發(fā)展中的主要方向。在這一背景下，雙層呼吸式幕墻技術(shù)也在不斷地推廣應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)先在西歐國(guó)家加以應(yīng)用，其應(yīng)用效果比較顯著，在我國(guó)引進(jìn)雙層呼吸式玻璃幕墻技術(shù)時(shí)，雙層玻璃幕墻的基本結(jié)構(gòu)由內(nèi)外兩層玻璃幕墻組成，在兩層玻璃幕墻中間進(jìn)行熱通道預(yù)留處理，使其在幕墻通風(fēng)設(shè)備的開(kāi)關(guān)打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)，促使空氣能夠在雙層幕墻中間加以流通，在窗戶打開(kāi)時(shí)，建筑工程房間內(nèi)就能夠?qū)崿F(xiàn)通風(fēng)換氣。

雙層呼吸式幕墻主要呈現(xiàn)出來(lái)的是單元式雙層幕墻結(jié)構(gòu)，幕墻的內(nèi)層在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，主要使用的是玻璃鋁板，是玻璃鋁板外觀上呈現(xiàn)出明框的結(jié)構(gòu)形式。在橫龍骨實(shí)施板塊座裝置處理，為促使其能夠更加封閉，在幕墻的內(nèi)外帽內(nèi)進(jìn)行密封膠條裝置處理。同時(shí)，在雙層呼吸式幕墻面板處，主要使用兩道膠條的密封防水，在插接的部位進(jìn)行密封處理。通常情況下，采用的是4道膠條，使得密封效果更好。雙層呼吸式幕墻的開(kāi)啟扇主要選擇的是外平開(kāi)窗，而這樣設(shè)計(jì)就不會(huì)對(duì)室內(nèi)的空間加以占據(jù)，能使室內(nèi)的有效使用面積得以增加。開(kāi)啟扇的角度也較為有限，在限位裝置實(shí)施后，需要對(duì)開(kāi)啟的角度加以調(diào)整和控制，防止出現(xiàn)窗扇與外層玻璃碰撞的情況。雙層呼吸式幕墻的外層幕墻包含有玻璃板塊和通風(fēng)百葉單元板塊等內(nèi)容。玻璃板塊主要通過(guò)幕墻豎框上裝置的連接件加以連接，其在具體連接時(shí)，主要使用4點(diǎn)連接的方式連接。在幕墻的通風(fēng)口處安裝防塵裝置，這一裝置能使得進(jìn)入空氣層的空氣加以清潔，而在空氣熱壓作用下，室內(nèi)外的空氣交換能有效提升室內(nèi)的空氣質(zhì)量。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 工程概況

??新樓處在上海市中山北二路，是一棟有18層的辦公大樓。為順利完成業(yè)主的建筑節(jié)能愿望，并處在陽(yáng)光充沛的條件下，東面、西面及南面選擇多幅雙層呼吸式玻璃幕墻，北立面挑選單層玻璃幕墻，不僅可以提升建筑工程的節(jié)能效果，也可以豐富外立面，并兼顧整個(gè)工程的造價(jià)。外幕墻總面積達(dá)到17500m2，雙層幕墻面積則為3620m2。該建筑的南立面、豎線條密集的位置則為雙層玻璃幕墻，如圖1所示。

圖1 ＊＊新樓外立面效果圖

3.2 雙層幕墻的設(shè)計(jì)分析

通過(guò)與建筑工程師設(shè)計(jì)交底及技術(shù)溝通后，明確外層玻璃幕墻選取單元式的構(gòu)造方法。內(nèi)層玻璃幕墻則使用不跨層構(gòu)件式的構(gòu)造方法。內(nèi)層和外層幕墻玻璃面之間的間距設(shè)置為670mm，利用外通風(fēng)的形式，即：把進(jìn)出風(fēng)口設(shè)計(jì)在外層幕墻之上，如圖2所示。

圖2 雙層幕墻剖面顯示

（1）外層單元幕墻。因橫滑式結(jié)構(gòu)滿足主體結(jié)構(gòu)的要求，具有變形能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此，該建筑工程設(shè)計(jì)的單元幕墻選取橫滑式系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)在玻璃接縫位置選取兩條膠條進(jìn)行搭接，以此組成第1道防水屏障。在綜合考慮結(jié)構(gòu)防水性能的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)排水實(shí)施深化設(shè)計(jì)，即：?jiǎn)卧暹B接十字交叉位置設(shè)計(jì)多功能插芯，板塊之間橫向利用多功能插芯連接實(shí)施定位，并傳遞相應(yīng)的荷載。此外，這種插芯能確保板塊橫向拼縫間的直線度、整幅幕墻的平整性。對(duì)外層幕墻進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)時(shí)，挑選豎明橫隱鋁合金桿件單元系統(tǒng)，可視位置選取鋼化夾膠玻璃當(dāng)做面板材料，不僅可以保障視覺(jué)通透，也能防止鋼化玻璃自爆狀況下，防止玻璃碎片傷到他人。在夏熱狀態(tài)下，打開(kāi)進(jìn)出風(fēng)口，確保通道中的熱空氣流動(dòng)并帶走相應(yīng)的熱量，與人體空氣的呼出與吸入相似。處在冬冷環(huán)境下，需要關(guān)閉進(jìn)出風(fēng)口，確保被陽(yáng)光曬熱的空氣得以停留，發(fā)揮建筑節(jié)能的功能。為有效解決下雨時(shí)未及時(shí)關(guān)窗，雨水吹向人的問(wèn)題，在腔體下部設(shè)計(jì)排水孔。為增強(qiáng)墻體的美觀效果，鋁板窗的外側(cè)還設(shè)計(jì)相應(yīng)的梭形鋁百葉。因單元式幕墻板塊能夠在工廠進(jìn)行加工組裝，因此，在保障產(chǎn)品質(zhì)量上有較大的益處。雙層幕墻可視處橫剖效果見(jiàn)圖3所示。

圖3 雙層幕墻可視位置橫剖面

（2）內(nèi)層構(gòu)建幕墻。相比較而言，內(nèi)層幕墻的設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單，設(shè)置在層面至梁底之間，通過(guò)明框式鋁合金立桿、橫桿系統(tǒng)等設(shè)施，能有效預(yù)防陽(yáng)光過(guò)多帶來(lái)的輻射。中間設(shè)置一部分上懸窗，在綜合思考消防的同時(shí)，從而滿足吸收室外新鮮空氣的實(shí)際需要。為便于完成清潔維護(hù)的要求，在每個(gè)樓層每幅雙層幕墻室內(nèi)均設(shè)置1扇檢修門。

（3）設(shè)計(jì)合理的熱通道。所設(shè)計(jì)的熱通道直接影響雙層幕墻自身的節(jié)能效果。因建筑工程紅線的限制，內(nèi)層與外層之間的間距僅為670mm，并未滿足1000mm這一理想尺寸?；诖耍荒苓x用通風(fēng)效率相對(duì)偏高的鋼格柵作為馬道，這種設(shè)計(jì)能有效減小斷面，盡可能確?？諝舛嗔魍?，也可以當(dāng)做工作走道應(yīng)用。此外，每層通道上端均設(shè)計(jì)電動(dòng)鋁百葉，依據(jù)實(shí)際需求，用于放下來(lái)遮蔽陽(yáng)光，確保室內(nèi)溫度處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

（4）防火設(shè)計(jì)分析。依據(jù)雙層呼吸式幕墻規(guī)范對(duì)防火設(shè)計(jì)的具體要求，建筑工程的幕墻必須在各樓層間設(shè)計(jì)一系列連續(xù)的防火封堵，并滿足規(guī)定的耐火時(shí)限。采用內(nèi)層幕墻設(shè)計(jì)在樓層之中，應(yīng)該在梁底部位設(shè)置防火封堵，但內(nèi)層、外層幕墻間的橫向封堵出現(xiàn)問(wèn)題。因此，所設(shè)計(jì)的熱通道通風(fēng)方向設(shè)置左右單元板間交叉排列的方法，即：在下部進(jìn)風(fēng)口位置，新風(fēng)需要由兩側(cè)單元板上部的出風(fēng)口排出來(lái)，從而提升通風(fēng)效果。原先設(shè)置的防火封堵左邊高、右邊低，如果高度不相同，并未處于連續(xù)狀態(tài)，這也是幕墻規(guī)范規(guī)定中并不允許的內(nèi)容?；诖?，要在單元幕墻立桿背后設(shè)置豎向防火封堵，并把鄰側(cè)不同高度之間的橫向封堵連為一體，組成與古城墻頭類似的形狀，并連續(xù)實(shí)現(xiàn)防火隔斷，從而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，如圖4所示。

圖4 防火隔斷設(shè)計(jì)效果

（5）防雷設(shè)計(jì)分析。依據(jù)建筑工程規(guī)范設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，建筑工程所設(shè)計(jì)的幕墻均由自身組建避雷體系，并與主體結(jié)構(gòu)中的防雷系統(tǒng)連接起來(lái)。在充分了解主體建筑每隔兩層均設(shè)計(jì)壓環(huán)預(yù)留避雷埋板的方法，幕墻也必須在相同的樓層內(nèi)設(shè)置防雷措施。通過(guò)鍍鋅扁鋼依托幕預(yù)埋件形成與之對(duì)應(yīng)的幕墻均壓環(huán)，并能夠與主體建筑預(yù)留避雷埋板之間實(shí)現(xiàn)連接。建筑工程外層幕墻本層單元板使用柔性銅導(dǎo)線與幕墻均壓環(huán)實(shí)現(xiàn)連接，另一層并未設(shè)置均壓環(huán)單元板則與本層單元板跨接實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，原想直接運(yùn)用建筑避雷埋板焊接鍍鋅扁鋼，以此形成幕墻均壓環(huán)，但現(xiàn)場(chǎng)所用的避雷埋板數(shù)量偏少、兩者之間存在較大間隔，難以促使鍍鋅扁鋼保持到最理想的位置上。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雙層呼吸式幕墻技術(shù)在建筑工程中加以應(yīng)用時(shí)，其本身具有美觀性和經(jīng)濟(jì)性、整體性等特征，在建筑工程中具有較大的發(fā)展空間。本次研究從雙層呼吸式幕墻技術(shù)的原理、性能等方面入手，選取某建筑工程實(shí)例，闡述了雙層呼吸式幕墻技術(shù)在工程中的應(yīng)用狀況。

[1]田岳．呼吸式雙層玻璃幕墻應(yīng)用與于建筑外墻裝飾施工中的效果探討[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015,(33)：1476．

[2]邱真．試論雙層呼吸式幕墻在建筑中的應(yīng)用[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì) ,2016,(18)：2796．

[3]袁利國(guó),張婷．雙層可呼吸式弧形玻璃幕墻安裝施工技術(shù)[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016,(11)：322．

[4]于東翔．雙層呼吸式幕墻的分析--以某辦公建筑為例[J]．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016,(20)：953-953．