基于呼吸式雙層玻璃幕墻的建筑外墻裝飾設(shè)計(jì)方法研究

常影

(中恒建筑設(shè)計(jì)院(廣州)有限公司，廣東 廣州 510000)

呼吸式雙層玻璃幕墻具有節(jié)能、降塵的優(yōu)點(diǎn)，能夠保證房屋建筑的空氣清新。同時(shí)，通過(guò)采用呼吸式雙層玻璃幕墻能夠貫徹我國(guó)綠色環(huán)保的裝修理念，能夠在滿足社會(huì)群眾實(shí)際需求的基礎(chǔ)上有效節(jié)約我國(guó)的經(jīng)濟(jì)資源，因此呼吸式雙層玻璃幕墻在我國(guó)房屋建筑的裝修過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。

1 呼吸式雙層玻璃幕墻的工作原理(見圖1)

圖1 呼吸式雙層玻璃幕墻的工作原理

在以往的建筑過(guò)程中許多房屋建筑在裝飾時(shí)會(huì)采用幕墻的形式，利用隱框和明框的裝修方式，甚至還會(huì)存在掩飾玻璃幕墻，而新型的呼吸式雙層玻璃幕墻可以采用鋁合金門窗，大大降低了建設(shè)成本。幕墻通過(guò)雙層設(shè)計(jì)的方式在內(nèi)側(cè)幕墻和外側(cè)幕墻之間構(gòu)造一個(gè)封閉的空腔，讓空氣從外側(cè)幕墻的下部進(jìn)入，并從內(nèi)側(cè)幕墻的上方排出，制造出一個(gè)相對(duì)封閉的通風(fēng)空間，讓房屋內(nèi)的空氣能夠隨時(shí)隨地處于流動(dòng)狀態(tài)。

另外，采用呼吸式雙層玻璃幕墻也能夠有效監(jiān)測(cè)和調(diào)整室內(nèi)熱量，通過(guò)玻璃幕墻將房屋中的熱量進(jìn)行流通交換，甚至能對(duì)房屋中的熱量進(jìn)行重復(fù)利用。同時(shí)，呼吸式雙層玻璃幕墻中的封閉空間能夠形成一定的緩沖區(qū)，讓熱量得到緩沖，達(dá)到主動(dòng)節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑起到更好的保溫效果，實(shí)現(xiàn)保溫節(jié)能的工作目標(biāo)。

2 呼吸式雙層玻璃幕墻的特點(diǎn)和分類

呼吸式雙層玻璃幕墻如果按照氣流組織形式劃分可以將其劃分為幾種主要類型。

首先，如果將氣流組織形式依照水平方向進(jìn)入，那么雙層玻璃幕墻主要在垂直方向，以樓層為主要單元，每個(gè)單元都具有獨(dú)立的排風(fēng)空間，具有相對(duì)穩(wěn)定的通風(fēng)環(huán)境和通風(fēng)條件，通?？梢詮碾p層頂棚下的廚房口進(jìn)行空氣流通，讓房屋中的空氣流通呈現(xiàn)直上直下的水平流通，這種方式能夠保證房屋建筑中的空氣有效流通，減少空氣流通的阻力。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，也有可能造成房屋建筑的空氣流通過(guò)快，熱量流失過(guò)高，因此需要結(jié)合實(shí)際需求采取不同種類的呼吸式雙層玻璃幕墻。

其次，如果以幕墻柱間的單元為主要分類依據(jù)，那么也可以在垂直方向上進(jìn)行打通，可以形成豎向的排風(fēng)空間，讓呼吸式雙層玻璃幕墻能夠形成垂直的特征，讓空氣通過(guò)每層的下部進(jìn)行進(jìn)風(fēng)，即下部設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，再將空氣在頂層出風(fēng)口進(jìn)行排出，通過(guò)這種方式能夠有效保證空氣的充分流通，比較適用于低層和多層建筑，但隨著建筑高度的持續(xù)增加則有可能導(dǎo)致空氣的流速過(guò)快，對(duì)空氣流通難以控制。此外，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中如果空氣的流速過(guò)快，也有可能導(dǎo)致呼吸式雙層玻璃幕墻的內(nèi)層難以清潔，不能夠?qū)ΣＡнM(jìn)行定期的清理，長(zhǎng)此以往會(huì)造成一定的質(zhì)量問題。因此，需要結(jié)合實(shí)際的裝飾需求進(jìn)行選擇。

再次，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求也可以將呼吸式雙層玻璃幕墻進(jìn)行分層隔開，可以將每一個(gè)層次的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口進(jìn)行錯(cuò)位設(shè)置，讓氣流能夠通過(guò)出風(fēng)口進(jìn)行有效傳遞。錯(cuò)位的組織形式能夠有效避免建筑中空氣流通速度過(guò)快，保證建筑中的空氣穩(wěn)定流通，避免風(fēng)速過(guò)大。同時(shí)，通過(guò)錯(cuò)位設(shè)置的方式也更利于玻璃幕墻的清潔，且可以對(duì)內(nèi)側(cè)玻璃幕墻進(jìn)行有效清潔，使幕墻內(nèi)側(cè)呈現(xiàn)水平形態(tài)，日常維護(hù)成本大大降低。此外，將呼吸式雙層玻璃幕墻進(jìn)行分層設(shè)置，也可以從各層設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，讓氣流從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入后進(jìn)行回轉(zhuǎn)流通，在玻璃墻的頂部設(shè)置排風(fēng)口，利用玻璃層的高壓形成一定的氣流差，進(jìn)而推動(dòng)空氣流通(如圖2所示)。這種方式能夠有效提高空氣流通的穩(wěn)定性，更好地保證建筑內(nèi)的空氣清潔，但如果壓差大，建筑層次過(guò)高就有可能導(dǎo)致氣流傳輸過(guò)快，氣壓過(guò)于強(qiáng)烈，就會(huì)導(dǎo)致房屋中的空氣不穩(wěn)定，造成嚴(yán)重的安全問題。因此，需要根據(jù)實(shí)際的裝飾需求進(jìn)行合理的選擇。

圖2 氣流組織形式呼吸式雙層玻璃幕墻

3 在建筑外墻裝飾設(shè)計(jì)中對(duì)呼吸式雙層玻璃幕墻的具體應(yīng)用

在新形勢(shì)下，呼吸式雙層玻璃幕墻在建筑裝修過(guò)程中具有重要的作用，被廣泛應(yīng)用，根據(jù)不同的房屋建筑設(shè)計(jì)方案和社會(huì)的實(shí)際需求，不同的設(shè)計(jì)方案應(yīng)采用不同類型的呼吸式雙層玻璃幕墻。

3.1 敞開式外循環(huán)體系呼吸式玻璃幕墻中的應(yīng)用

首先，走廊式雙層玻璃幕墻具有一定的特殊性，是外掛式走廊結(jié)構(gòu)，在通風(fēng)層的設(shè)置上具有一定的多元性，需要根據(jù)具體的建筑的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和分析，通常會(huì)采用隔斷形式進(jìn)行設(shè)置，在每一層的外側(cè)幕墻位置設(shè)置通風(fēng)口，通風(fēng)口位于頂棚，這種方式能夠有效地控制并調(diào)節(jié)建筑內(nèi)的實(shí)際通風(fēng)量，并調(diào)整風(fēng)速，在一定程度上能夠保證空氣流通的穩(wěn)定性，減少安全隱患。這種幕墻在冬季的利用也有較好的成效，冬季直射光長(zhǎng)時(shí)間照射走廊的幕墻，使建筑物的熱量增大，內(nèi)部溫度升高，呼吸式玻璃幕墻通過(guò)進(jìn)行熱量收集和熱量調(diào)節(jié)的方式，在一定程度上也能有效減少供暖資源的浪費(fèi)，讓室內(nèi)在冬季保持合理的溫度，更好的節(jié)能減排。

其次，雙層式玻璃幕墻可以根據(jù)建筑的實(shí)際需求進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)，通?？梢圆捎么怪焙退降脑O(shè)計(jì)方式進(jìn)行雙層玻璃幕墻的安裝。但如果建筑物的樓層過(guò)低，也可以對(duì)通風(fēng)口進(jìn)行豎向布置，通常會(huì)將通風(fēng)口設(shè)置在屋頂位置，再通過(guò)雙層玻璃幕墻的方式對(duì)房屋進(jìn)行分割和隔離，在一定程度上還能夠達(dá)到隔音的效果，可以在環(huán)境較為嘈雜的地區(qū)使用，例如街道周邊或交通樞紐周圍的建筑。此外，也可以根據(jù)建筑的實(shí)際情況進(jìn)行豎向通風(fēng)口的設(shè)置，根據(jù)樓層的實(shí)際高度增加豎井深度，讓建筑內(nèi)的空氣流動(dòng)速度保持在合理的范圍，提高建筑的通風(fēng)效率。在夏季十分炎熱的地區(qū)或太陽(yáng)光照較高的地區(qū)，采用豎式雙層玻璃幕墻能夠有效吸收熱能，充分發(fā)揮玻璃幕墻的環(huán)保價(jià)值。此外，也可以將房屋內(nèi)的櫥窗或廚房用氣進(jìn)行換氣，不需要定期開窗進(jìn)行通風(fēng)，為日常生活帶來(lái)了極大的便利。同時(shí)雙層玻璃幕墻也具有良好的隔音效果，能夠有效杜絕外界的噪音，避免噪音對(duì)日常休息時(shí)段帶來(lái)的干擾。但采用豎式雙層玻璃幕墻時(shí)要合理控制建筑的實(shí)際高度，豎式雙層玻璃幕墻并不適用于高層建筑。

3.2 呼吸式玻璃幕墻設(shè)計(jì)與選擇

呼吸式玻璃幕墻相比較傳統(tǒng)的建筑裝修方式具有一定的特殊性，呼吸式玻璃幕墻本身存在通風(fēng)口、出風(fēng)口，玻璃幕墻的寬度也在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在設(shè)計(jì)呼吸時(shí)幕墻的過(guò)程中，也要考慮呼吸式玻璃幕墻的建筑材料，分析呼吸式玻璃幕墻的具體性能，結(jié)合房屋建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)需求以及建筑所處的地理方位和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)選擇合適的呼吸式雙層玻璃幕墻類型，充分利用呼吸式玻璃幕墻的特點(diǎn)，發(fā)揮呼吸式玻璃幕墻促進(jìn)空氣流通的功能和作用，利用呼吸式玻璃幕墻降低房屋建筑的表面溫度，達(dá)到進(jìn)行熱量交換和熱能傳遞的目標(biāo)，從而更好地實(shí)現(xiàn)建筑綠色節(jié)能目的，建筑在綠建評(píng)價(jià)中也能得到更高的分?jǐn)?shù)。其次，在設(shè)計(jì)時(shí)，也可以根據(jù)建筑的地理位置和當(dāng)?shù)爻Ｄ甑臍夂蛱卣?，適當(dāng)減小呼吸式玻璃幕墻通風(fēng)間層的寬度，強(qiáng)化煙囪效應(yīng)，利用呼吸式玻璃幕墻更好地進(jìn)行房屋建筑內(nèi)部的熱量傳遞，從而達(dá)到最佳的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)呼吸式玻璃幕墻節(jié)能環(huán)保的工作理念。最后，要細(xì)化設(shè)計(jì)方案，明確呼吸式玻璃幕墻的安裝位置。在房屋建筑的裝飾過(guò)程中，要對(duì)房屋建筑進(jìn)行測(cè)量放線，明確玻璃幕墻的具體長(zhǎng)度和具體寬度，確定玻璃幕墻的具體設(shè)計(jì)位置，才能夠保證玻璃幕墻安裝到位，并保證整體的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

此外，為了有效延長(zhǎng)玻璃幕墻的使用壽命，讓呼吸式玻璃幕墻發(fā)揮其最佳的使用效果，也要在設(shè)計(jì)時(shí)明確玻璃幕墻的具體安裝位置，必要時(shí)還可以進(jìn)行封頂和封邊處理。另外，玻璃幕墻在應(yīng)用房屋建筑裝修的過(guò)程中，也要保證玻璃幕墻的干凈整潔，讓玻璃幕墻具有良好的密封效果。相關(guān)工作人員必須保證裝修現(xiàn)場(chǎng)的干凈整潔，要對(duì)玻璃幕墻周圍的所有雜物進(jìn)行及時(shí)的清理，對(duì)玻璃幕墻的內(nèi)側(cè)和外側(cè)玻璃進(jìn)行定期的清潔，要保證玻璃幕墻具有良好的密封效果，才能塑造良好的密封空間，從而更好地發(fā)揮呼吸式玻璃幕墻的重要作用，保持建筑內(nèi)部的熱源穩(wěn)定也能更好地貫徹節(jié)約環(huán)保的建筑設(shè)計(jì)理念，更好地實(shí)現(xiàn)我國(guó)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 可開啟式雙層玻璃幕墻

在具體建筑設(shè)計(jì)的裝飾過(guò)程中，要根據(jù)社會(huì)群眾的實(shí)際需求以及房屋建筑的實(shí)際環(huán)境選擇合適的呼吸式玻璃幕墻。在采取可開啟式雙層玻璃幕墻時(shí)能夠?qū)⒉Ａ粔Φ耐鈱油耆_啟，在玻璃幕墻的內(nèi)部不需要設(shè)置明確的進(jìn)風(fēng)口或排風(fēng)口。例如在夏季可以將外層幕墻進(jìn)行打開，作為房屋中的遮陽(yáng)裝置，避免玻璃幕墻的內(nèi)層受到過(guò)度的太陽(yáng)輻射，并進(jìn)行熱量交換，因此，可開啟式的雙層玻璃幕墻能夠讓建筑內(nèi)保持良好的通風(fēng)環(huán)境，降低建筑內(nèi)部的室內(nèi)溫度。如果在冬季就可以將外層的玻璃幕墻進(jìn)行關(guān)閉，讓玻璃幕墻能夠形成密閉的空間以及空氣緩沖區(qū)，讓建筑中的空氣能夠在密閉空間進(jìn)行流通，同時(shí)通過(guò)關(guān)閉外墻的方式也能夠有效減緩房屋建筑的熱量流失，盡可能多的存留房屋建筑內(nèi)部的熱量，提高建筑的保溫性能，維持室內(nèi)溫度。其次，通過(guò)開啟外層玻璃幕墻也能夠有效減少玻璃幕墻內(nèi)部的空氣壓力，阻擋外界雨水或其他因素對(duì)內(nèi)層玻璃幕墻的干擾，能夠讓房屋建筑內(nèi)部的空氣自然流通，增強(qiáng)空氣流通的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而充分發(fā)揮呼吸式玻璃幕墻的循環(huán)作用，保證建筑內(nèi)部的空氣充分流通起來(lái)，讓建筑的熱環(huán)境體驗(yàn)感更優(yōu)越。再次，呼吸式雙層玻璃幕墻和傳統(tǒng)的房屋裝修相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，首先，該幕墻具有特殊性，能夠根據(jù)日常生活的實(shí)際需求增加建筑的保溫隔熱性能，同時(shí)也能夠貫徹綠色環(huán)保的建筑理念，在建筑裝修過(guò)程中節(jié)約建筑裝飾材料，降低建設(shè)成本。另外，呼吸式雙層玻璃幕墻也具有一定的美觀性和韻律感，可以通過(guò)開啟式雙層玻璃幕墻的方式進(jìn)行對(duì)建筑的裝飾，形成錯(cuò)落有致的立面韻律，比傳統(tǒng)玻璃幕墻更有層次感和立體感，建筑外立面更加具有現(xiàn)代風(fēng)格的規(guī)律變化，適合大體量的或者高層建筑外立面的設(shè)計(jì)手法。

智能幕墻是我國(guó)目前呼吸式幕墻的延伸和發(fā)展能夠有效利用先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)房屋建筑內(nèi)部的光電熱進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，能夠利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)控制，同時(shí)也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，能夠有效減少建筑資源的實(shí)際消耗，能夠降低房屋建筑裝修的具體成本，同時(shí)也能夠更加滿足社會(huì)群眾的實(shí)際需求，能夠利用先進(jìn)的信息技術(shù)進(jìn)行房屋建筑內(nèi)部的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析，并進(jìn)行智能化的信息控制。智能雙層玻璃幕墻可以通過(guò)對(duì)外界環(huán)境和氣候變化的監(jiān)測(cè)，自覺調(diào)節(jié)玻璃幕墻的使用性能，不僅具有更高的保溫性能以及對(duì)空氣良好的流通性能，還能夠起到遮陽(yáng)的作用，有效降低房屋建筑內(nèi)部的能源消耗，創(chuàng)造出更舒適的室內(nèi)環(huán)境。另外，通過(guò)內(nèi)層玻璃和外層玻璃的有效結(jié)合也能夠使建筑內(nèi)部達(dá)到良好的保溫性能，外層玻璃幕墻能夠通過(guò)采用材料和施工等技術(shù)手段提高幕墻的承載力，讓外層玻璃幕墻達(dá)到抗雨水抗噪音抗風(fēng)沙的效果，再通過(guò)外層玻璃和內(nèi)層玻璃的有效結(jié)合，在建筑內(nèi)部形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的緩沖空間和密閉空間，達(dá)到良好的隔絕噪聲環(huán)境的效果，提升居民生活環(huán)境和生活質(zhì)量。隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)呼吸式玻璃幕墻的設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，其中智能玻璃幕墻是一種動(dòng)態(tài)的形式，也是我國(guó)未來(lái)呼吸式玻璃幕墻的主要發(fā)展趨勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

在新形勢(shì)下，我國(guó)建筑物的數(shù)量不斷增加，為了避免均質(zhì)化的建筑外觀出現(xiàn)，建筑立面的設(shè)計(jì)手法和使用需求在不斷提高。因此，建筑師應(yīng)拓寬幕墻設(shè)計(jì)的眼界，了解先進(jìn)的幕墻設(shè)計(jì)手法，特別是在綠色建筑發(fā)展趨勢(shì)這個(gè)大環(huán)境下主動(dòng)了解呼吸時(shí)雙層幕墻的設(shè)計(jì)原理和手法，清楚呼吸式雙層幕墻的具體分類與應(yīng)用，以群眾的實(shí)際需求和建筑內(nèi)部的實(shí)際環(huán)境為基礎(chǔ)選擇合適的呼吸式雙層玻璃幕墻，甚至了解其具體操作方法和具體工作原理，從而更好地開展具體的設(shè)計(jì)和施工工作，有效貫徹綠色建筑的設(shè)計(jì)理念，為推進(jìn)我國(guó)節(jié)能性社會(huì)的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。