双层动态节能幕墙

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1、双层动态节能幕墙双层动态节能幕墙（也叫热通道幕墙）按 通风原理分为自然通风和强制通风两种系 统。由外层幕墙、内层幕墙、遮阳幕墙、 进风幕墙、出风装置组成。其设计理念是 实现节能，环保，使室内生活，工作与室 外自然环境达到融和。双层动态节能幕墙技术性能1、运用动气热压原理和烟囱效应，让新鲜的空气进入室内，把室内污浊的 空气排到室外，并且能够有效防止灰尘进入室内。2、卓越的冬季保温和夏季隔热功能。3、合理采光功能，可根据使用者的需要，调整光线的变化，改善室内环境。4、卓越的隔声降噪功能，为使用者创造宁静地工作生活环境。5、技术含量高，构造特殊，具有良好的视觉美感。动态（通风）幕墙亦称双层幕墙，是一

2、种从功能上描述的、特别结构的概念性幕墙， 是在传统的幕墙外再增加一道玻璃幕墙，通过幕墙通风设备的开关可使双层幕墙 中间进入或逸出空气，幕墙中间设有遮阳设施以减少外界气候的影响。它一般情 况下主要有以下几个部分组成：玻璃幕墙系统、通风系统、空调系统。有时包括环境监控系统、楼宇自动控制系 统。产生的背景：现代社会玻璃幕墙的广泛使用在给人们带来许多好处的同时也产 生了大量问题：大量的能源消耗，严重的光污染，室内空气卫生质量下降等等。 由于普通幕墙存在上述问题，迫切需要一种新型功能幕墙解决这些问题，正是在 这样的背景下，生态环保型幕墙成为幕墙行业发展热点。动态幕墙作为生态环保幕墙之一.动态幕墙相对于普

3、通幕墙，它的最主要优点：1. 积极利用太阳能，大幅度降低采暖和制冷费用，具有长远的经济效益及环保 效益。2. 自然通风，可创造舒适、卫生的室内环境。3. 良好的整体隔声性能，即使内部开启扇打开时仍有较好的隔声效果。当然动态幕墙也有一些缺点：1. 动态幕墙一次性投资较大，成本较高。2. 技术要求高，设计复杂，针对于不同的工程幕墙结构均有变动。3. 所需各种附件较多，调整环节需要自动控制装置。4. 幕墙系统与建筑结构、空调系统、通风系统需要统一协调。动态幕墙的基本设计思想关键是要针对不同的建筑工程要进行量体裁衣式的设 计。从动态幕墙的设计构思、内容组成和工作过程来看，它是需要各专业协调配 合的系统

4、工程。因此说动态幕墙是一种概念性的幕墙，并非指某一种特定结构幕 墙，针对于每一个不同的项目幕墙结构均需有不同的变化，一种特定结构形式的 动态幕墙很难用于不同的工程。动态幕墙的工作原理并不是很复杂。简单地讲，动态（通风）幕墙由一个单层玻 璃幕墙和一个双层玻璃幕墙组成。在两层玻璃幕墙中间形成一个空气层（缓冲 层），在空气层上下两端设有进风和排风设施。一般在空气层中间放置遮阳设施， 如百页、遮阳布等，可进行自动或手动调节，减少外界气候的影响。在冬季，两 层幕墙中间的空气在阳光的照射下，由于温室效应使空气层的温度升高，提高了 内侧幕墙的外表面温度，减少了建筑物采暖运行费用。在夏季，由于阳光的照射 两层

5、幕墙中间空气层温度很高，打开通道上下端进、出风口，在热压作用（烟囱 效应）下使通道内形成热气流将热量带到室外，从而降低了内层幕墙的外表面温 度，减少空调负荷节约能源。其实类似于动态幕墙的这种设计思想，早在二十世纪三十年代就有人提出 过并用于实践。法国建筑师皮埃尔卡洛设计的玻璃住宅就利用这个原理。由于能 源危机的影响以及人们对环境舒适度越来越高的要求，从八十年代开始，国外一 些幕墙工程采用了动态（通风）幕墙。德国杜伊斯堡的商业促进中心、美国纽约 的西方化学中心等。由于其较高的造价、复杂的设计，在国内工程应用的极少。 国内幕墙公司对动态幕墙的研究和开发处于初始阶段，一般采取同国外公司合作 的方式，

6、如营口瑞那斯、深圳方大曾与意大利法罗内公司进行过合作，目前未见 工程实践。建筑节能是当代建筑科技发展一个基本趋向，是当代建筑技术新的 增长点。建设部颁布了建筑节能“九五”计划和“ 2010 ”年规划，因此节能 建筑将会在我国得到大力推广和发展。建筑外围护结构：幕墙、门窗对建筑节能 有很大影响。动态幕墙符合国家的节能政策，也能满足环保要求，在未来的市场 肯定会占有一席之地。上海久事大厦是国内动态幕墙应用最典型的例子，它是由 澳大利亚帕玛斯公司设计，为单元式结构，外层中空玻璃、内层单玻璃，采用机 械通风方式。随着经济的发展，节能政策的进一步贯彻，以及人们对环境保护的 进一步重视，在国内市场会有更多

7、的幕墙工程采用动态幕墙。动态幕墙的分类方式很多，在实践过程中发展了很多变种。一般按通风方 式可分为三类：整面式、通道式、箱式动态幕墙。1. 整面式动态幕墙：空气在幕墙中间整体流通，热量传送损失少，外部隔 音效果好，而且安装简便，不影响外观效果。主要缺点是声音会在各层之间反射， 下一楼层所换出的空气可能进入上一楼层。夏季高层炎热，不能开窗进行通风， 失火时烟火会在中间弥漫，防火问题很难解决，因而应用并不广泛。（1）整面 式动态幕墙通风原理简图2. 通道式动态幕墙：窗户和通风道相互交错，窗户的进气口向外，出气口 在两侧向着通风道通风，从而实现窗户的通风。优点是热量传送损失少，不影响 外观效果，外部

8、隔音效果好。通风道、通风口需根据实际情况设计及试验，设计 不当易产生夏季过热、冬季过冷现象。起火时，烟火会顺着通道弥漫到各个楼层， 因此必须预加排烟、防火措施。（2）通道式动态幕墙通风原理简图3. 箱式动态幕墙：各层均有通风装置，每个层间都有水平隔板，每个窗户 都有竖直隔板。它的优点是能够减少热量损失，不影响外观，隔音效果好，不存 在声音在各层间反射的问题。通风道短处，冬夏换气条件得到了改善。进、出风 口可上下或交错排列，下层上来的过滤物相对减少。由于有水平、垂直隔把板， 起火时烟火能够被分开，不需预加其他防火措施。一般可适用于高层建筑，但设 计比较复杂，成本高。（3. 1）箱式动态幕墙自然通

9、风方式通风原理简图（3.2） 箱式动态幕墙机械通风方式通风原理简图从结构上分可大体分为框架式动态幕 墙、单元式动态幕墙。从通风原理上可分为自然通风方式、机械通风方式动态幕墙。1. 自然通风方式：结构上一般外层为单玻璃幕墙（可作点支式幕墙），内 层中空玻璃幕墙。为了降低动态幕墙平均传热系数K，内层幕墙采用断热式结构。 利用热压原理（烟囱效应）和温室效应，实现节能和自然通风的效果。意大利法 罗内公司向我们介绍的就是此类幕墙。有时受外界因素影响如：室外温度、空气 质量、局部风压分布等，难以达到自然通风的效果。整面式、通道式自然通风方 式一般可适用于较低建筑，箱式自然通风方式可用于高层建筑，但外视效果

10、可能 受到局限，目前所知国外建筑实例多为显横隐竖形式。2. 机械通风方式：结构上一般外层为中空玻璃幕墙，内层为单玻璃幕墙。 为了降低动态幕墙平均传热系数K，外层幕墙采用断热式结构。幕墙系统同建筑 的空调系统、通风系统（以及环境监控系统）相互配合，实现节能和室内通风的 效果。一般为箱式结构，以一个层间为单位，通道之间互不连通。被处理过之后 的新鲜空气通过建筑设施（风道）送入空气层，空气层与室内实现通风。空气层 中可放置温度、风速传感器，通过楼宇控制系统对通风系统、空调系统、活动百 页进行控制调节。在国外动态幕墙工程实例中，有自然通风与机械通风二者结合的方式。结构 上一般外层为单玻璃幕墙（可作点支

11、式幕墙），内层为中空玻璃幕墙。空气层同 外界连通，进入通道内的空气直接从室外获得,空气层为室内提供部分新鲜空气。 1.动态幕墙的使用特性：即自然通风和K值控制技术冬季：在一天当中随着时间的变化，阳光照射不同，动态幕墙的有效K值会 发生变化，它取决于日照强度。在中午日照强烈时空气层的温度高于外界10度 以上，K值一般降低一半左右。即使阳光微弱时，也比外界气温要高，但K值变 动幅度不大。为了达到节能效果，出风口必须关闭。夏季：进、出风口全部打开，合理调节遮阳设施，将大部分热量阻止在空气 层随气流排出室外。自然通风方式动态幕墙在夏季夜晚，内部开启扇可打开，若 是内部气温高于外界，在热压作用下热量会逐

12、渐散发出去，从而降低室内气温、 改善空气质量。一般不安装空调的中小型建筑均应采取这种方式，外层幕墙还可 防盗、减少气候的影响。2. 空气层（缓冲层）宽度值的确定 影响空气层宽度大小的因素比较多， 一般自然通风方式动态幕墙，它的值比较大，机械通风动态幕墙空气层可以取较 小的宽度。由于空气存在粘滞效应，要消除紊流状态，空气层必须保证一定的宽 度，使空气层中大部分为气流为层流状态，提高自然换气效果及降低K值。国 外的工程实例中最宽达到1500mm，最小在60mm左右。有些结构形式动态幕墙。 空气层宽度过大会提高成本，在满足层流状态下应尽可能取小值。因此空气层宽 度必须综合考虑结构形式、通风方式、空气

13、流速、保温隔声性能情况下，理论计 算与试验数据相结合的基础上来确定。3. 动态幕墙的结露问题：结露是自然界普遍存在的现象，寒冷或潮湿的地 区更易产生结露。结露的直接原因由于温度达到露点温度，实际上有温差不一定 结露幕墙在使用过程中也经常出现结露现象，提高玻璃表面温度，调节室内相对 湿度是解决幕墙结露根本方法从原理上看，动态幕墙是有利于控制结露产生的。 自然通风与机械通风方式动态幕墙防止、控制结露的原理并不相同。自然通风 方式动态幕墙结构上外层采用单玻璃幕墙，内层中空玻璃幕墙。从理论上讲内层 密封性一定要好于外层，这对防止结露产生是才是有利的。因为空气缓冲层同室 外连通，降低了空气层的绝对湿度，

14、使幕墙中间不易结露。而内层根据情况可采 取断热结构消除热桥存在，形成了较大的温度梯度，如果在幕墙使用过程中采用 适当的通风换气次数调节室内相对湿度，基本上可以防止室内玻璃、型材表面结 露产生或虽产生局部结露而无害。机械通风方式动态幕墙结构上一般外层采用 中空玻璃幕墙，内层单玻璃幕墙，防止结露产生主要方法是提高外层幕墙的玻璃 内表面温度以及控制由通风系统所提供新风的相对湿度。外层幕墙也可采用断热 式结构消除热桥防止局部结露。有时在空气层中放置温度、湿度传感器，由楼宇 自动控制系统进行精细调控，可基本消除结露。4. 空气缓冲层的空气流速：这是一个涉及热学、流体力学的问题。空气 流速对于动态幕墙的平

15、均传热系数K(W/m2K)、通风换气的效果都有很大影响。 机械通风方式动态幕墙的空气流速是由建筑物的通风系统、自动控制系统来统一 协调共同控制的，空气流速比较容易控制。自然通风方式动态幕墙空气流速问 题相当复杂。一般情况下空气的流动是由热压、风压共同作用产生的，热压作用 通常为主导因素。结构的多样化，空气通道的高度，建筑物当地的周围环境、气 候、不同的季节等因素对空气流速均有影响。在简化模型的基础上可进行理论计 算，也应该通过一些定量的试验进行验证。意大利法罗内公司介绍的资料表明空 气流速可达到1.4m/s2,这应该是夏季中午日照最强烈时的空气最大流速。空气 流速受周围环境影响较大，例如某座建筑物局部受周围环境作用处于负风压区， 若有进风口处于此区域，则风速会明显降低。因此必须综合考虑各种因素，才能 达到设计要求，实现充分发挥动态幕墙使用功能。