中关村文化商厦——国内首个主动式内循环双层幕墙

1、本文介绍了北京中关村文化商厦国内首个主动式内循环双层幕墙。该双层幕墙节能效果明显，并能大幅度降低噪音，与外循环双层幕墙相比较，主动式内循环双层幕墙更适合我国，特别是我国北方地区的气候和环境条件。有效地解决了双层幕墙气流循环风沙的矛盾。【关键词】主动式内循环双层幕墙 单元体结构 电动遮阳 多媒体灯光1工程概况中关村文化商厦位于北京市中关村地区海淀图书城，北侧为北四环路，东侧为彩和坊路，大厦为一综合性的高层建筑，地上共17层，地下4层，建筑总高度为74.90m，总建筑面积105069.8m2,其主要功能为商业、办公、餐饮。（图）2内循环主动式双层幕墙的构造设计内循环主动式双层幕墙采用竖向隐框内循环

2、单元体结构形式，单元板块在工厂制作和组合，铝合金型材是断冷热结构，外层玻璃为中空双层钢化8（FT）+12A+6（FT）Low-E玻璃，内层为整块可开启8厚钢化玻璃。单元板块为每一层高一块，（高4.5m或3.8m），标准单元体板块宽度为1050，单元体两层玻璃之间形成宽280空腔。此空腔与室内空气相连通。单元体板块铝合金骨架由两支立挺、两支上横梁与一支下横梁组成，型材侧面连接一圆型排风管（排风管直径100）。在层高4.5m或3.8m的层间墙单元体上下板块之间由凹型保温铝单板装饰，形成多媒体预留空间。工程现场施工由下往上整体安装，大大地加快了施工速度，减少了施工周期。单元板块如图2所示：3内循环主

3、动式双层幕墙的通风设计主动式内循环双层幕墙的通风系统是由进风口、双层幕墙形成的空腔（俗称热通道）、排风口和管道风机组成。进风口在室内可开启钢化玻璃的底部水平位置（高20），如图所示；排风口在双层幕墙单元体空腔顶端部位，在每一单元体（标准单元体宽1050）上端横向铝合金型材上开有孔（此孔为排风孔），同时在此型材侧面连接一圆型排风管道，如图3、图4所示。当机械通风设备工作时，双层幕墙空腔内形成负压，将室内的空气先导入双层幕墙空腔内，空气在双层幕墙空腔内形成自下而上的空气有序流动，最后通过机械设备抽进排风管道。图2图3进风口图4出风口经过综合考虑北京地区的气候情况，对内循环主动式双层幕墙的空气循环流

4、动情况进行了模拟分析，经过分析计算，该双层幕墙的空气流动能满足室内换气要求。4内循环主动式双层幕墙的热工节能设计双层幕墙作为建筑节能幕墙的重点产品，其节能效果要远优于传统幕墙形式。该主动式内循环双层幕墙采用中空LOW-E玻璃、断热型材、电动遮阳帘、保温棉等一系列节能材料、设备，再加上其出色的主动式内循环幕墙系统，使得本双层幕墙的节能效率非常突出。经过模拟分析，该主动式内循环双层幕墙的综合传热系数可达到。5内循环主动式双层幕墙的遮阳及灯光设计本双层幕墙空腔内还设有电动遮阳百叶，百叶叶片可根据室内外环境进行调节，电动百叶不仅可以遮阳也是多媒体灯具的反射板，电动百叶结构形式设计为边轨导向固定，为防止

5、百叶在升降运动中卡死，边轨铝合金型材镶嵌了尼龙轨道。如图9所示：图9在双层幕墙空腔内顶部设有多媒体灯具，多媒体灯具主要由欧斯郎T5-39W荧光灯和德国进口95%高反射率的反射器组成。灯具的设计具有最大发光效率和最佳竖向布光均匀性，所有光源发出的光线都以20角入射到立面上，光源发出的光线被位于单元底部的一个反射板反射出来，均匀地照亮百叶，遮阳百叶叶片在电机带动下，可升降同时也可转动进行调光，因此在技算机智能系统控制下，四个立面组成了低分辨率的图像或播放动态图像，成为跨时代的多媒体幕墙。如图10所示：图106结语中关村文化商厦主动式内循环双层幕墙作为国内首个此类幕墙，值得业界关注。该工程标志着高档

6、节能型幕墙将在中国逐步推广，环保、绿色、舒适将成为幕墙发展的主要方向。该单元式主动内循环双层幕墙具有施工快捷、节能效果好、抗噪音、防沙尘、通风良好、外型通透等诸多优点，另外多媒体灯光设置也是该幕墙的一大亮点。当然，作为国内首个此类幕墙工程建设，也还有些问题需要继续研究探讨，如遮阳系统的控制、如何在不影响功能的前提下降低造价以及建成后的使用效率及维修等。我们相信随着行业的发展，幕墙技术的不断提高，绿色建筑的普及，在不远的将来，双层幕墙技术将愈来愈成熟。双层玻璃幕墙主要分为内循环和外循环体系双层玻璃幕墙主要分为内循环和外循环体系，有其共同点和不同点，共同特点都是在双层玻璃之间形成温室效应，并将其温

7、室的夏季的过热空气排除室外，冬季把太阳热能有挂制排入室内，使冬夏二季节约大量能源。在夏季为防紫外线和强热辐射要遮阳帘办法是必要的，内循环和外循环体系有如下特点：(一)内循环双层玻璃幕墙结构主要特点1其结构设计可采用框架断热或单元断热形式。2一般外层玻璃选用中空钢化，内层玻璃选择单片钢化。3采用强制措施，电控管道系统，把夏季的白天将双层封闭热通道大部分热空气排除室外。冬季将温室效应蓄热通过打开内侧开启扇窗或开启门把热空气排向室内，达到节能效果。4其内外层之间的空腔厚度设计为：一般150-200mm之内5需要增设自然空气进入室内的窗扇通道。6便于清洗双层玻璃之间的灰尘。7使用材料较少，因此成本较低

8、。8但需用电力驱动抽风，它比外循环结构节能率低(二)外循环双层玻璃幕墙结构主要特点1其结构设计可采用外层框架、单元或点式驳接等几种结构形式，内层框架断热或单元中空玻璃断热形式。2一般外层玻璃选用单片或夹层钢化，内层玻璃选择中空或加LOWE钢化玻璃。3采用自然的“烟筒”效应通风，所有双通道箱体是独立密闭的。夏季的白天将温室的热空气排除室外，注意不同楼层的“烟筒”效应不同。4其内外层之间的空腔厚度设计较厚，便于内外层之间的空腔人员进入清洗工作(450mm)。5不需要增设专用设备自然空气进入通道和屋内，外层幕墙设计有进出风口，内层幕墙设计有开启门或窗，需要注意的是进出风口应防止沙尘的进入，通道下部设

9、置外空气进入腔体的进风口和上部热空交换后的排风口。6双层玻璃之间的灰尘应考虑方便清洗。7使用材料较多，因此成本较高，本工程估计设计材料费为2500元m2。(三)外循环双层热通道设计中的几个问题1。通道参数设计双层幕墙之间“通道”高度、“通道”宽度等六个主要方面进行考虑，进出风口面积比应控制在一定比例之间，温度与温差变化、外界风矢、进出风口压力受外界自然环境的影响，“通道”高度与“通道”宽度应进行计算，并通过风洞试验后取得合理的数据，以便应用到设计，“通道”宽度也要考虑一个正常人能够进入。构造型式可做单元体式或主体箱体结构。2防尘与清洗设计结构的防尘是相对防尘，外循环式结构在欧洲的地区应用较为广

10、泛，由于我国北方大部分地区春秋季节风沙天气较多，尤其可吸入颗粒物和昆虫非常严重，欧洲的外循环体系结构从防尘与清洗等方向不能完全满足我国北方地区要求。可此用外循环体系结构设计时应充分考虑防尘与清洗形式适合我国实际情况，进、出风口呵用一种电动调节百页装置，并在通风装置中设置表面涂“纳米”涂料，减少积尘。双层幕墙之间的过渡网设计应便于室内人的更换、清洗。3节能结构设计外循环体系的内层玻璃幕墙玻璃，应采用6+12+6mm，外层幕墙尽可能的采用夹胶钢化，内层幕墙采用热断桥铝合金结构，外层可采用点式驳接结构或铝合金结构，若内外层幕墙选用透明玻璃，就必须考虑冬季与夏季，白天与夜间的气候、温度不同，而对结构设

11、计产生的影响。外层玻璃选用夹胶透明钢化，玻璃即使破损也不会附落，避免对楼底行人造成伤害，选择透明玻璃可使阳光充分进入双层幕墙之间“通道”，形成温室效应。夏季考虑方式：由于白天阳光照射，使双层幕墙之间通道空气温度升高，内层幕墙若采用中空低辐射，玻璃太阳能可反向到双层幕墙“通道”之间，通过“烟筒”效应使气流上升并通过上端出风口排到室外，从而减少室内与室外的温度交换，使幕墙达到节能要求，降低夏季制冷空调的负荷。准备间没有阳光照射，内层窗玻璃采用中空低辐射，使幕墙达到节能要求。通过德国旭格公司技术统计，采用双层幕墙应能够节约能量一般30-40左右，由于双层幕墙从材料选用到结构表达式设计的不同选择，双层

12、幕墙节能的数据是不同的，因此，最终设计的双层幕墙节能数据应通过试验手段获得。4遮阳设计以双层幕墙之间安装电动或手动操作的遮阳装置，遮阳百页可调节角度，使阳光进入室内得到合理控制，遮阳装置的安装位置非常重要；一般距外层玻璃150-180mm为最佳，也应考虑内层幕墙开启窗或门的形式而定，避免影响窗或门的正常开启的关闭。(四)内循环双层热通道玻璃幕墙结构1结构设计内循环式通道设计一直为封闭式，它二层玻璃布局正相反，内循环式结构，外层玻璃为中空双钢化玻璃，外框为隔热型材，内层为网化单层玻璃，并有内开启扇以例情况。双层玻璃之间距离一般100200mm，中间加法拉利降遮阳装置。它的换气方式是，在冬天，由于应在通道内加热的空气，通过热管水道被抽到室内，或开屋内开启扇导入热风，达到节能目的。在夏天过热的空气由排风道排到屋外。此时关闭通往屋内的风管。内循环系