双层幕墙的应用与实践下

双层幕墙的应用与实践下1第1页，共40页，2023年，2月20日，星期三北京江河幕墙股份有限公司双层幕墙的应用与实践——总工程师黄拥军2第2页，共40页，2023年，2月20日，星期三三、双层幕墙设计3第3页，共40页，2023年，2月20日，星期三1-1、双层幕墙建筑设计——幕墙厚度及维修方案外通风双层幕墙窄腔(150~250mm)：幕墙厚度约为300~400mm，使用面积损失0.5%~1%。室外维修宽腔（350~650mm）：幕墙厚度约为600~1000mm，使用面积损失2%~3%。室内维修内通风双层幕墙维修方案窄腔（150~250mm）：幕墙厚度约为300~400mm，使用面积损失0.5%~1%。室内维修不同类型幕墙引起的建筑面积损失幕墙类型幕墙厚度(m)建筑长(m)建筑宽(m)建筑面积损失百分比单层幕墙0.2100501.20%窄腔双层幕墙0.3~0.4100501.79%~2.39%宽腔双层幕墙0.6~1100503.57%~5.92%4第4页，共40页，2023年，2月20日，星期三1-2、双层幕墙建筑设计——气流组织外通风双层幕墙：设置导流装置，以减小局部压力损失、消除“热斑”

避免气流短路热通道高度：动力、噪音外通风双层幕墙气流组织图5第5页，共40页，2023年，2月20日，星期三1-2、双层幕墙建筑设计——气流组织(续)内通风双层幕墙：通风量设计应综合考虑舒适度要求和自然通风要求。压力平衡箱6第6页，共40页，2023年，2月20日，星期三1-3、双层幕墙建筑设计——自然通风内通风双层幕墙：立柱通风器；下横梁通风器+排气扇；双层联动开启扇。外通风双层幕墙：可在室内设置开启窗，同时打开内层幕墙开启窗和外层幕墙进、出风口，实现自然通风，如左图所示。7第7页，共40页，2023年，2月20日，星期三1-4、双层幕墙建筑设计——安全构造结构构造：临边防护防火构造：防火分区；防火封堵。防雷构造8第8页，共40页，2023年，2月20日，星期三1-4、双层幕墙建筑设计——双层幕墙选型建筑使用面积:宽腔、窄腔清洁、维修方案:室内、室外建造成本运营成本气候条件:在冬季空气温差很大的地区，宜采用内通风双层幕墙，回收通风换气时排放的废气中能量；在日照时间较长、太阳辐射照度很强的地区，宜采用外通风双层幕墙，充分利用太阳能；在空气污染严重的地方，宜优先选用内通风双层幕墙。9第9页，共40页，2023年，2月20日，星期三2、双层幕墙结构设计荷载和地震作用：重力荷载；地震荷载；内荷载；检修荷载。结构验算内容：内、外层幕墙应分别进行结构验算，验算内容及方法同单层幕墙；内、外层幕墙之间的连接验算；马道验算；运输和施工结构验算，包括运输和施工用的临时支撑结构。10第10页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-1、双层幕墙热工设计——热工分析采用ANSYS公司的流动和传热分析软件FLUENT进行仿真分析：拥有专门的太阳辐射模块；可分析玻璃等半透明介质的传热特性；可精确模拟双层幕墙流场和温度场。温度场流场11第11页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-1、双层幕墙热工设计——热工分析(续）采用美国劳伦斯.伯克利国家实验室（LBNL）开发的门窗节能模拟系列软件：OPTICS：新建或编辑玻璃；WINDOW：模拟玻璃和整窗的传热系数、太阳能得热系数、可见光透射比和结露性能；THERM：模拟框架的热工性能。温度分布云图等温线图12第12页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-1、双层幕墙热工设计——热工分析(续)理论分析（动态逐时分析法）：理论基础：传热学、流体力学；内通风：7个热量平衡方程（无帘时为5个）+1个连续方程;外通风：7个热量平衡方程（无帘时为5个）+1个连续方程+1个动量守恒方程。节能计算模型13第13页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-1、双层幕墙热工设计——热工分析(续)热量平衡方程：外层幕墙玻璃：遮阳百叶：内层幕墙：热通道内空气(内侧、外侧)：14第14页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-1、双层幕墙热工设计——热工分析(续)热量平衡方程：外层幕墙外表面：内层幕墙内表面：动量守恒方程（外通风）：连续方程：15第15页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-1、双层幕墙热工设计——热工分析(续)进行传热系数计算时，取太阳辐射照度为0W/m2，则经计算可得到上述各式中各构件吸收的太阳辐射热Qi=0，计算理论相同。传热系数计算模型（J=0W/m2）16第16页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-1、双层幕墙热工设计——热工分析(续)理论分析（动态逐时分析法）：传热系数遮阳系数内表面温差单位面积平均热流量17第17页，共40页，2023年，2月20日，星期三3-2、双层幕墙热工设计——气密和遮阳设计气密性能设计：主幕墙；辅助幕墙；空调设计时，计算新风量宜包括围护结构的空气渗透引起的新风量，以消除或降低因空气渗透引起的建筑能耗。遮阳设计：遮阳帘位置18第18页，共40页，2023年，2月20日，星期三4、双层幕墙工艺设计风道设计：通道气密性，保证有组织通风效果；过渡的坡道或导流装置，减小压力损失；马道应留有足够的通风面积。局部热桥：隔热防护防污设计19第19页，共40页，2023年，2月20日，星期三5、双层幕墙主要技术障碍动态热工计算：方法不统一建筑一体化设计舒适度评价和检测定量的热工性能评价指标和检测水密性评价和检测气密性评价和检测抗风压性能评价和检测两层幕墙的连接方案具有特殊性防火设计具有特殊性智能控制水平评价：定量环保性能评价：定量隔声设计：要与防火封堵、热通道布置、风口设计等结合20第20页，共40页，2023年，2月20日，星期三6、双层幕墙发展方向双层幕墙与光电幕墙集成，衍生双层光电幕墙，实现节能与产能的结合。外通风双层幕墙与内通风双层幕墙的集成：混合通风双层幕墙外通风双层幕墙内通风双层幕墙+双通风幕墙21第21页，共40页，2023年，2月20日，星期三四、双层幕墙制作和安装22第22页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、双层幕墙制作玻璃、铝型材、钢构件等常规构件的加工，可参照JGJ102的相关规定执行：马道用穿孔钢板加工控制要点及允许偏差如下表所示：项目尺寸允许偏差/mm边长边长不大于2000mm±1.5边长大于2000mm±2.0对角线差长边不大于2000mm≤2.0长边大于2000mm≤3.0网格分格边长网格分格边长不大于100mm±1.0网格分格边长大于100mm±1.5厚度厚度不大于50mm±1.0厚度大于50mm±1.5腰形孔宽±1.0长±1.5圆孔直径±1.0椭圆孔长轴、短轴长度±1.0孔中心线水平偏差±1.0孔距±2.0孔边应无毛刺，腰形孔圆与直边相切应无明显台阶。23第23页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、双层幕墙制作（续）马道格栅加工控制要点及允许偏差如下表所示：项目支承梁孔杆高度厚度长度直径中心线水平偏差孔距直径尺寸允许偏差/mm±2.0±0.5±3.0±2.0±1.0±2.0+0,-0.3进、出风口嵌入式百叶组件的组装控制要点及允许偏差如下表所示：项目尺寸允许偏差/mm边长边长不大于2000mm±1.5边长大于2000mm±2.0对角线差长边不大于2000mm≤2.0长边大于2000mm≤3.0百叶片挠度≤L/30024第24页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、双层幕墙制作（续）单元式双层幕墙风口组装控制要点及允许偏差：项目允许偏差洞口长（宽）度+1.0mm，-0mm对角线差±1.5mm嵌入式百叶组件长（宽）度+0mm，-1.0mm对角线差±1.5mm直装式百叶长度+0mm，-1.0mm外表面（百叶外缘）平面度≤1.0mm相邻百叶间距≤1.5mm百叶片挠度≤L/200固定式百叶角度±1.0o可调式百叶最大旋转角度±1.5o最小旋转角度±2.0o防鸟（虫）网框长（宽）±1.0mm对角线差≤1.5mm25第25页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、双层幕墙制作（续）小箱式单元双层幕墙组装注意事项：内、外层幕墙单元应在按各自标准检验合格后再进行箱体式双层幕墙组装；组装时应使内、外层幕墙形成一个完整的箱体单元，具备必要的整体强度和刚度；组装时控制要点及允许偏差如下表所示：序号项目允许偏差/mm检查方法1内、外层单元组件四周垒差≤1.0角尺、塞规2箱体总厚度±1.0钢尺3内、外层单元组件对角垒差≤1.5角尺、塞规4内、外层单元组件内腔净空（杆件处）±1.0钢尺5内、外单元组件连接位置差≤1.0钢尺26第26页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、双层幕墙制作（续）小箱式单元双层幕墙组装注意事项：内、外层幕墙单元应在按各自标准检验合格后再进行箱体式双层幕墙组装；组装时应使内、外层幕墙形成一个完整的箱体单元，具备必要的整体强度和刚度；组装时控制要点及允许偏差如下表所示：序号项目允许偏差/mm检查方法1内、外层单元组件四周垒差≤1.0角尺、塞规2箱体总厚度±1.0钢尺3内、外层单元组件对角垒差≤1.5角尺、塞规4内、外层单元组件内腔净空（杆件处）±1.0钢尺5内、外单元组件连接位置差≤1.0钢尺27第27页，共40页，2023年，2月20日，星期三2、双层幕墙安装安装前应进行合理的施工组织设计，提高脚手架、吊篮等可在内、外层幕墙安装时的重复使用率。双层幕墙内、外层幕墙对应立柱的定位轴线偏差不应大于2mm，对应横梁的水平标高偏差应不大于1mm。双层幕墙内、外层幕墙连接件安装注意事项：连接件的上表面不宜超出马道的上表面；连接件安装控制要点及允许偏差如下表所示：序号项目允许偏差/mm检查方法1标高±1.0水准仪2连接件两端点平行度≤1.0钢尺3距安装轴线水平距离≤1.0钢尺4垂直偏差（上、下两端点与垂线偏差）±1.0钢尺5两连接件连接点中心水平距离±1.0钢尺6两连接件上、下端对角线差±1.0钢尺7相邻三连接件（上下、左右）偏差±1.0钢尺28第28页，共40页，2023年，2月20日，星期三2、双层幕墙安装（续）双层幕墙单元板块安装注意事项：单元式幕墙组件在吊装过程中应保持幕墙组件的完整性和原有的可靠度，必要时可采取辅助连接件加强；单元板块吊装时宜采用水平力平衡杆件垂直吊挂幕墙组件；单元板块在吊装前为几何可变体系时，应采取辅助连接件对单元体板块进行临时加固，并验算加固后单元体结构的强度和稳定性，确保在运输和吊装过程中单元体板块不会出现破坏或严重变形。29第29页，共40页，2023年，2月20日，星期三2、双层幕墙安装（续）安装完成后，内外层幕墙间距（通道净宽，以主要杆件为准，与设计值相比）偏差应不大于5.0mm；热通道内遮阳装置安装注意事项：电动开启装置及布线应不防碍遮阳帘开启、转动；安装控制要点及允许偏差如下表所示：序号项目允许偏差/mm1百叶片两端标高差≤2.02外缘距外层幕墙玻璃内表面距离±2.03两端距箱体（或柱）侧边距离±2.04两端距箱体（或柱）侧边距离差≤2.05底槽两端距箱体（或柱）侧边距离±2.06两端距箱体（或柱）侧边距离差≤2.030第30页，共40页，2023年，2月20日，星期三2、双层幕墙安装（续）序号项目允许偏差/mm1相邻两板接缝高低差≤2.02相邻两板接缝间隙≤2.03板的平整度板长度不大于20m≤3.04板长度大于20m≤5.05板标高(与设计值相比）±3.06板内外侧高差≤2.0马道安装时应注意保护，不允许有任何不洁物进入马道通风孔。马道穿孔板安装应符合下表的要求：板侧边错位不大于2.0mm；其他控制要点及允许偏差如下表所示：马道用格栅安装控制要点及允许偏差：序号项目允许偏差/mm1支承梁标高±3.02两相邻支承梁的高度差≤2.03支承梁两端高低差≤2.04相邻支承梁间距≤2.031第31页，共40页，2023年，2月20日，星期三五、双层幕墙使用和维护32第32页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、双层幕墙使用和维护外通风双层幕墙：在炎热季节，开启进风口、出风口，白天应降下遮阳帘；在寒冷季节，关闭进风口、出风口，形成“温室效应”；在气候温和的春、秋季节，可同时开启进风口、出风口和内层幕墙开启扇，实现自然通风，节约能源；在环境较恶劣时，应关闭进风口、出风口，避免大风破坏热通道内的遮阳帘或沙尘、大量雨水、杂物等进入双层幕墙热通道。内通风双层幕墙：在炎热的夏季，启动排风机械，白天应降下遮阳帘；在寒冷的冬季，启动排风机械，白天宜升起遮阳帘，提高室内太阳能得热，减少采暖能耗；在气候温和的春、秋季节，可关闭与排风口相连的排风机械，利用通风器等实现自然通风，节约能源。双层幕墙热通道的马道不应摆放任何物品，未经幕墙承包商同意，不得私自在幕墙表面设霓虹灯、招牌及广告牌等，室内进行二次装修时严禁破坏幕墙结构构件。双层幕墙的维修、清洗需要有人进入马道时，人与工具的总重量不宜超过1kN。清洗双层幕墙热通道内表面及马道时，应采取措施避免水滴落到热通道内。33第33页，共40页，2023年，2月20日，星期三六、双层幕墙性能检测34第34页，共40页，2023年，2月20日，星期三1、双层幕墙性能检测技术现状序号标准名称标准号备注1建筑幕墙GB/T21086性能等级划分及要求2建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法GB/T15227气密、水密、抗风压性能检测3建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T18250平面内变形性能检测4建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定GB/T

2680根据《公共建筑节能设计标准》规定，在无外遮阳时，透明幕墙的遮阳系数等于玻璃遮阳系数5建筑外窗保温性能分级及检测方法GB/T8484幕墙保温检测参考此标准进行6传热系数和抗结露性能测试AAMA1503结露7外墙热循环测试方法AAMA501.5耐候性能测试8门窗、幕墙动压作用下水密、气密测试标准AAMA501.1动风压目前，国内外均没有专门针对双层幕墙的性能检测标准，均参考单层幕墙相关规范；我国双层幕墙性能检测参考规范如下表：35第35页，共40页，2023年，2月20日，星期三2、双层幕墙性能检测建议抗风压（静压）：外通风检测两次：风口关闭+内层开启扇开启；风口打开+内层开启扇关闭；内通风检测一次：内层幕墙开启扇开启。水密、气密（静压）：外通风：风口开启状态下检测；内通风：内层幕墙开启扇开启状态下检测。要真实反映双层幕墙水密、气密、抗风压性能，应在动风压作用下检测。36第36页，共40页，2023年，2月20