呼吸式动态双层幕墙的原理及设计讲义

呼吸式动态双层幕墙的原理及设计---新型幕墙技术简介第一章：介绍呼吸式动态双层幕墙一.呼吸式动态双层幕墙的定义：呼吸式动态双层幕墙（也叫双通道幕墙）是一种节能环保型幕墙，主要是由外层幕墙、空气交换通道（俗称热通道）、进风装置、出风装置、（承重隔栅、）遮阳系统以及内层幕墙（或门、窗）等组成，且在空气交换通道内能够形成空气有序流动的建筑幕墙。呼吸式动态双层幕墙其设计理念与设计思想主要是体现“自然、节能与环保”，使室内工作环境与室外自然环境融为一体。双层幕墙经过了四个演变过程，即整体式双层幕墙、通道式双层幕墙、廊道式双层幕墙、箱体式双层幕墙。

第一章：介绍呼吸式动态双层幕墙二.呼吸式动态双层幕墙的特点：呼吸式动态双层幕墙的内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间。其下部有进风口，上部有排风口，可控制空气在其间流动状态。设有可控制的进风口、排风口、遮阳板和百叶等。其主要特点：1.双层幕墙之间的空气可有序流动和交换。提高抵制天气的变化能力。2.夏季，通过控制控制百页调节阳光射入室内的强度、角度，实现幕墙的隔热功能；冬季，关闭出风装置，在太阳光的作用下，形成热空气保温层，保持室内的温度，实现幕墙的保温功能。3.可根据使用者的需要，通过调整遮阳系统，改善室内光环境，合理采光。第一章：介绍呼吸式动态双层幕墙4.双层幕墙加上设计合理的空气通道有效地降低了噪音，创造了宁静、安详的生活、工作环境。综上所述呼吸式动态双层幕墙的是目前较为理想的幕墙系统。三.呼吸式动态双层幕墙的优势：呼吸式动态双层幕墙不同于传统的单层幕墙，它由内、外两层玻璃幕墙组成。最大的特点就是：内层幕墙与外层幕墙之间形成一个相对封闭的空间，在此空间内利用气压差、热压差和烟囱效应的原理，使得空气通过下部进风口进入此空间，又从上部排风口离开此空间，形成空气在空间内自下而上的流动，同时将空间内的热量带出，这个空间称为热通道，热通道内的空气一直处于流动状态，并与内层幕墙的外表面不断地进行热量交换，使内层幕墙的温度接近室内温度，从而减小温差，因此呼吸式动态双层幕墙也被称之为双层通道幕墙，或称为热通道幕墙。

第一章：介绍呼吸式动态双层幕墙

呼吸式动态双层幕墙它改变了传统幕墙的结构形式，外层幕墙无需镀膜玻璃，当直射日光照射到玻璃表面上时，玻璃不会因镜面反射而产生反射眩光，没有光污染，由于采用无镀膜玻璃，实现自然光照明，节省电力。呼吸式动态双层幕墙由内外两层玻璃幕墙组成，由于双层幕墙的使用，整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。双层幕墙独特的内外双层构造及其中有一层幕墙采用中空玻璃，使其隔声性能比传统幕墙提高20%~40%，隔声量达50db，隔声性能达到国际I级，大大改善了办公或居住的环境；其防尘通风的功能使其在恶劣天气（特别是沙尘暴发生的地区）也不影响开窗换气，提高了室内空气质量，它同时提供了高层甚至超高层建筑幕墙自然通风的可能，从而最大限度地满足了使用者在生理和心理上的需求。

第一章：介绍呼吸式动态双层幕墙呼吸式动态双层幕墙的内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，因而它在节能方面比传统的幕墙节能达50%，采暖时节约能源42%-52%，制冷时节约能源38%-60%，保温性能达国际II级，具有冬季保温和夏季隔热的双重功能，有效地减少空调的使用，达到节能效果。呼吸式动态双层幕墙从经济方面来看，单位面积成本较高，首期投资较大，比传统幕墙高出近一倍，这是广大建筑师和业主较为关心的问题，但从长远利益来看，其节能所产生的效益将更加明显。从技术方面来看，主要是空气通道内的防火问题，各种防火的方法及其效果需要通过实践加以检验。双层通风幕墙作为一项新兴技术产品，其良好的环保、节能性能，以及新颖的构造给建筑外装饰带来的更多变化。第二章：呼吸式动态双层幕墙的原理呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。下面分别介绍内循环和外循环体系的原理：一.内循环体系定义及原理：定义：内循环顾名思义它的循环完全就在内部进行，与外界没有关系，因此也称为“封闭式内循环通风幕墙”。封闭式内循环通风幕墙，一般在冬季较为寒冷的地区使用。其外层原则上是完全封闭的，由断热型材与中空玻璃组成外层玻璃幕墙，其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙或可开启窗，以便对外层幕墙进行清洗。封闭式内循环通风幕墙两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200毫米。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连，形成自下而上的强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层，使内侧幕墙玻璃温度达到或接近室内温度，从而形成优越的温度条件，达到节能效果。第二章：呼吸式动态双层幕墙的原理

原理：封闭式内循环通风幕墙的通风系统是由进风系统、空气通道系统、排风口和管道风机系统组成，进风口一般设置在内层玻璃的底部水平位置，排风口设置双层幕墙通道顶部位置。封闭式内循环通风幕墙一般在每个单元体上端横向铝合金型材上开有孔，即排风孔，同时在此型材侧面连接圆型排风管道。封闭式内循环通风幕墙采用强制措施，电控管道系统，在夏季的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管道回路系统加热后传到室内，当机械设备工作时，双层幕墙通道内形成负风压，室内的空气便先导入双层幕墙通道，空气在双层幕墙空腔内形成自下而上的空气有序流动，最后通过机械设备排出排风管道，达到节能效果。在通道内设置可调控的百页窗或垂帘，可有效地调节日照遮阳，为室内创造更加舒适的环境。图例：图例：图例：第二章：呼吸式动态双层幕墙的原理封闭式内循环通风幕墙的优点：1.利用建筑的正常排风在热通道内形成缓冲，降低玻璃幕墙的传热系数，从而节约空调能耗；2.采用智能型遮阳百叶，随时控制室内光线的强弱和进入室内热量的多少，并可以和感应装置连接，实现智能控制；3.由于通风换气层的宽度一般为100-200毫米，因此内循环外玻璃幕墙的维护清洁比较容易；4.可根据实际需要进行全年全天候工作，不受室外环境限制。5.使用材料较少，幕墙的直接成本较低。第二章：呼吸式动态双层幕墙的原理封闭式内循环通风幕墙的不足：由于“封闭式内循环体系呼吸式幕墙”与大厦的通风系统相连接，它的运行会增大通风系统的功率，从而需增大投入与消耗，也就是会为此增加附属成本（间接成本），因而总体相比其应用不多，尤其在国内应用的更少。第二章：呼吸式动态双层幕墙的原理二.外循环体系的定义及原理：定义：外循环顾名思义它的循环是与外界有机地结合在一起，充分利用自然条件，因此也称为“敞开式外循环通风幕墙”。敞开式外循环通风幕墙其外层是单层玻璃与非断热型材组成的玻璃幕墙，内层是由中空玻璃与断热型材组成的幕墙。与封闭式内循环幕墙的外幕墙是封闭的相反，开敞式外循环幕墙的内幕墙是封闭的，采用中空玻璃。其外幕墙采用单层玻璃，幕墙形式可采用框架式幕墙、单元式幕墙以及点支式玻璃幕墙；内幕墙则采用中空玻璃和断热铝型材组合而成的幕墙或铝门窗，铝门窗可以是推拉窗（门）、平开窗（门）、内倒内开窗（门），幕墙上开专有检修门以便维护、清洁，内外幕墙之间（通风换气层）通道宽度取为500~600毫米。

第二章：呼吸式动态双层幕墙的原理原理：开敞式外循环通风幕墙的内外两层幕墙之间形成的通风换气层的两端装有进风和排风装置，利用室外新风进入，经热通道带走热量从上部排风口排出，可减少太阳辐射热的影响，节约能源。它无须专用机械设备，完全靠自然通风，维护和运行费用低。进风和排风装置上的风口可以开启和关闭（有手动和自动）。在冬季时，关闭通风层两端的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，由于温室效应有效地提高了内层玻璃的温度，减少建筑物的采暖费用。夏季时，开启上、下风口，在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮，形成自下而上的空气流，由于烟囱效应带走通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少制冷费用。另外，通过对进排风口的控制以及对内层幕墙结构的设计，达到由通风层向室内输送新鲜空气的目的，从而优化建筑通风质量。

第二章：呼吸式动态双层幕墙的原理为提高节能效果，通道内设（手、电动）百叶和（手、电动）卷帘等遮阳装置。可见“敞开式外循环呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环呼吸式幕墙”在遮阳、隔音等方面的优点，在舒适节能方面更为突出，提供了高层、超高层建筑自然通风的可能，从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。图例：图例：图例：（夏季）图例：（冬季）图例：（自然通谨风）图例：（原理）第二章：迈呼吸式动纹态双层幕礼墙的原理开敞式外隔循环通风蜜幕墙的优努点：1.仍位于通鞭风换气犯层上下酱两端的粥进风和放排风口窃，将空鞋气经过睬沙尘滤诞网引入荷通风换谱气层，径进而送故至室内击，可以苗看作是藏室外自雕然环境脏的延伸痒。采用约这种分盈隔方法棕的双层班玻璃幕锄墙除具中备保温蚀、隔声关的作用燥外，最帆关键之拥处是其术可以为挎室内提错供新鲜牺的自然卸风。另巡寿外，通尘过对进就、排风许口的控妙制以及镰对内层驻幕墙结赌构的设骗计，达父到由通鸽风层向奇室内输勤送新鲜景空气的阀目的，酒从而优种化建筑拆通风质仗量。2.运姑用空气热敲压原理和肢烟囱效应眼，把室内敏污浊的空穷气无需强草制地排到厨室外，从夸而实现空而气的自然哪交换。3.其墙内外层之彻间的空腔牺厚度设计序较厚，便沿于人员进传入，清洗帝工作。4.卓岂越的冬季伸保温和夏泻季隔热功伤能，节能殖效率高瞒。第二章户：呼吸蛙式动态恩双层幕答墙的原扮理5.合弹理采光功脂能，可根温据使用者淋的需要，质调整光线游的变化，椒改善室内至光环境。题6.蚂卓越的隔毛声降噪功蓄能，为使伙用者创造漂宁静的工瞒作生活环用境。开敞式外预循环通风伟幕墙的不遮足：1.进革出风口的油设计也是坏呼吸式幕征墙的一个灯重点，选愁用不当时掌一方面会避造成换气怨层循环气潮流的短路切，降低节礼能效果；旅另一方面怀进风口会睡带入大量卷的灰尘而莫影响建筑图的外观效毕果，尤其威是西北风膝沙较大的邮地区更应渡慎重。2.观使用材盐料较多障，因此隆成本较怨高。第三章：耽呼吸式动辉态双层幕鲁墙的设计一.之结构形县式设计熔：内外层结圆构一体式罩，即内外梨层幕墙做姐成一体或涛一个单元路。构成通迫风层的内畅外两层幕遗墙共用一性根竖骨料庆，外层可辩做成明框拨或隐框形披式，内层耽则做成可该开启窗或崇固定窗。贼当两层幕籍墙一体地丑做成单元筋式，则每倚个单元犹竞如一个个忧玻璃箱子他，因此也独被称为“导箱体式幕早墙”。吓内卵外层结构筑分体式，戴即内外两刮层幕墙各火成体系，凉为形成通冷气层通过衬其它方式块进行隔断峡。由于此司种型式的脊两层幕墙简分别独立轨，外层结通构可选用汉明框、隐疫框或点式粘玻璃幕墙免结构。内汇层结构可涛选用各种老幕墙型式赚或推拉、贤平开窗的离型式。值外螺层幕墙作歼为建筑物陕的外表，柜一方面直此接反映的捷是建筑物李的造型，拒另一方面迷作为外围晒护结构，访它还承受敌风荷载、卵防雨水等教作用，因即而其结构工在强度与卸水密性方老面应作为催重点考虑建。内层幕貌墙由于其品主要是与摩外层结合州形成换气埋层，所以博更应注意蝇其与室内片功能的配秋合，对其肉密封性能像要求可适狸当降低。第三章雄：呼吸幅式动态君双层幕逢墙的设闻计二.不通风系殿统设计呜：呼吸式蓝幕墙换币气层是柱关键，变其进出桨风口的含设置、袖换气层侍的宽度耗大小、苏材料的左选用等援直接影征响到其鸟性能的盼发挥。革数一般宣来讲，诵北方寒抄冷地区钉因采暖葡时间长毅，选用翼呼吸式有幕墙时对，主要颂是利用猾换气层鼻的“温慌室效应横”来减粱少室内决热量的皇散失。炼内层采淋用中空捞LOW饶-E玻笑璃、断蹈热铝型衬材，以乞及相对交较大的彩换气层壶宽度将趁会达到宋较好的稿节能效嫁果。必南拉方温暖展地区，魂因冷气磁使用时寇间较长叶，利用轧呼吸式皆幕墙换低气层的疮“烟囱离效应”割来降低挡内层玻悉璃表面疗的温度合可达到套节能目跳的。因起此外层脸采用热罪反射玻贪璃，以蜘及相对给较小的喇换气层呀宽度，晃将会增盯强烟囱怕效应的败效果，脾来达到袍最佳的榴节能状街态。在进行催外循环肉体系通把风系统减设计时期，要考孟虑楼体富楼层不盏同高度痕，考虑群到抗震态要求和崖风压影欧响，进芒、出风口口的沙笑尘过滤同网的“绸目数”积应通过掀计算选杨用不同治目数的疼过滤网赏，而解嚷决由于料楼层高扣度变化娘产生不皆同“烟模筒”效哭应，出辩风口可精采用“料鱼嘴”底式结构幼，在中数国不要甜将滤网瓦目数过复大，防豆止空气析滞阻。第三章朗：呼吸妹式动态喂双层幕缘瑞墙的设巷计三.节连能结构设脉计义外循短环体系的闷内层玻璃岗幕墙玻璃荡，应采用馋6＋12箩(A)＋所6mm，窄外层幕墙仇尽可能的乎采用夹胶塔钢化，内印层幕墙采俱用热断桥津铝合金结问构，外层从可采用点校式驳接结桃构或铝合周金结构，仅若内外层倡幕墙选用骑透明玻璃鸡，就必须夸考虑冬季滨与夏季，丑白天与夜编间的气候舅、温度不瓦同，而对重结构设计神产生的影仔响。外层订玻璃选用烟夹胶透明债钢化，玻疮璃即便破晓损也不会躁附落，避抹免对楼底锋行人造成窝伤害，选单择透明玻对璃可使阳约光充分进艳入双层幕糖墙之间“芽腔体”，喂形成温室蠢效应。夏季考郑虑方式睬：由于祝白天日拿光照射旗，使双历层幕墙唤之间通窑道温度听升高，鞭由于“春烟筒”草效应使铲热的气虏流上升考并通过箱上端出尘风口排售到室外隔，夜间缓没有阳挣光照射归，双层垫幕墙通域道间由澡于室内捡与室外杀的温度院交换，伪双层幕萝墙之间港间隙温额度低于垃室外温旦度，因兆此应关冤闭通风旗装置，奥不会使牺气流上常升并通淘过上端刃出风口抽排到室袜外，减胡少能量矩损失。窃但应随炮时可开坝内侧窗惜自然通牵风。干冬季刷考虑方宝式：应馅从节能拘角度考始虑，由概于白天阅日光照呢射，使蓄双层幕丹墙之间夏通道温柔度升高伏，因此耍应关闭芒通风装桨置，减并少室内茶与室第三章俱：呼吸缴式动态呜双层幕艰墙的设闭计外温度木交换，约夜间没鲜有阳光夹照射，钥也应关呜闭通风肤装置，烦夜间内俱层的l围ow－户e玻璃倾起绝对姿节能作扩用。在春、秋属季时，室绳内可以通交过打开内喷层门或窗刷以及通风前装置获得依室外新鲜槽的自然空瘦气。双层幕胖墙之间事“腔体炎”高度罚、“腔芒体”宽志度等主攀要方面挨进行考霞虑，进昏出风口良面积比淹应控制标在一定亚比例之直间，温四度与温恳差变化违、外界傍风矢、嚼进出风坝口压力衣受外界做自然环稳境的影赌响，“震腔体”弓高度与仆“腔体猎”宽度异应进行丸计算，抵并通过正风洞试晌验后取碎得合理乘的数据洪，以便绸应用到梁设计，碌“腔体尾”宽度滔也要考起虑一个铃正常人蹲能够进钞入。由于双痒层幕墙表从材料顾选用到显结构表繁达式设保计的不常同选择窄，双层废幕墙节偶能的数怨据是不冠同的，帜因此，铺最终设搭计的双芳层幕墙同节能数牲据应通拘过试验陆手段获薄得。第三章：向呼吸式动秩态双层幕怪墙的设计四.店防尘与杜清洗设些计举结构的额防尘是宇相对防陷尘，外蓬循环式烂结构在邻欧洲的私地区应吊用较为察广泛，昼由于我馆国北方具大部分管地区春窗秋季节盟风沙天碎气较多致，尤其财可吸入元颗粒物糠和昆虫记非常严尘重，欧爸洲的外障循环体迟系结构菠从防尘铁与清洗糖等方向予不能完信全满足叉我国北叮方地区厨要求。齿可此采请用外循挖环体系交结构设环计时应奴充分考装虑防尘宴与清洗止形式适腊合我国硬实际情孙况，进矛、出风醒口可采泽用一种台电动调两节百页亮装置，尘并在通远风装置呢中设置细表面涂就“纳米链”涂料搭，减少绕积尘。滑双层幕宽墙之间系的过滤另网设计赵应便于洁室内人涛的更换班、清洗壶。第三章微：呼吸漠式动态肚双层幕悬墙的设死计五.遮淹阳设计以双层猜幕墙之放间安装抖电动或索手动操石作的遮状阳装置川，遮阳仍百页可率调节角暖度，使陈阳光进枪入室内淡得到合既理控制皆，遮阳高装置的供安装位羽置非常粘重要；野一般距贡外层玻童璃15絮0mm被～18旁0mm输为最佳恼，也应叔考虑内怒层幕墙贯开启窗家或门的扩形式而惠定，避蚕免影响吗窗或门矩的正常亲开启的买闭合。六.重芹点与难点坟问题玩呼次吸式幕墙猛在我国刚羡刚起步，伶还会有很进多具体问仔题需要解沸决，如：昨闸换气层仰的宽度（肯体积）确括定。如何露才能使其邮保温节能训与隔音降渐噪达到最拨佳，目前心缺乏理论恩依据，只勺能依赖实绪验，需从挖设计计算第三章：炮呼吸式动竹态双层幕衡墙的设计上找到岩理论依征据。句菊进出或风口的铸设计也伶是呼吸卸式幕墙痛的一个指重点，锯选用不么当时一窝方面会脉造成换啦气层循颗环气流旺的短路雷，降低席节能效浇果；另奥一方面繁进风口潜会带入脾大量的孔灰尘而缴影响建周筑的外据观效果乳，尤其哲是西北映风沙较益大的地令区更应弦慎重。况脾由于首换气层亮的烟囱找效应会算造成消邻防上的袜隐患，屿所以在返通风换景气层的呀设计时毙应与大清厦防火祝分区设错计相结类合。蛇呈成本问饺题，也蔬是呼吸侦式幕墙注的推广狂使用的饿一大障国碍。呼房诚吸式幕捉墙由于穴结构双我层、技额术含量辰高，较榨单层幕话墙价格材高，如锡果采用庙呼吸式渡幕墙，涨一次性略投资会伴增加。呼吸式垄动态双盗层幕墙的应用林在我国屠刚刚兴准起，对震其特殊根的功能粥如温室香效应、踏隔声效久应、烟邻窗效应踢、节能逮效应、过应用原愈则等的璃认识还栏局限于张定性的衰、模糊秀的、肤拔浅的阶毫段，这修些都需邀要在实聪际工第三章：怪呼吸式动偶态双层幕镇墙的设计程的运羊用以后腾，对其虎长时间定的跟踪席观察，药并通过债专业手泰段所记畅录的数造据总结企来完善文对这些句理论的拣理解。由于呼吸式动恩态双层幕叠墙是一个谢新型幕墙谅，专业的粒国家标准达还在完善仔之中，因贺此目前还吃没有统一碗的标准来晌对其进行烂规范化的众管理，对乐于其各项换检测要求桃基本上还草是用现行践的幕墙规覆范。第四章倡：呼吸萍式动态窗双层幕看墙的发娇展当呼吸式注幕墙在国幻玉内刚刚起乘步的时侯合，在德国宰、美国等伟发达国家堂已将呼吸扇式幕墙与鹅电子计算评机系统结蠢合在一起坐，发展了赢智能幕墙朽。采用智春能幕墙系澡统的建筑偏其能耗只穷相当于传禾统幕墙的咬30%，绢可见智能牲幕墙将是哭节能环保贱幕墙发展下的又一新昆的目标。蔬济智能幕墙紫是呼吸式堵幕墙的延辣伸，是智水能化建筑油的基础上闯将建筑配厦套技术（掉暖、热、乞光、电）送的适度控次制，在幕林墙材料、缘瑞太阳能的肉有效利用焦，通过计运算机网络露进行有效死的调节室恐内空气、抓温度和光场线，从而孩节省了建霉筑物使用过过程的能哗源，降低斩了生产和参建筑物使榜用过程的树费用。它共包括以下自几个部分纯：呼吸式纪幕墙、通合风系统、睛遮阳系统协、空调系忠统、环境篇监测系