热通道幕墙及智能幕墙.doc

热通道幕墙及智能幕墙 一、前言 已成为历史的二十世纪里，中国建筑幕墙发展迅猛，面临新世纪的到来，步入WTO大门的中国建筑幕墙，向哪里去？经济全球化，必然使建筑形式国际化。建筑幕墙作为时代的象征，成为人类最先感知时代起步的声音。这声音就是当前国际上流行的新世纪建筑三大原则：“开放与交流、舒适与自然、环保与节能”。以“高贵的理想主义”的思维，冲破传统观念的羁绊，从而使建筑幕墙不仅满足建筑美学和建筑功能的要求，更应体现出“舒适与自然、环保与节能”的设计精髓，建筑幕墙正在成为高技术含量智能型产品。秉承上述观念，本文试图对“热通道幕墙”和“智能幕墙”作一些扼要地介绍。 据美国科学家估计，大约50%能源消耗是建筑能耗，从普通窗户中损失的建筑能量是普通实体墙的5～6倍，普通玻璃幕墙虽然在热工性能上与窗户相比有不小的改进，但它仍然是建筑能耗的一个薄弱环节。 近些年来，在德国、美国和北欧的一些国家，由于其特殊的气候条件和严格的环境质量标准，迫切需要一种新型的玻璃幕墙。它可以获取大量日照，提供良好的自然通风，又可节约能源，并为室内提供舒适的环境。为了达到这个目标，一些高技派建筑师和幕墙公司，通过多年的努力，开发了一种新型的玻璃幕墙──智能玻璃幕墙。简称智能幕墙。 智能玻璃幕墙的核心是一种有别於传统玻璃幕墙的特殊玻璃幕墙──热通道幕墙。 热通道幕墙又名双层幕墙，是一种新型的节能幕墙，是幕墙技术的新发展。根据热通道幕墙的结构，可将其分为“封闭式内循环体系”和可自然通风的“敞开式外循环体系”的两种类型。 热通道幕墙的特点，在於双层玻璃结构，它与传统的玻璃幕墙相比，在阳光照射、热辐射及热对流等方面都优于传统的单层玻璃幕墙。可从图一、图二的示意图中看出。国外对一幢80米高的办公大楼的两种型式玻璃幕墙的能耗作过比较，其比较结果见图三。从图三可看出，双层玻璃幕墙(热通道幕墙)与传统的单层玻璃幕墙的能耗相比：采暖时节约能源42%～52%；制冷时节约能源38%～60%。热通道幕墙是一种新型的节能幕墙。 图一： 图二： 图三： 二、封闭式内循环体系热通道幕墙 它是一种双层结构幕墙，在冬天较为寒冷区域，其外层原则上是完全封闭的。一般由绝热杆件及中空玻璃组成外层玻璃幕墙，其内层一般为单层玻璃幕墙或可开启的单层玻璃窗，以便对外层墙体的内侧进行清洗。两层墙体之间通道的距离，一般为100～200毫米。两侧玻璃之间的通道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缝进入二墙体之间通道，使内侧墙体的表面温度接近或达到室内温度，从而形成优越的温度条件，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，为建筑师选择全透明低反射玻璃提供了方便。该体系通过合理的设计可降低能耗，增强墙体的隔音效果。其主要缺点，依赖於大功率的暖通系统。该体系应用的典型建筑为英国劳氏船社总部大厦和美国西方化学中心大厦。它们的外观和节点请见下列各图。 图四：劳氏船社总部大厦立面设计图 图五：劳氏船社总部大厦幕墙节点图及外观图 英国劳氏大厦1979年设计，1986年建成，由理查德、罗杰斯事务所设计。其外侧是中空玻璃幕墙，内侧为单层玻璃幕墙，在两个幕墙之间有一个75mm宽的热通道，幕墙为单元式，通道有一层高，通道之间互不联通，被处理过的空气通过设在架空地板内的风道进入热通道，再从另一端排走，这样可以带走通道内50%的热量，通道内的空气是循环的，可以对循环空气温度进行调控，调节内侧幕墙外表面的温度。 图六：美国纽约西方化学工业中心大厦幕墙节点图 图七：美国纽约西方化学工业中心大厦幕墙外观 美国纽约西方化学工业中心大楼於1980年竣工。该建筑位於著名的尼亚加拉大瀑布边缘，所以建筑师要求该建筑既要节能又要通透，通过研究比较，采用了“封闭式内循环体系”的热通道幕墙。外侧为中空玻璃幕墙，内侧为单层玻璃幕墙，两幕墙之间有150mm宽的热通道，内装有活动百页，该百页可以通过感应光线自动调节，通道内的热空气在过热时可以从通道顶端排走。该幕墙在当时既是一个高效节能的幕墙，又是一个能够在室内观赏尼亚加拉大瀑布自然奇观的通透性好的玻璃幕墙。 三、敞开式外循环体系热通道幕墙 它和“封闭式内循环体系”的热通道幕墙相反，其外层由单片玻璃及非绝热杆件组成的敞开结构，内层由绝热杆件和中空玻璃组成。两层幕墙之间的热通道一般装有可自动调控的百页或法国法拉利公司的垂帘。在热通道的上、下两端有排风和进风装置。其原理可见图八、图九的示意图(该图为德国法兰克福某大厦的幕墙设计方案图)。冬天：内外两层幕墙中间的热通道由于阳光的照射，温度升高，像一个温室，这样