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津单幕墙创新 | 浅析双层呼吸式玻璃幕墙系统，济宁辰欣药业研发中心工程

发布时间：

2023-07-28 14:42

近年来，玻璃幕墙在我国有了长足的发展，但仍然停留在单层玻璃幕墙的研发过程中，但单层玻璃幕墙的“大面积反光造成光污染；容易产生空调病、保温性能差、能耗大、维护费用高等问题”开始被人关注。而当前世界上很好的玻璃幕墙为双层呼吸式玻璃式幕墙系统便应运而生。

呼吸式幕墙，又称双层幕墙、双层通风幕墙、热通道幕墙等，它由内、外两道幕墙组成，内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气可以从下部进风口进入，又从上部排风口离开这一空间，这一空间经常处于空气流动状态，热量在这一空间流动，工作原理则是利用空气对流。呼吸式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。

济宁市位于鲁西南腹地，地处黄淮海平原与鲁中南山地交接地带。济宁位于东亚季风气候区，属暖温带季风气候，四季分明。夏季多偏南风受热带海洋气团或变性热带海洋气团影响较为炎热；冬季多偏北风，受极地大陆气团影响，多晴寒天气。因此济宁在一定程度上具有夏热冬冷地区的气候条件。为了实现自然、节能与环保，聪慧而又具有先进发展眼光的辰欣业主便选择了呼吸式双层玻璃幕墙。

辰欣药业研发中心工程位于山东省济宁市海川路，建设单位为辰欣药业股份有限公司，设计单位为中山盛兴股份有限公司。辰欣药业研发中心工程1#楼5层、2#楼4层、3#楼5层，幕墙高度1#楼23.9m、2#楼22.35m、3#楼23.9m。针对济宁的气候特点，以及节能、环保等多方面的需求，本工程的幕墙形式选用先进的双层呼吸式幕墙。该双层幕墙及其中间的遮阳系统，作为一个立面构图元素，丰富了整个立面。三栋建筑物通过2#楼连廊交接为一体相互映衬，使原本庞大的建筑体显得错落有致。辰欣药业研发中心工程的呼吸式双层幕墙系统主要体现在一号楼与三号楼的南立面。现从呼吸式双层幕墙的特点、结构形式、突出优点介绍辰欣药业研发中心工程采用呼吸式幕墙的意义所在。

一、本工程呼吸式双层幕墙的主要特点

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、电动遮阳系统和通风器等。并在每层的顶部设置电动遮阳系统，底部设置通风器。

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，打开进出风装置，并通过控制控制百叶调节阳光射入室内的强度、角度，实现幕墙的隔热功能；冬季，关闭进出风装置，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。

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、安详的工作环境。

二、双层呼吸式幕墙的结构形式

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。本工程便是采用的“敞开式外循环系统”。

1.封闭式内循环体系呼吸式幕墙

封闭式内循环体系呼吸式幕墙，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，一般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。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。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。

2、敞开式外循环体系呼吸式幕墙

敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反，其外层是单层玻璃与非断热型材组成的玻璃幕墙，本工程外层幕墙采用的是无需镀膜的8+1.52+8超白钢化夹胶玻璃，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。内层是由中空玻璃与断热型材组成的幕墙。内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排风装置，通道内也可设置百叶等遮阳装置。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，简单来说就是温室效应，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，打开换气层的进排风口，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。

可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”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。

呼吸式玻璃幕墙以通风形式来划分，分为外循环自然通风，外循环机械通风，内循环机械通风三种。本工程采用的是外循环自然通风。

作为外循环自然通风幕墙外层幕墙的上下端设置进、出风口，并且需要采用保温性能比较好的材质来隔热，因为在夏季依靠热压进行自然通风来降低室内温度，而在冬季利用温室效应来保暖。由于外循环自然通风只依靠热压来进行通风。因此内外幕墙之间的空气夹层的间距就应该大一些，一般不低于 400mm。本工程的夹层间距设置为1000mm，其内外层之间的空腔厚度设计较厚，并在内外层之间设置马道钢格栅，便于人员进入检修及清洗更加人性化。

三、本工程呼吸式双层幕墙的优点

与传统的单层幕墙相比，本工程的双层幕墙有如下突出的优点：

（1）从原理上，双层幕墙利用“烟囱效应”与“温室效应”的原理，从幕墙的功能上解决节能问题；单层幕墙则只是从材料的选用上，通过材料本身的特性来达到一定的节能效果。

（2）从环保上，双层幕墙由于其功能解决节能，外层玻璃选用超白钢化夹胶玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响（“光污染”）；单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑，玻璃一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。

（3）从节能上，双层幕墙由于热通道的作用，比单层幕墙节能约50%，是解决建筑节能的一个新的方向。

（4）从使用上，热通道的出现，使双层幕墙夏季节省制冷费用，冬季可节省取暖费用。同时遮阳百叶置于热通道，能有效地防止日晒，又不影响立面效果。

（5）从舒适度方面，双层幕墙特制的内外双层构造、热通道和内层全密封方式，使其隔声性能比传统幕墙高一倍以上,让室内生活与工作的人们有一个清静的环境；另一方面，无论天气好坏，勿须开窗，热通道都可直接将自然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，从而提高室内的舒适度，并有效地降低建筑单纯依赖暖通设备机械通风带来的弊病。

（6）从安全方面，双层幕墙对此给予了充分考虑,比如：下雨时可通风,雨不会进入室内,可保持物品安全；通风时风速柔和, 物品不会被风卷走，也不易坠落；两道幕墙防护，有利于防盗。

济宁辰欣药业研发中心的双层呼吸式幕墙作为一种新型的幕墙形式，有着其它幕墙不可比拟的优势，它打造了幕墙高新技术的制高点，该项目的实施由于其环保、节能性能突出，完全响应了国家的节能减排之政策，在建筑领域取得了较大影响，也为辰欣实现可持续发展创造奠定了坚实的基础！