中國(guó)幕墻網(wǎng) 2016年會(huì)論文集系列 未盡許可不得轉(zhuǎn)載 違者必究
1. 概述
隨著2015年度中國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展放緩，中國(guó)建筑行業(yè)在經(jīng)歷了30年改革開放的飛速發(fā)展后，將進(jìn)入行業(yè)調(diào)整期。這種調(diào)整將不單單只體現(xiàn)在建筑市場(chǎng)的規(guī)模上，還會(huì)體現(xiàn)在建筑行業(yè)的發(fā)展理念上，在人們享受著改革開放紅利的同時(shí)，對(duì)未來(lái)生活的理念也將逐漸訴諸于建筑：舒適、節(jié)能、環(huán)保、高效及人工智能將成為未來(lái)建筑行業(yè)的追求目標(biāo)。而國(guó)內(nèi)幕墻行業(yè)市場(chǎng)產(chǎn)品也必將由低端、粗獷向高端、精細(xì)化過(guò)渡發(fā)展。本文以雙層幕墻為例，探討雙層幕墻的技術(shù)特點(diǎn)以及未來(lái)的發(fā)展方向--CCF密閉式雙層幕墻和ACF超中空（詞條“中空”由行業(yè)大百科提供）幕墻。
2. 雙層幕墻的基本概念及工程實(shí)例
雙層幕墻亦稱作通風(fēng)式幕墻、熱通道幕墻，由內(nèi)外兩層幕墻、中間空腔、通風(fēng)系統(tǒng)（詞條“通風(fēng)系統(tǒng)”由行業(yè)大百科提供）、空調(diào)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)等構(gòu)成。它是結(jié)合煙囪效應(yīng)、熱壓差、氣壓差等原理來(lái)對(duì)幕墻內(nèi)空氣的交換與流動(dòng)進(jìn)行控制，裝配必要的附屬裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)夏季散熱與冬季保溫的目的。從設(shè)計(jì)構(gòu)思、內(nèi)容組成和工作過(guò)程各方面看，都是一個(gè)各專業(yè)協(xié)調(diào)合作的多功能系統(tǒng)。
雙層幕墻作為比較流行的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在德國(guó)，首次應(yīng)用于京根的史泰福工廠，建成于1903年，是一個(gè)三層的建筑，底層作為存儲(chǔ)空間，上面兩層用來(lái)作為工作區(qū)域。目前建筑仍在使用中(見(jiàn)圖1和圖2)。北美的第一個(gè)雙層幕墻工程是美國(guó)舊金山“HALLIDIE”大樓，建于1918年(見(jiàn)圖3)。十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，雙層幕墻開始進(jìn)入中國(guó)，最早的是北京天亞花園，2004年竣工(見(jiàn)圖4)。
目前，雙層幕墻作為新型的建筑節(jié)能產(chǎn)品之一，不斷被應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外幕墻工程中，例如位于上海鼎固大廈，2007年竣工(見(jiàn)圖5)，上海越洋國(guó)際廣場(chǎng)、陸家嘴星展銀行、金虹橋大廈等。法蘭克福的航空鐵路客運(yùn)中心“THE SQUAIRE",2008年竣工(見(jiàn)圖6)。倫敦的萊登大廈“THE LEADENHALL BUILDING”,2014年竣工(見(jiàn)圖7&8&9)。
3. 雙層幕墻的分類
雙層幕墻按是否通風(fēng)可分為通風(fēng)式和密封式;其中通風(fēng)式可以分為外循環(huán)(自然通風(fēng))、內(nèi)循環(huán)(機(jī)械通風(fēng))和雙循環(huán)(混合通風(fēng))。外循環(huán)根據(jù)其循環(huán)特點(diǎn)可分為整面式、通道式、箱體式和外百葉式(見(jiàn)圖10)。
4. 雙層幕墻的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)
雙層幕墻對(duì)比單層幕墻具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
保溫節(jié)能性能：外層幕墻的存在加強(qiáng)了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能。通過(guò)雙層玻璃幕墻之間空氣層的緩沖可以有效的降低建筑表面的熱損失。冬季時(shí)，關(guān)閉進(jìn)出風(fēng)口，空氣層相對(duì)靜止，形成溫室效應(yīng)，增加內(nèi)層幕墻玻璃表面的溫度，可以節(jié)省采暖費(fèi)用(見(jiàn)圖11);夏季時(shí)，打開進(jìn)出風(fēng)口，在煙囪效應(yīng)的作用下，空氣從下端進(jìn)入，在上端流出，空氣的流動(dòng)帶走空氣腔中的熱量，可以節(jié)省空調(diào)費(fèi)用。雙層幕墻的綜合傳熱系數(shù)可以達(dá)到1.0-1.5W/m2K，保溫性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通單層幕墻。圖12為上海金虹橋項(xiàng)目雙層幕墻通風(fēng)器的工作狀態(tài)示意圖。
隔聲性能:雙層玻璃幕墻由于外皮對(duì)于噪聲的屏蔽作用，其隔音性能可達(dá)到55dB，大大降低了室外噪音對(duì)于室內(nèi)的影響。對(duì)城市中心區(qū)的，處于很強(qiáng)的交通噪音環(huán)境中的建筑尤其適宜。
舒適性：雙層幕墻通過(guò)調(diào)節(jié)空腔內(nèi)的鋁合金百頁(yè)的高度和角度，改善室內(nèi)光環(huán)境和熱環(huán)境，可依據(jù)房間內(nèi)人員的喜好進(jìn)行設(shè)置，因而具有較高的熱舒適性，可見(jiàn)光控制性，兼其具有優(yōu)秀的隔聲性能，讓室內(nèi)生活與工作的人們有一個(gè)清涼安靜的工作環(huán)境(見(jiàn)圖13);另一方面，可通過(guò)內(nèi)層幕墻的開啟設(shè)計(jì)直接解決人們?cè)谟晏於鵁o(wú)法開窗喚氣的問(wèn)題。
長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性：雙層幕墻的制造成本是普通幕墻的1.5-2倍，如果采用雙層幕墻，前期一次性投入比普通單層幕墻要高，但是由于雙層幕墻的良好的保溫節(jié)能性能，所以會(huì)大大降低空調(diào)運(yùn)行成本，以沈陽(yáng)地區(qū)的某建筑20000 m2幕墻為例，如果采用雙層幕墻，雖然造價(jià)比普通單層幕墻高，但經(jīng)過(guò)測(cè)算，運(yùn)行9年后，節(jié)省的電價(jià)就可以彌補(bǔ)幕墻造價(jià)的差價(jià)，一般幕墻使用壽命在25-30年，那么，從整個(gè)生命周期來(lái)看，采用雙層幕墻比采用普通單層幕墻更具有經(jīng)濟(jì)性。圖14為運(yùn)行9年后普通單層幕墻和雙層幕墻總費(fèi)用對(duì)比，圖15為運(yùn)行30年后普通單層幕墻和雙層幕墻總費(fèi)用對(duì)比。經(jīng)過(guò)對(duì)比，可以清楚的反映出采用雙層幕墻的總費(fèi)用在長(zhǎng)期來(lái)看是有優(yōu)勢(shì)的。
雙層幕墻對(duì)比單層幕墻存在的問(wèn)題和劣勢(shì),主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
消防問(wèn)題：由于雙層幕墻的換氣功能，在豎直方向的煙囪效應(yīng)會(huì)造成消防上的隱患，目前雙層幕墻屬新型技術(shù)，還沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56-2012中有關(guān)于雙層幕墻防火（詞條“防火”由行業(yè)大百科提供）的相關(guān)規(guī)定。國(guó)內(nèi)其它消防法規(guī)沒(méi)有關(guān)于雙層幕墻的專門規(guī)定，但要求起主要建筑圍護(hù)作用的內(nèi)層幕墻必須滿足消防規(guī)范要求，同時(shí)可以在總體建筑設(shè)計(jì)時(shí)考慮安裝報(bào)警器和噴淋系統(tǒng)。
空氣流通通道的清潔問(wèn)題：由于城市空氣污染日趨嚴(yán)重以及風(fēng)沙和蚊蟲原因，雙層幕墻系統(tǒng)如選用外循環(huán)的通風(fēng)方式時(shí)，空氣流通通道內(nèi)的幕墻表面以及格柵區(qū)域會(huì)因空氣流通而帶入大量的灰塵和污染物，需要定期維護(hù)清理，而由于空氣通道內(nèi)的空間通常為狹長(zhǎng)區(qū)域，機(jī)械清理非常不便，多數(shù)是由人工清理，隨著國(guó)內(nèi)人員成本的逐年升高，雙層幕墻空氣流通通道的清潔問(wèn)題將給建筑物的日常圍護(hù)帶來(lái)不可忽視的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
有效建筑使用面積問(wèn)題：由于建筑面積由外墻皮開始計(jì)算，而雙層幕墻相對(duì)于單層幕墻在垂直于建筑立的進(jìn)深方向要占有更多的平面空間，因此雙層幕墻的應(yīng)用會(huì)直接導(dǎo)致建筑的有效使用面積比普通單層幕墻損失2.5%-3.5%。
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