呼吸式幕墻結構及遮陽原理

一、前言

   近幾年，建筑幕墻的發展日趨智能化、科技化、節能化，為了適應這種發展，國內有的公司已從德國引進了呼吸幕墻新技術，這種呼吸幕墻也被稱為雙層幕墻或熱通道幕墻。呼吸幕墻可分為兩類；1.封閉式內循環體系熱通道幕墻。2.敞開式外循環體系熱通道幕墻。

   呼吸幕墻對于提高建筑幕墻的保溫、隔熱以及隔聲性能起到了非常大的作用，也就是說呼吸幕墻具有非常優異的節能性能。現就就敞開式外循環體系熱通道幕墻做一些介紹。

   二、敞開式外循環熱通道幕墻的工作原理

   敞開式外循環呼吸幕墻是指空氣從外層幕墻的下通道進入熱通道空間，然后從外層幕墻的上部排風口排出，而內層幕墻則完全封閉。敞開式外循環呼吸幕墻的內層幕墻一般采用中空玻璃或者Low-E玻璃，型材為隔熱（或斷熱）型材，外層幕墻則采用由單片玻璃制作的敞開式幕墻結構。敞開式外循環呼吸幕墻可以完全靠自然通風，不需要借助于專門的設備，維護和運行費用較低，是目前應用比較廣泛的呼吸幕墻形式。敞開式外循環呼吸幕墻的進風口和排風口可以開啟和關閉，夏季時開啟進風口和排風口，熱空氣形成自下而上的空氣流動（有關試驗證明這種熱空氣流動的速度可達到0.6m/s），帶走熱通道內由于日照而產生的熱量，降低內層幕墻的外表面溫度，減少了空調制冷的負荷，節約了能源，降低了能耗；冬季關閉進風口和排風口，熱通道因為陽光照射得以溫度升高而成為封閉溫室，提高了內層幕墻的外表面溫度，起到保溫作用，減少了建筑物采暖的運行費用。此外，敞開式外循環呼吸幕墻也可以根據需要而在熱通道內設置可調控的鋁合金百葉窗簾或者電動卷簾，有效地調節陽光的照射。按照春秋及夏冬季節的情況分別闡述如下：

   1.春季秋季；當需要換氣時可將遮陽簾和室內斷熱門打開。進風口設有防蟲網和可拆裝的過濾裝置，能防治昆蟲進入并大大降低氣體中灰塵的濃度，使進入室內的空氣潔凈清新。過濾裝置可定期清洗。

   2.夏季；將遮陽簾放下，遮擋陽光直射室內。同時，陽光使箱體單元內空氣溫度升高，由于“煙囪”效應使熱的氣流上升并通過上端出風口排到室外。降低通道內的溫度，從而減少通道與室內的熱交換。

   3.冬季；將遮陽簾打開，讓陽光直射室內。同時，陽光使箱體單元內空氣溫度升高，減少通道與室內的熱交換。

   三、呼吸幕墻的結構特點

   呼吸幕墻的結構特點表現在它的雙層幕墻結構上，也就是表現在對于熱通道空間的利用上。敞開式外循環呼吸幕墻結構的結構特點分述如下：

   敞開式外循環呼吸幕墻的結構特點：

   （1）內層幕墻可采用隔熱（或斷熱）明框幕墻或者隔熱（或斷熱）單元幕墻，外層幕墻可采用點支式玻璃幕墻等；

   （2）內層幕墻通常采用中空玻璃，外層幕墻通常采用單片玻璃；并且多采用點駁接式玻璃幕墻。

   （3）內層幕墻完全封閉，空氣的流動在室外與熱通道之間進行；

   （4）內外兩層幕墻之間熱通道的距離可設計較寬，一般為500～600mm；

   （5）外層頂部百葉通風口。通風口內側安裝不銹鋼防蟲網，防止鳥類昆蟲等進入箱體。熱空氣的交換不需要借助于專門的設備來完成，可以完全依靠空氣自然通風來進行，運行成本較低；

   （6）內層幕墻設有開啟門，通道上設有走人鋼架，以便進入通道進行維護、清洗；

   （7）可根據需要在熱通道內設置可調控的＂金陽＂鋁合金百葉簾或者＂金陽＂電動卷簾，有效地調節陽光的照射。

   （8）在必要的位置設置豎向隔斷。隔斷材料可采用鋼板、鋁板或玻璃等。

   四、呼吸幕墻的節能性能

   據有關專家估計，世界上大約50% 的能耗是建筑能耗，而從普通窗戶中散失的能量則達到一般實體墻的5～6倍，傳統的單層玻璃幕墻雖然在熱工性能上比普通窗戶有很大的提高，但它仍然是建筑能耗的一個薄弱環節。呼吸幕墻的優點就充分體現于它的雙層幕墻結構，在陽光照射、熱輻射以及熱傳導等性能方面都優于傳統的單層玻璃幕墻。據德國有關資料表明：呼吸幕墻與傳統的單層玻璃幕墻的能源消耗相比，采暖時可節約能源42%～52%，制冷時可節約能源38%～60%.由此可見，呼吸幕墻具有非常優異的節能性能。此外，呼吸幕墻由于采用的是雙層幕墻結構，而且有一層幕墻通常采用中空玻璃，其隔聲效果也非常顯著，可以大大改善相應的辦公或者居住條件。

   五、結束語

   呼吸幕墻和普通單層幕墻相比，增加了一道屏障，一次性制造成本提高了，但從德國已經投入使用的呼吸幕墻反饋的使用效果來看，呼吸幕墻僅僅使用六年而節約的電費就相當于單層幕墻的成本，而建筑幕墻的使用壽命至少可達二、三十年，節約的電費將會更加可觀，因此說呼吸幕墻的節能性能是非常優異的。此外，呼吸幕墻通常采用無色玻璃，不僅可以減弱光反射，而且可以保證建筑物內外具有良好的通透性。但是，目前國內還沒有呼吸幕墻的國家標準與規范，呼吸幕墻的物理性能國內也還無法檢測，仍然需要到國外進行一系列的試驗，所以說呼吸幕墻在國內的應用與推廣還需要國家有關部門以及建筑幕墻企業的積極行動，相信在不遠的將來呼吸幕墻一定能成為建筑幕墻市場的潮流產品。

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