【門窗幕墻網】
1.前言
雙層幕墻以其性能優越、環境舒適早幾年曾在行業內有一應用小高潮。近幾年,雙層幕墻的應用案例越來越少,原因是對于雙層幕墻在構造、保溫性能和防火性能方面存在不同的看法和認知,有些看法和認知甚至是對立的,如有人認為雙層幕墻是節能的,有人認為雙層幕墻不節能,有人認為雙層幕墻熱循環處理好了節能,處理不好不節能。本文就雙層幕墻的構造、性能和評價方法作較為深入的剖析。
2.構造
顧名思義,雙層幕墻應該有兩層幕墻,且兩層都應該是幕墻結構,因此對于有些既有建筑的改造,僅在原傳統建筑外墻再掛一層玻璃幕墻不能稱其為雙層幕墻。再例如原本是普通玻璃幕墻,僅在室內側樓板上增加一層玻璃,也不能稱其為雙層幕墻。盡管這些維護結構有些具有雙層幕墻的性能,可以稱其為雙層外維護結構,但不能稱其為雙層幕墻,就像我們不能稱雙層窗為雙層幕墻一樣。只有內外兩層均為幕墻的構造才能稱其為雙層幕墻。外層幕墻通常采用點支式玻璃幕墻、明框玻璃幕墻或隱框玻璃幕墻,內層幕墻通常采用明框玻璃幕墻、隱框玻璃幕墻,為增加幕墻的通透性,也有內外層幕墻都采用點支式玻璃幕墻結構的。在內外層幕墻之間,有一個寬度通常為幾百毫米的通道,在通道的上下部位分別有出氣口和進氣口,空氣可從下部的進氣口進入通道,從上部的出氣口排出通道,形成空氣在通道內自下而上的流動,同時將通道內的熱量帶出通道,所以雙層幕墻也稱為熱通道幕墻,或呼吸式幕墻,見圖1。
圖1 雙層幕墻通道
2.1 內循環式
外層幕墻封閉,內層幕墻與室內有通道連通,使得雙層幕墻通道內的空氣可與室內空氣進行循環。外層幕墻玻璃通常采用中空玻璃,內層幕墻玻璃通常采用單片玻璃,見圖2。
圖2 內循環示意圖
2.2 外循環式
內層幕墻封閉,外層幕墻與室外有通道連通,使得雙層幕墻通道內的空氣可與室外空氣進行循環。內層幕墻玻璃通常采用中空玻璃,外層幕墻玻璃通常采用單片玻璃。外循環式雙層幕墻通常可分為整體式、廊道式、通道式和箱體式。
1.整體式:空氣從底部進入 ,空氣從頂部排出,空氣在通道中沒有分隔,氣流方向為從底部到頂部,見圖3。
圖3 整體式
2.廊道式:每層設置通風道,層間水平有分隔,無垂直換氣通道,見圖4。
圖4 廊道式
3.通道式:空氣從開啟窗進入,空氣從風道中排出,層間共用一個通風道,見圖5。
圖5通道式
4.箱體式:每個箱體設置開啟窗 ,水平及垂直均有分隔,每個箱體都能獨立完成換氣功能,見圖6。
圖6箱體式
雙層幕墻最大的優點就表現在熱工性能上,分歧最大的也在熱工性能上。雙層幕墻有明顯的溫室效應,顧名思義,溫室效應即是雙層幕墻通道能形成熱屏蔽,冬季能阻止室內的熱量流向室外,夏季能阻止室外的熱量流向室內,使得室內處于較恒定的熱環境中。雙層幕墻的溫室效應共有三種表現形式:其一是在炎熱的夏季,雙層幕墻中通道里的進氣口和出氣口全部打開,由于煙窗效應,空氣將在通道中自下而上的運行,在空氣運行過程中,將通道內的熱量帶出通道,使得內層幕墻處于較低的溫度環境中,阻止了熱量由室外流向室內,這是雙層通道幕墻溫室效應的表現形式之一,見圖7。但是這種溫室效應是動態的、隨機的,只能定性描述,目前還無法定量計算,即使采用計算軟件模擬計算,其結果的準確性也不好評價。
圖7 溫室效應表現形式之一
其二是在冬季,雙層幕墻通道里的進氣口和出氣口全部關閉,通道中的空氣靜止,在陽光的照射下,通道中的空氣將有較大的溫升,使得內層幕墻處于較高的溫度環境中,阻止了熱量由室內流向室外,這是雙層通道幕墻溫室效應的表現形式之二,見圖8。但是這種溫室效應是動態的、隨機的,只能定性描述,目前還無法定量計算,即使采用計算軟件模擬計算,其結果的準確性也不好評價。
圖8 溫室效應表現形式之二
在夏季,如果雙層幕墻內的空氣不能及時的將通道內的熱量帶走,通道內的溫度就會逐漸升高,通常會達到50—60度,甚至更高,這也是認為雙層幕墻不節能看法形成的基礎。但認為雙層幕墻節能的看法剛好相反,認為即使雙層幕墻通道內空氣不循環,雙層幕墻也是節能的,而且通道內溫度越高,節能效果越好,因為它把原本應該進入室內的太陽輻射熱留在了通道內,并將其中的一部分傳到室外,其結果是進入室內的太陽輻射熱減少。同時,由于雙層幕墻通道內溫度較高,甚至會超過室外空氣溫度,在此情況下,原本環境熱量應該由室外傳向室內,現在變為通道內的熱量由通道傳向室外,環境熱量不能進入室內,即雙層幕墻的通道形成了熱位壘,室外熱量無法穿越。
其三是雙層幕墻的傳熱系數(詞條“傳熱系數”由行業大百科提供)比單層幕墻的傳熱系數降低很多,阻止了室內外環境熱量的交換,這是雙層幕墻溫室效應的表現形式之三。雙層幕%E