1.前言
目前，國內(nèi)外
雙層幕墻市場，隨著
節(jié)能環(huán)保、熱舒適性的優(yōu)點;越采越引起各國建筑師高度重視，例如:在國外尤其歐洲如德國、
意大利、西班牙一等國已發(fā)展應(yīng)用了15年之久。
在中國從2005年以后，全國設(shè)計院在各地據(jù)不完全統(tǒng)計，已有200余項重大建筑物采用雙層幕墻方案設(shè)計，按目前的發(fā)展的遞增率推算，今后十年在我國將會出現(xiàn)以8%增長率(或更大)發(fā)展，體現(xiàn)了國家出臺的
建筑節(jié)能的產(chǎn)業(yè)政策的貫徹。
一個達標的設(shè)計，雙層幕墻的節(jié)能率應(yīng)在35－42%，尤其內(nèi)循環(huán)式(即主動式)雙層幕墻，設(shè)計十多項這種幕墻經(jīng)驗中已確認個別的已達到35%一38%，前途非常看好，目前已建成的外循環(huán)式節(jié)能率最高為30%左右，國內(nèi)市場已建成的外循環(huán)的節(jié)能率偏低。我們經(jīng)過十余年的研究發(fā)展認識到，雙層幕墻設(shè)計難度非常大的，它涉及的學(xué)科很多，尤其它的熱氣流動態(tài)
熱交換理論，和實體設(shè)計中應(yīng)用缺之試驗數(shù)據(jù)和國外這方面技術(shù)的封鎖，使的實體設(shè)計遇到困難，因為它的理論計算、熱空氣流量在通道內(nèi)的流動軌跡的流譜特性十分復(fù)雜，幾乎全是非定場狀態(tài)，它涉及到的學(xué)科有:空氣動力學(xué)、熱空氣烙嫡動態(tài)特性計算與試驗技術(shù)、
熱傳導(dǎo)、
熱輻射規(guī)律與計算，需要特定的邊界參數(shù);特別是外循環(huán)
內(nèi)循環(huán)雙層幕墻工作原理不完全一樣，但達到結(jié)果一節(jié)能環(huán)保、安全、熱舒適性是一樣的。它必須隨地區(qū)而獨立設(shè)計，一個地方的雙層幕墻必須用當?shù)氐臍庀髼l件和當?shù)氐倪吔鐥l件來專
門設(shè)計和計算，不可以用通用辦法，或照抄德國設(shè)計的雙層幕墻的參數(shù)來設(shè)計，因為地理、氣象條件、地質(zhì)情況，貫徹標準，有關(guān)規(guī)范不同，對熱舒適性要求也不同，例如:德國這個國家通常是沒有地震，;國家冬季溫度平均在零上幾度，它們在人性化、熱舒適性要求高、對休閑性要求也高;這些地區(qū)與人們的生活習(xí)慣有關(guān)，而中國遼闊土地南北相差2500－2800公里，跨越了幾個氣象地帶，從熱帶、亞熱帶(冬冷夏熱、冬熱夏熱帶)寒冷帶、嚴寒帶等;不可能忽視中國的邊界條件和地理位置與國外完全不同，尤其中國西高東低的
標高相差較大。
我們必須科學(xué)的按照中國國情來設(shè)計，本文將以實例為準介紹一下，雙層幕墻設(shè)計要考慮的一些同題，介紹雙層幕墻內(nèi)、外循環(huán)式雙層幕墻設(shè)計程序和具體設(shè)計方法。
本文題目:雙層幕墻設(shè)計總體程序的實例分析
第二講:雙層幕墻總體參數(shù)選擇與方案設(shè)計實例一外循環(huán)幕墻設(shè)計
第三講:內(nèi)循環(huán)總體參數(shù)選擇與方案設(shè)計實例
第四講:外循環(huán)雙層幕墻的
熱工計算(靜態(tài)部分、動態(tài)熱交換計算)
第五講:內(nèi)循環(huán)雙層幕墻的熱工計算(靜態(tài)部分、動態(tài)熱交換計算)
第六講:內(nèi)、外循環(huán)幕墻的管路設(shè)計，電控系統(tǒng)設(shè)計實例
第七講:內(nèi)循環(huán)自動控制原理、電控系統(tǒng)參數(shù)選擇以及參數(shù)計算方法
第八講:介紹我國代表性外循環(huán)式、主動式內(nèi)循環(huán)式幕墻實例方案圖普說明
第九講:介紹雙層通道的幾種設(shè)計型式及性能比較
第十講:外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)式雙層幕墻的性能計算與確定，以及材料、電器元件選擇原則設(shè)計方法
第十一講:內(nèi)、外循環(huán)式雙層
熱通道幕墻的靜態(tài)、熱動態(tài)試驗方法、試驗大綱以及判讀數(shù)據(jù)處理方法
第十二講:雙層幕墻的節(jié)能效應(yīng)，性價比、熱舒適性、回收率計算與評價(與常規(guī)大單元
單板或
框架幕墻的比較說明)
第十三講:介紹本人主持的二種雙層幕墻動畫工作原理
第十四講:介紹國外德國雙層
幕墻設(shè)計師盧茨·霍伊斯特“雙層幕墻”一書各章內(nèi)容與解讀
2.實例介紹內(nèi)、外熱通道雙層幕墻方案設(shè)計幾個程序總體要求
2.1雙層外循環(huán)幕墻系統(tǒng)設(shè)計分析及總要求
本工程為外循環(huán)式雙層通道式幕墻在設(shè)計總要求必須滿足和考慮以下方面的因索和要求:
2.1.1設(shè)計宗旨
滿足本工程所處的地理位置和當?shù)靥厥庀臒岫涞牡貐^(qū)氣象影響，雙層外循環(huán)幕墻必須符合中國和當?shù)氐膶嶋H情況而設(shè)計。
2.1.2設(shè)計師的建筑設(shè)計要求
滿足建筑師設(shè)計的外立面風(fēng)格和優(yōu)秀的建筑外觀
ａ)要求幾個立面上幕墻設(shè)為雙層外循環(huán)式被動熱交換功能的節(jié)能、舒適、環(huán)保、自然通風(fēng)功能的要求。
b)要求較高的清澈高
透明度
c)幕墻立面形成的各立面
平整度必須光滑，不能存在玻璃
應(yīng)力花和玻璃影像失真的功能，因此，外立面玻璃采用半鋼化夾膠
安全玻璃。
d)與裙樓外觀統(tǒng)一協(xié)調(diào)，特別是對裙樓的框架式幕墻要整體協(xié)調(diào)，形成美觀具有建筑藝術(shù)美。
e)最大限度的布局內(nèi)部空間的使用率。
2.1.3環(huán)保安求
努力減少
建筑耗能，以及二
氧化碳的排放量
a)盡量減少通道內(nèi)存積風(fēng)沙灰塵的現(xiàn)象
b)本幕墻必須具備自然通風(fēng)，并具有春夏秋冬不同季節(jié)便用空氣流動的程序和動態(tài)特性，以便達到不同功效的要求。
c)本方案業(yè)主規(guī)定是外循環(huán)被動式雙層通道幕墻，設(shè)計中要求在外界流速幾乎V=0時，具有應(yīng)急通風(fēng)和熱空氣交換功能或成倍增系統(tǒng)。
2. 1. 4建筑效能要求
a)要求雙熱通道外循環(huán)式幕墻必須達到實際功能，節(jié)能率不低于30%，并有良好維護互換清洗方便的功能，具有良好的使用維護方便的設(shè)計。
b)必須滿足建造速度，保證合理被批準的制造安裝周期。
c)必須達到使用方便，相鄰周邊方向的隱私和
防火要求。
d)要求高性能情況下，達到性價比要求，特別要求具有良好科學(xué)的回收成本期盡量短。
e)要求玻璃不能存在自爆達到安全可靠設(shè)計
2.2外立面幕墻設(shè)計的結(jié)構(gòu)型式
2.2.1外循環(huán)雙層幕墻結(jié)構(gòu)
這種體系工作原理是直接利用空氣受熱產(chǎn)生熱浮力的作用(煙管效應(yīng))，將外部空氣從幕墻底部進氣口引人箱體通道，并經(jīng)過雙層通道時空氣被
加熱而向上流動中帶走了，由于太陽熱
輻射熱加溫了通道內(nèi)空氣，并熱交換帶走了熱量從箱體頂部排氣口排出，使箱體內(nèi)空氣溫度降低，使作用在內(nèi)層玻璃表面上溫度降低，輻射進入室內(nèi)的熱量減少達到
保溫節(jié)能的目地。
2.2.2貫徹節(jié)能標準GB50189一2005要求
針對當?shù)氐目諝猸h(huán)境，選用這種高科技含量較高的雙層呼吸幕墻設(shè)計，均滿足節(jié)能、舒適、環(huán)保、自然通風(fēng)的現(xiàn)代化功能的要求，特別是要嚴格貫徹《
公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》GB50189一2005
2.2.3幕墻設(shè)計參數(shù)及配置
該工程外立面主要設(shè)計是呼吸式外循環(huán)幕墻單元箱體:
a)被動式雙層幕墻尺寸:長x寬x高=2333 x 600 x 3830
b)結(jié)構(gòu)參數(shù)是箱體式大單元體系，采用橫鎖式結(jié)構(gòu)吊掛方式。
c)配置電控光控
遮陽百葉自動轉(zhuǎn)動葉片系統(tǒng)，安裝距離外層夾膠單玻璃中心線150一160mm。
d)配置進氣、出氣口的電控變進氣量可調(diào)節(jié)的開關(guān)百葉系統(tǒng)。
配置icr18Ni
防塵、防蟲網(wǎng)及光滑阻力低的icr18Ni
不銹鋼整體弧形導(dǎo)板，最大限度降低
空氣阻力系數(shù)Cx值。
e)設(shè)計專用自然
通風(fēng)系統(tǒng)，并在內(nèi)側(cè)玻璃上部配置電控手動兩用的
自然通風(fēng)器系統(tǒng)。
f)必要時，當外界v空氣速度v。一0m/s時安裝應(yīng)急增補主動進氣通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，加大箱體內(nèi)空氣流動速度和增加空氣流量。
g)設(shè)置金屬能站立體100kg人的下部
格柵，并可拍手拆卸，便于清潔的系統(tǒng)。
h)內(nèi)側(cè)是帶有
隔熱條的
鋁合金型材的
中空Law一E幕墻，8+12A+6Low一E
中空玻璃，使K值達I. 75 W/hm3
2.3雙層幕墻外立面功能具體要求
2.3. 1外呼吸式幕墻外立面設(shè)計要求及考慮
①建筑形態(tài)因素
a)整體建筑外觀
b)要求光滑的幕墻立面
c)要求高透明度
d)統(tǒng)一的建筑外觀
e)呼吸式雙層幕墻及整體外型
f)最大程度的爭取辦公室間
②機電系統(tǒng)因素
a)最大程度的利用直接日照
b)盡量減少箱體
設(shè)備空間，便于維護
@基本因素
a)建筑整體的清潔和維護方便
b)建造成本:要求科技含量高、性價比高、但成本盡量合理
為滿足上述設(shè)計要求，設(shè)計師建筑使用外循環(huán)呼吸式幕墻設(shè)計，直接利用空氣的熱浮力作用，將外部空氣從幕墻底部引人，帶走內(nèi)外層幕墻間的熱量，并從頂部直接排出。
針對當?shù)氐目諝馑刭|(zhì)，我們建議使用外呼吸式幕墻設(shè)計，盡量減少空氣對幕墻間的污染。
2.3.2設(shè)計節(jié)能熱舒適度要求
幕墻間的空隙可以保持為整體外部幕墻的高度其每層高度3830mm，其具體設(shè)計可隨建筑物的高度和系統(tǒng)的選取而確定。太舊輻射可由設(shè)置于幕墻間隙間的百葉來控制。對于被動式外呼吸幕墻，在應(yīng)用于該工程設(shè)計中，它不但可以增加幕墻的隔熱性能和減少空調(diào)的能耗，更可以通過以下途徑增加使用者的熱舒適度:
a)確保內(nèi)部環(huán)境的溫濕度處于舒適水平
b)減少夏季窗口位置過熱及日光反射影響
c)減少制冷能耗
d)減少
眩光的同時，增加內(nèi)部自然
采光
e)增加熱舒適度
f)其它諸如隔絕噪音等好處
2.3.3外循環(huán)式雙層幕墻的優(yōu)點
a)可自主式自然通風(fēng)，滿足新風(fēng)換氣要求，達到30rn3/h人，
b)熱舒適度很好，通過閥門百葉及遮陽系統(tǒng)調(diào)節(jié)我們需要的熱舒適度
c)箱體溫度上升的熱梯度比內(nèi)循環(huán)要下降快一些(補能源)降低自身的電能的消耗。
e)自然采光和防眩光干撓性能好。
2.4氣象參數(shù)及設(shè)計取值參數(shù)
2.4.1當?shù)貧庀髤?shù)
a)地理位置北緯29
。52，東徑121
。34‘海拔4.2
b)年平均溫度16.2
。C
c)冬季室外計算溫度平均值-4.3
d)冬季室外平均風(fēng)速2. 6m/s
e)夏季室外計算溫度平均值28.1℃
f)夏季室外計算溫度最高值34.5℃
g)夏季室外計算溫度波幅值7.99
。C
h)S向日照總量1950w/m
2應(yīng)平均90 w/m
2
i)E、w向日總量3852w/m
2，應(yīng)平均175 w/m
2
j)N向日總量1620w/m
2，應(yīng)平均65 w/m
2
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