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探讨呼吸式双层玻璃幕墙结构设计 　　摘要：能够工作与生活在全天候良好的建筑室内环境中是人们的期望。当下，幕墙已成为重要的建筑物外围护体系，本文将讨论的呼吸式双层玻璃幕墙在遮阳、保温、隔音、通风等多方面性能上都优于普通玻璃幕墙，因此可减少能耗，为创造更加舒适健康的室内环境提供了保障。本文从呼吸式双层玻璃幕墙的原理、分类特点及其结构设计等方面进行了讨论。 　　 　　关键词：双层玻璃幕墙结构设计节能 　　中图分类号：TU318 文献标识码：A文章编号： 　　 　　0 引言 　　玻璃幕墙自19世纪初现雏形以来，在现代建筑理念的推动下，至上世纪70年代已在全世界范围内普及。玻璃幕墙被广泛应用期间，其传热系数过大等弊端也逐渐显现出来。夏天阳光透过玻璃直射入室内造成温室效应，大大增加了室内制冷的能耗；在城市中，由于普通玻璃幕墙的吸热作用而产生的热岛效应，以及低层热反射玻璃幕墙带来的光污染，这些问题都影响着环境，逐渐被人们重视。双层玻璃幕墙具有根据外界天气变化调节自身特征的特点，更多的利用自然资源为室内提供采光、通风，减少冷暖气供应，以环保节能的方式提供给人们舒适的生活环境，在一定程度上解决了普通玻璃幕墙应用中的弊病，越来越受到人们的青睐。 　　1呼吸式双层玻璃幕墙的构造及原理 　　呼吸式双层玻璃幕墙通常由内、外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙之间会形成一个相对封闭的夹层—热通道，遮阳百叶可以装置于通道内，需在外层幕墙底部和顶部分别设置进风口和排气口（为避免蚊虫和灰尘进入到热通道与室内，可在百叶内侧安装不锈钢防虫网，在通风口处加设可拆卸过滤装置）。外层幕墙一般采用隐框、明框和点式玻璃幕墙，内层幕墙则采用明框幕墙或铝合金门窗。夏季，同时打开外层幕墙的进、出风口，空气热压原理与“烟囱效应”将使外界空气与通道内的热空气由下至上不断更换，通道内热量被带走，同时可配合使用通道内的遮阳设施，抵挡太阳辐射，从而降低室内温度；冬季，将通风口关闭，阳光的照射使热通道内的空气升温，内层玻璃外因此覆盖上一层热空气，阻挡了室内外冷热空气的交换传递，为房间保温，降低了采暖负荷[1]。图1所示为典型的双层幕墙剖面结构。 　　 　　 　　2 呼吸式双层幕墙的特点 　　1）节能。外层幕墙的存在以及进出风口启闭的灵活调节，可使不论是在炎热或是寒冷季节，热通道内的空气层都能起到保护室内温度少受外界影响，保证了房间内的舒适度，从而降低建筑物制冷与采暖的能耗。2）隔声。由于呼吸式双层幕墙的双层结构，显著降低了室外噪音对室内的影响，即使在嘈杂的环境中，因为外层玻璃对噪声的屏蔽作用，也能保持自然通风状态。3）通风。以往高层建筑在复杂的天气环境下因为风压作用不宜开窗而使用机械通风，而双层玻璃幕墙的外层能够抵抗雨水、大风等不利因素，即使在恶劣的天气中也可实现自然通风，降低机械能耗。4）双层玻璃幕墙热通道的宽度尺寸也会影响到日常通风的效果，通过对其的空气热力学分析，且考虑到日后的清洁保养工作，内外层间距设置为450mm~650mm为宜[2]。5）呼吸式双层玻璃幕墙热通道内的空气层能够降低内层与外层玻璃的内外两侧的温度差，保持在露点温度之上，室内的潮湿气体经通风换气而排至室外，所以双层玻璃幕墙可有效防止结露，提高建筑物的寿命。 　　3 呼吸式双层幕墙的结构设计 　　呼吸式双层玻璃幕墙在结构原理上的区别可将其分为封闭式内循环系统结构和敞开式外循环系统结构。后者在市面上应用较为广泛，下面就外循环式的双层玻璃幕墙结构设计展开讨论。 　　3.1 构造设计 　　设有一座5A级写字楼，高90米，总建筑面积70000多平方米，整个建筑外围采用玻璃幕墙结构。裙楼部分采用的是框支承构件式单层玻璃幕墙，主体部分则采用框支承呼吸式双层玻璃幕墙，这样相比全部采用大清白玻璃全玻幕墙做外围护结构，虽然在构造上较之更为复杂，但在节能降噪等方面具有显著的优越性。双层玻璃幕墙一个单元结构的尺寸设为1500x3900mm，板块高度按照标准楼层高划分，外层幕墙选用10mm厚单层夹胶透明玻璃，型材采用铝合金非隔热型材，内层幕墙选用带有Low-E涂层的6mm+12A+6mm钢化中空玻璃，内外层之间的热通道净宽设置为600mm。通道内安装遮阳百叶，必要时可铺设铝格栅制作的马道，为施工与维修保养等提供方便。每层楼板处可以设置不锈钢装饰面板，外层幕墙底部和面板之间留约40-50mm的进气口，面板的侧面开设10x475mm的出气口。内层框架选用铝合金断热型材，板块与主体的连接可在主体结构的梁、柱上设置转接件，板块内侧顶部上下均设榫头，榫头插入转接件取得连接，板块之间也类似的在每个板块边框顶部和底部分别设置榫头和凹槽，上下拼接位置预留拼接缝，以铝合金条填缝并封三元乙丙胶条（连接示意见图2）。这些措施既保证了幕墙结构