双层幕墙（共8篇）
双层幕墙 篇1
1 呼吸式幕墙的基本概念
呼吸式幕墙的结构原理就是有内外两层幕墙所构成, 内外墙之间具有一个相对封闭的空气流动空间, 即空气在内墙下部的进风口进入内外墙的空间, 然后在内墙上部的出风口将空气流出, 通过进风口与出风口之间的空间流动, 可以实现内外墙之间的热量交换, 实现节能的效果, 因此我们将其形容的称之为“会呼吸的幕墙”。呼吸式幕墙是当代建筑节能的典型代表, 其可以实现对室内温度的自动控制, 有效的解决了环境污染问题, 因此呼吸式幕墙是高科技的新一代幕墙。
2 双层呼吸式幕墙的分类与工作原理
根据呼吸式幕墙的结构以及工作原理, 呼吸式幕墙主要分为封闭式内循环呼吸式幕墙和外循环幕墙:
1) 封闭式内循环呼吸幕墙工作原理。封闭式内循环呼吸幕墙主要是依靠幕墙内部的通道与顶部的暖通系统的抽风管道进行相连, 依靠暖通设备的动力系统, 形成强制性的空气循环系统。封闭式内循环呼吸幕墙的工作原理就是室内的空气通过室内幕墙下部的通风口进入系统的热管道内容, 实现室内温度与通道管道温度的相同, 进而实现室内温度的自动调温, 有效的解决了单一依靠制冷系统的能源消耗, 比如在夏季当室内的温度较高, 而室外温度比较凉爽时, 可以通过封闭式的循环呼吸系统实现温度的恒温, 避免了因为温度的外循环而造成的资源浪费。另外管道内的通道可以通过调控的百叶箱等措施进行, 但是此种模式依赖于暖通系统, 使得节能效果有所降低。2) 敞开式外循环呼吸幕墙工作原理。敞开式外循环呼吸幕墙主要是依靠开启与关闭进出风口实现, 具体的操作具有很强的季节性:一是在冬季的时候, 需要关闭进出风口的开关, 这样可以将幕墙中间的空气流动局限在幕墙的周围, 这样经过较长时间的阳关照射, 使得室内的温度也到提升, 有效的降低了建筑物的能源消耗;二是在夏季, 由于室内外的温度都比较高, 尤其室内温差比较大, 因此通过开启内外幕墙的开关可以产生热烟囱效应, 进而促进室内与室外之间的空气流动, 具体的工作原理就是通过通道上下两端的进出风口实现在通道内形成负压, 以此形成气候温度差, 实现换风通气的效果。通过大量实践表明:通过才起双层呼吸式幕墙可以有效的节省43%左右的能源。因此未来的建筑主要是应用双层呼吸幕墙的做法, 因此该建筑形式主要是采取太阳能源的方式获得能源, 实现了能源恒温的自动控制。
3 呼吸式幕墙的优点
纵观国内外呼吸式幕墙的应用现状, 结合笔者的工作实践经历, 呼吸式幕墙具有以下特点:一是呼吸式幕墙的应用有效的解决了建筑节能的问题, 呼吸式幕墙所选择的材料以及结构可以有效降低资源能源的消耗。据相关数据统计, 呼吸式幕墙所选择的双层材料相比单层的幕墙要节能50%, 大大提高了建筑节能的效果;其次呼吸式幕墙具有很强的环保性。呼吸式幕墙所选择的玻璃主要选择的是无透明的玻璃, 这种玻璃能够克服单层玻璃中的光污染, 另外呼吸式幕墙也可以避免反辐射的作用, 有效的提高了光热的吸收;最后实用呼吸式幕墙可以大大提高使用的舒适性。我们知道呼吸式幕墙的隔音性要大大高于单层的幕墙, 进而给人们一个舒适的环境, 尤其是选择使用呼吸式幕墙可以避免直接开窗而导致的强风直吹, 通过呼吸式幕墙可以实现空气之间的转换, 进而降低因为各种设备给室内温度等方面带来的弊病。
4 重点与难点问题
由于我国建筑市场应用现代技术的兴趣还不高, 尤其是呼吸式幕墙在我国还处在起步阶段, 因此其在具体的实践中还存在很多问题:一是如何确定保温与隔音之间的矛盾是当前设计需要急需解决的问题, 因此需要从设计上找出相关的理论依据;二是出风口的设计也是当前需要解决的问题。出风口的设计是整个双层呼吸式幕墙设计的关键, 也是效果发挥的最大功能, 如果出风口的设计不合理就会造成换气层循环气流发生短路, 影响节能的效果。而且如果出风口的设计出现不合理的问题, 也会造成出风口的灰尘过多, 而造成出风口的外观受到影响;三是成本问题, 推广呼吸式幕墙需要较高的资金, 因此呼吸式幕墙的造价比较高, 因此选择呼吸式幕墙会给当前的工程造成巨大的资金投入;四是由于换气层的烟囱效应会造成消防上的隐患, 所以在通风换气层的设计时应与大厦防火分区设计相结合。
5 呼吸式幕墙的发展———智能幕墙
智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸, 是将呼吸式幕墙与电子计算机系统结合在一起发展起来的, 是智能化建筑的基础上将建筑配套技术 (暖、热、光、电) 的适度控制, 在幕墙材料, 太阳能的有效利用方面进行力改进, 通过计算机网络进行有效的调节室内空气, 温度和光线, 从而节省了建筑物使用过程的能源, 降低了生产和建筑物使用过程的费用。它包括以下几个部分:呼吸式幕墙、通风系统、遮阳系统、空调系统、环境监测系统、智能化控制系统等。智能幕墙的关键在智能控制系统, 这种智能化控制系统是一套较为复杂的系统工程, 是从功能要求到控制模式、从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及气候、温度、湿度、空气新鲜度、照度的测量, 采暖、通风空调遮阳等机构运行状态信息采集及控制, 电力系统的配置及控制, 楼宇计算机控制等多方面因素。
6 工程实例
我国应用呼吸幕墙建筑出现较晚, 最早应用是2000年6月投入使用的国家会计学院教学楼工程, 位于北京顺义区天竺镇, 采用敞开式外循环幕墙系统。而最早大面积应用的是北京旺座中心。国内其它的一些工程见下表。
7 结语
呼吸幕墙是一项新兴技术产品, 集暖、热、光、幕墙材料等技术于一体, 是幕墙技术发展的一个趋势, 目前, 我国呼吸幕墙刚刚兴起, 因此, 值得我国从事幕墙工程的有关人员加以重视, 积极研究开发, 积累经验并逐步进行推广。
双层幕墙 篇2
关键词：建筑;外墙装饰;呼吸式双层玻璃幕墙;应用
引言
在建筑施工中，幕墙施工技术得到了广泛的推广，进一步提高了建筑物整体的美观效果。分析建筑工程施工中的幕墙施工技术，不仅可以有效的掌握施工技术的要点，还可以确保建筑施工的质量。在我国社会经济的发展中，建筑行业的发展更是快速。科学技术的发展以及生产力的提高促进了建筑物建设的进程，幕墙施工技术作为建筑施工中重要的一部分，随着经济、科学技术以及人们生活质量的发展和提高，受到了越来越高的关注度。
一、呼吸式双层玻璃幕墙的不同形式
1、封闭式内循环体系式
这种形式的幕墙非常适合用于冬季天气寒冷的北方建筑物，它的装饰特点设计在“封闭”二字上，也就是说它的外层玻璃完全封闭的，这种封闭的玻璃材质有断热型材与钢板玻璃组成，内层由单片钢化玻璃组成，这种幕墙在在中间设置通风层，通风层的厚度在12厘米～20厘米范围内。此幕墙的通风间层与建筑物的排风管相连，形成一个合理的空气循环系统，建筑物可以利用这个空气循环系统调节室内的温度，将外部的空气引入到室内，是室内空气自由流动，形成热量缓冲层，从而调节室内温度。夏季，将室内的空气排除室外;冬季，利用温室效应积蓄的热量传到室内，以便于节能。
2、敞开式外循环体系式幕墙
这种类型的幕墙，和是相对于封闭式内循环幕墙而言的，它的设计是亮点是，通过敞开系统进行进行室内的通风。敞开式外循环幕墙内外两层幕墙之间装有进风和排风装置。此种类型的幕墙可以通过热通道内设置的窗帘，随时调节外界阳光照射对室内的影响。它在设计时内外两层均设置热通道，而且二者的距离一般在50-60厘米范围内浮动。冬季，通过关闭排/进风口操作，在阳光的照射下，换气层中的空气温度上升，能起到很好的保温作用，从而减少建筑物的取暖费用;夏季，打开换气层的进/排风口，通过烟囱效应把通风间层内的热量带走，内层玻璃的温度下降，室内温度也会相应的降低[1]。
二、呼吸式双层玻璃幕墙的应用优势
1、节能性
呼吸式双层玻璃幕墙与传统的单层幕墙相比，有一定的优势。单层幕墙主要是通过材料本身的特性达到一定的节能效果。而呼吸式幕墙是根据温室效应和烟囱效应的原理进行节能问题的减排。这种节能熊爱国比单层玻璃的节能效果要高出大约50%。
2、防晒功能
根据呼吸式双层玻璃幕墙的工作原理，可以知道他能形成以个空气缓冲层。在冬季，可以使进入到室内的温度升高;夏季，室外的热辐射被挡在缓冲层之后，进而排除室外，使室内的温度不受外界高温的影响。所以说它能够很好的节约采暖制冷能源，同时利用换气层防止日晒，而又不影响里面的效果。
3、通风方便
呼吸式双层玻璃幕墙的有很好的通风作用，不管天气是好还是坏，呼吸式幕墙都不需要开窗，换气层可以自动将室外的自然输到室内，通过这种空气循环源源不断的为室内提供新鲜的空气。
4、隔音效果好
在隔音效果方面，雙层玻璃幕墙比单层幕墙要高10倍左右，双层玻璃幕墙良好的隔音效果给室内工作的人员提供了一个安静的环境，从而提高了室内的舒适度[2]。
5、美观、大方
双层玻璃幕墙不管是从外观上还是从结构上，均给人一种亮丽、大方、气派的感觉。为现代化的建筑设计提供了一种新的表现形式，很好的体现了现代建筑的纤细、轻盈通透和精美，具有很高的观赏性。
三、建筑外墙装饰施工对呼吸式双层玻璃幕墙的应用
1、敞开式外循环体系呼吸式玻璃幕墙中的应用
1.1井式双层玻璃幕墙
这种幕墙的设计类型是一组箱式单元与一个通风口相通基层的竖井，竖井一般比较深，有利于加速空气流动，提高室内通风效率，比较适合用于夏季炎热的地区。井式双层玻璃幕墙是通过烟窗效应进行各个功能的发挥，它的外层幕墙不需要经常开窗换气，自身有很好的换气功能，在一定程度上隔绝外部噪音的干扰，但是它在施工时对竖井的要求比较高，所以它不适宜用于高层建筑。
1.2走廊式双层玻璃幕墙
这种幕墙设计形式是一种外挂式走廊，它的通风间层的设计比较特殊，这种走廊的竖向间层是一一隔断的形式。外层幕墙的通风设置一般设在每层的顶棚处，室内通风量一般是通过调节板进行控制。严寒的冬季，走廊玻璃在太阳光的照射下，温度升高，从而提高室内的温度，减少资源的浪费。
1.3多层式双层玻璃幕墙
它的通风设计是通过水平、垂直方向的几个房间相连接而进行的，但是有些建筑的通风间层既没有水平分割，也没有竖向分割，仅仅依靠底层和屋顶出的通风口形成通风。在冬季，关闭通风口，利用温室效应保证室内温度。此种玻璃幕墙与外界的隔音效果比较好，但是建筑内部隔音效果不佳。可以用于外部环境比较嘈杂的地方。
2、通风间层与材料的应用
呼吸式幕墙的各种性能的正常发挥，离不开通风间层进出风口的设计和材料的选用，比如，在冬季呼吸式幕墙通过通风间层的温室效应，来保持室内温度的舒适;夏季，利用呼吸式幕墙的烟囱效应来降低室内的温度，以便节约能源[3]。
3、玻璃幕墙施工工艺
首先放线，在玻璃幕墙的施工过程中，测量放线是一个十分重要的步骤，是保证整体施工质量的重要环节。放线过程中，测量人员在进入施工现场之后，要将第2层作为基准层进行放线。并对施工现场的具体结构以及埋件的尺寸等进行核对和检查，然后对立面分格尺寸予以确定。如果发现具体的尺寸存在不合理的地方，要及时的反馈给设计部的相关工作人员，由其结合具体的施工情况和要求等，合理调整分格的尺寸;其次安装骨架，通过不锈钢螺栓，将立柱和支座连接在一起。通过满焊，对支座和预埋件予以固定并适当调整。在安装立柱的时候，埋件安装校核完毕之后，首先要安装幕墙立柱，并采用从结构的底部向上安装的方式;然后安装横梁和防火层，利用防噪音垫片和不锈钢螺丝等将将立柱与横梁连接起来，并保证接缝的严密性和安装的牢固性。连接完毕后就那些检查，保证相邻两横梁安装角码的水平标高偏差小于或者等于1mm。在安装同一层安装角码的时候，应该采用自下而上的方式。防火层的按照要保证楼板间的镀锌铁板就具有良好的密封性和牢固性，且具有良好的视觉效果。安装的过程中，为了避免对腐蚀玻璃膜层，要注意所有的防火岩棉都不能直接接触到玻璃。最后待面板安装完毕之后，为了保证玻璃装饰幕墙的后期使用效果和使用寿命等，还需要进行嵌缝和封顶以及封边。要对墙边和顶部，以及底部等各个部位均予以修边和密封。在板材的缝隙等部位经常会存在施工遗留的杂物或者各种灰尘和油污等，直接予以密封，无法达到良好的密封效果。
结束语
近年来，幕墙作为建筑工程中的重要组成部分，幕墙的施工对建筑整体的外观具有直接的影响，严重地说，还对对人们的生命财产安全具有负影响。所以，就要求工作人员做好建筑幕墙工程施工的管理工作，控制好建筑幕墙的质量，从而确保施工质量的安全性。
参考文献：
[1]舒丽芳.双层玻璃幕墙在夏热冬冷气候区应用的能耗研究[D].浙江大学，2013.
[2]王丽.玻璃幕墙的技术特征及其表现力研究[D].浙江大学，2013.
双层幕墙原理及其特点浅析 篇3
随着科技的进步、经济的发展, 建筑领域的变革日新月异。目前, 中国已经或正在制定较为完整的建筑节能设计规范和验收标准, 节能建筑将是中国新时代建筑发展趋势。
二、双层幕墙的定义、原理
1、双层幕墙的定义:
双层幕墙是由外层幕墙、热通道和内层幕墙 (或门、窗) 构成, 且在热通道内可以形成空气有序流动的建筑幕墙。
2、双层幕墙的原理:
利用气压差、热压差和烟囱效应的原理控制通道内空气的流动和交换、控制通道内附属装置等来实现冬季保温和夏季散热。
三、双层幕墙的分类及主要特征
双层通风幕墙的基本特征是双层幕墙和空气流动、交换, 所以这种幕墙被称为双层通风幕墙。双层通风幕墙对提高幕墙的保温、隔热、隔声功能起到很大的作用。
它分为封闭式内通风幕墙和开敞式外通风幕墙。第一种幕墙适用于取暖地区, 对设备有较高的要求。外幕墙密闭, 通常采用中空玻璃, 外幕墙的铝型材应采用断热铝型材;内幕墙则采用单层玻璃幕墙或单层铝门窗。为了提高节能效果, 通道内设电动百页或电动卷帘。第二种幕墙与内通风幕墙相反, 开敞式外通风幕墙的内幕墙是封闭的, 采用中空玻璃;外幕墙采用单层玻璃, 设有进风口和排风口, 利用室外新风进入, 经过热通道带走热量, 从上部排风口排出, 减少太阳幅射热的影响, 节约能源。它无须专用机械设备, 完全靠自然通风, 维护和运行费用低, 是目前应用最广泛的形式。
采用双层通风幕墙的最直接效果是节能, 它比单层幕墙采暖节能40%-50%, 制冷节能40%-60%。
1、分类:
双层幕墙主要分为内循环和外循环体系, 都是在双层玻璃之间形成温室效应, 夏季将其温室的过热空气排出室外, 冬季把太阳热能有控制导入室内, 使冬夏二季节约大量能源。
2、内循环双层幕墙结构主要特征
1) 其结构可采用框架或单元断热形式。2) 一般外层玻璃选用中空钢化, 内层玻璃选择单片钢化。3) 采用强制措施, 电控管道系统, 夏季的白天将双层封闭热通道大部分热空气排除室外。冬季将温室效应蓄热通过管道回路系统加热将将热能传到室内, 达到节能效果。4) 需要增设自然空气进入室内的窗扇通道。5) 便于清洗双层玻璃之间的灰尘。6) 用材少, 成本较低。7) 需用电子驱动抽风, 比外循环结构节能率低一些。
3、外循环双层幕墙结构主要特征
1) 其结构设计可采用外层框架、单元或点式驳接形式, 内层框架断热或单元中空玻璃断热形式。2) 一般外层玻璃选用单片或夹层钢化, 内层玻璃选择中空钢化。3) 采用自然的“烟筒”效应, 夏季的白天将温室的热空气排除室外, 注意不同楼层的“烟筒”效应不同。4) 其内外层之间的空腔厚度设计较厚, 利于人员进入内外层之间的空腔清洗工作。5) 不需要增设专用设备自然空气进入窗内和屋内, 外层幕墙设计有进出风口, 内层幕墙设计有开启门或窗, 需要注意的是进出凤口应防止沙尘土的进入, 通道下部设置外空气进入腔体的进风口和上部热空交换后的排风口。6) 双层玻璃之间的灰尘应考虑方便清洗。7) 用材较多, 成本较高。
四、外循环双层通道设计中的几个问题
1、通道参数设计
双层幕墙进出风口面积比应控制在一定比例之间, 温度与温差变化、外界风矢、进出风口压力受外界自然环境的影响, “通道”高度与“通道”宽度应进行计算, 并通过试验后取得合理的数据, 以便应用到设计, “通道”宽度也要考虑一个成人能够进入。
2、防尘与清洗设计
结构的防尘是相对防尘, 外循环式结构在欧洲的地区应用较为广泛, 由于我国北方大部分地区春秋季节风沙天气较多, 尤其可吸入颗粒物和昆虫非常严重, 外循环体系结构不能完全满足我国北方地区要求。因此用外循环体系结构设计时应充分考虑防尘与清洗形式适合我国实际情况, 进出风口用电动调节百叶装置, 并在通风装置中设置表面涂“纳米”涂料, 减少积尘。双层幕墙之间的过渡网设计应便于室内人的更换, 清洗。
3、节能结构设计
外循环体系的内层玻璃幕墙玻璃, 应采用中空玻璃, 外层幕墙尽可能的采用夹胶钢化, 内层幕墙采用断热桥铝合金结构, 外层可采用点式驳接结构或铝合金结构, 若内外层幕墙选用透明玻璃, 就必须考虑冬季与夏季, 白天与夜间的气候、温度不同对结构设计产生的影响。外层玻璃先用夹胶透明钢化, 玻璃即使破损也不会坠落, 避免对楼底行人造成伤害, 选取择透明玻璃可使阳光充分进入双层幕墙之间“通道”, 形成温室效应。夏季考虑方式:由于白天阳光照射, 使双层幕墙之间通道空气温度升高, 内层幕墙若采用中空低辐射, 玻璃太阳能可反向到双层幕墙“通道”之间, 通过“烟筒”效应使气流上升并通过上端出风口排到室外, 从而减少室内与室外的温度交换, 使幕墙达到节能要求, 降低夏季制冷空调的负荷。
4、遮阳设计
以双层幕墙之间安装电动或手动操作的遮阳装置, 遮阳百页可调节角度, 使阳光进入室内得到合理控制, 遮阳装置的安装位置非常重要;一般距外层玻璃150-180mm为最佳。
五、内循环双层热通道玻璃幕墙结构
1、结构设计内循环式通道设计一
般为封闭式, 它两层玻璃布局正相反, 外层玻璃为中空双钢化玻璃, 外框为隔热型材, 内层为钢化单层玻璃。双层玻璃之间距离一般100-200mm中间加遮阳装置。
它的换气方式是, 在冬天, 通道内加热的空气通过热管水道被抽到室内, 或开屋内开启扇导入热风, 达到节能目的。在夏天过热的空气由排风道排到屋外。此时关闭通往屋内的风管。内循环系统可设计成高尺寸为层高的箱体单元体。
2、通风系统设计:
这种内循环箱体单元体结构设计时, 必须考虑到天花板内侧, 或地板下部空间, 分别设计进屋内热风管道系统和向外排热风管道系统。
六、结束语
双层幕墙节能技术的研究 篇4
呼吸式双层幕墙其设计理念与设计思想主要是体现“自然、节能与环保”,使室内工作环境与室外自然环境融为一体。双层幕墙经过了四个演变过程,即整体式双层幕墙、通道式双层幕墙、廊道式双层幕墙、箱体式双层幕墙。
1双层幕墙的概念
根据GB/T 21086的定义,双层幕墙是由外层幕墙、热通道和内层幕墙(或门、窗)构成,且在热通道内可以形成空气有序流动的建筑幕墙。双层幕墙是双层结构的新型幕墙,外层结构一般采用玻璃幕墙,内层结构可采用玻璃幕墙、铝合金门或铝合金窗。内外结构之间分离出一个中间层,形成一种通道,空气可以从下部进风口进入通道,也可以从上部出风口排出通道,空气在通道流动,导致热能在通道的流动和传递,这个中间层称为热通道,所以双层幕墙又称为热通道幕墙。
2双层幕墙的类型
双层幕墙由内外两层玻璃幕墙组成,与传统幕墙相比,双层幕墙的内外两层幕墙之间形成一个通风换气层,因而它在节能方面比传统的幕墙节能达50%,采暖时节约能源42%～52%,制冷时节约能源38%～60%,保温性能达国际Ⅱ级,具有冬季保温和夏季隔热的双重功能,有效地减少空调的使用,达到节能效果。双层幕墙根据通风层的结构不同可分为“封闭式内通风”和“敞开式外通风”两种。内通风与外通风双层幕墙作用原理如图1所示。
3双层玻璃幕墙的特点
3.1 高效节能
与基准幕墙和普通节能幕墙相比,双层幕墙是节能效果最理性的高效节能幕墙,经实践证明北京地区其节能效果见表1。
3.2 环境舒适
与单层幕墙和普通节能幕墙相比,双层幕墙能创设良好的热环境和通风环境,提供舒适的办公环境,如图2所示。
3.3 采光合理
进入室内的光线角度和强弱,直接影响到您的舒适感。双层玻璃幕墙可以根据您的需要,只要您轻轻一按开关,遮阳百叶便可按照您的意愿或收起或任意位置放下或叶片倾斜,让光线均匀进入您的室内,尽情享受光线的变化,大大改善室内光环境。
3.4 隔声降噪
双层幕墙特制的内外双层构造、缓冲区和内层全密封方式,使其隔声性能比传统幕墙高1倍以上(内层玻璃幕墙开窗时45 dB,关窗时67 dB),为营造舒适、宁静的生活环境必不可少。
3.5 安全性能
双层幕墙下雨时可通风,雨不会进入室内,可保持物品安全,通风时风速柔和,东西不会被风卷走。双层幕墙物品不易坠落,而且两道玻璃幕墙防护有利于防盗。双层幕墙从经济方面来看,单位面积成本较高,首期投资较大,比传统幕墙高出近一倍,这是广大建筑师和业主较为关心的问题,但从长远利益来看,其节能所产生的效益将更加明显。从技术方面来看,主要是空气通道内的防火问题,各种防火的方法及其效果需要通过实践加以检验。双层幕墙作为一项新兴技术产品,其良好的环保、节能性能,以及新颖的构造给建筑外装饰带来更多变化。
4双层幕墙的工作原理
4.1 内循环体系的工作原理
封闭式内循环通风幕墙的通风系统是由进风系统、空气通道系统、排风口和管道风机系统组成。封闭式内循环通风幕墙采用强制措施,电控管道系统,在夏季时将双层封闭热通道大部分热空气排出室外。冬季将温室效应蓄热通过管道回路系统加热后传到室内,当机械设备工作时,双层幕墙通道内形成负风压,室内的空气便先导入双层幕墙通道,空气在双层幕墙空腔内形成自下而上的空气有序流动,最后通过机械设备排出排风管道,达到节能效果。在通道内设置可调控的百叶窗或垂帘,可有效地调节日照遮阳,为室内创造更加舒适的环境。
4.2 外循环体系的工作原理
开敞式外循环通风幕墙的内外两层幕墙之间形成的通风换气层的两端装有进风和排风装置,利用室外新风进入,经热通道带走热量从上部排风口排出,可减少太阳辐射热的影响,节约能源。它无须专用机械设备,完全靠自然通风,维护和运行费用低。进风和排风装置上的风口可以开启和关闭(有手动和自动)。另外,还可以通过对进排风口的控制以及对内层幕墙通风窗的设计,达到由通风层向室内输送新鲜空气的目的,从而优化建筑内部的空气质量。
5双层幕墙节能技术
5.1 双层幕墙的热适应性
双层皮玻璃幕墙在四个朝向均有较好的热工性能(双层间遮阳的双层幕墙相对于采取内遮阳的单层幕墙),尤其是西向。但前提条件是保证双层皮玻璃幕墙的空腔间层有较好的通风状况。经测试,南向实验室内温差有6 ℃～7 ℃,北向实验室内温差也有4 ℃～5 ℃,而西向实验竟达17 ℃之多。双层皮空腔间层若是处于空气流动的可控制状态,室内外热量在此空间内流动、交换,实现室外气候和室内小环境的过滤器和缓冲层作用。不难理解,在高温的夏季,持续烘烤的西向比其他方向更能体现这种过滤缓冲效应带来的差异。因而,具有合适遮阳位置和通风模式的双层玻璃幕墙比传统的单层玻璃幕墙具有更佳的热工性能。
5.2 双层幕墙的遮阳性能
遮阳状况的有无和好坏是影响双层幕墙室内热环境的关键因素。而其中遮阳的位置是双层幕墙的设计重点之一,不同的位置将对其功效产生不同影响。以双层幕墙之间安装电动或手动操作的遮阳装置,遮阳百叶可调节角度,使阳光进入室内得到合理控制,遮阳装置的安装位置非常重要;一般距外层玻璃150 mm～180 mm为最佳,也应考虑内层幕墙开启窗或门的形式而定,避免影响窗或门的正常开启和闭合。
因而,对于双层幕墙而言,除了保证设计正确以外,正确使用也是十分重要的。采用双层间遮阳并配合恰当的通风方式是双层幕墙在夏季不可或缺的条件。
5.3 双层幕墙的通风性能
通风状况的好坏是影响双层幕墙空腔间层和室内热环境的基本因素。双层幕墙换气层是关键,其进出风口的设置、换气层的宽度大小、材料的选用等直接影响到其通风性能的发挥。在进行外循环体系通风系统设计时,要考虑楼体楼层不同高度,考虑到抗震要求和风压影响,进、出风口的沙尘过滤网的“目数”应通过计算选用不同目数的过滤网,而解决由于楼层高度变化产生不同“烟筒”效应,出风口可采用“鱼嘴”式结构,注意不要将滤网目数过大,防止空气滞阻。
在夏天强烈的阳光辐射下,双层幕墙空腔换气层往往温度较高。若是进出风口的自然通风无法实现,反而急剧增加了制冷的负荷,这对于夏季炎热地区是致命的缺点。所以,在夏季保证双层幕墙空腔间层良好的通风条件,是发挥双层幕墙优越性的关键所在。
5.4 双层幕墙的节能效果
双层幕墙在夏季具有良好的节能效应。在有通风条件下,双层间有遮阳的双层皮和内遮阳的单层皮的能耗比较实验当中,双层皮室内温度在空调设定的工作温度27 ℃上下波动,空调正常间歇时间为30 min～45 min。然而,单层皮室内温度从上午9:30～下午17:00一直在空调工作温度以上,并于中午13:30出现峰值32 ℃,空调持续工作。单层皮其他时段内空调的间歇时间也比双层皮要短一些。24 h能耗比较,无论空腔间层有无通风,双层幕墙比单层幕墙都要节能14%。即便单层幕墙采取外遮阳的情况下,双层幕墙也要节能6.1%。
6结语
玻璃幕墙是建筑工业化的产物,它赋予建筑以轻盈的体型、晶莹剔透的外观和良好的抗震性能,但也带来很多问题,其中之一就是由于传热系数过大和气密性不良而造成的建筑物能源消耗加大。而有效的节约能源是一个现代绿色建筑所必需的。双层玻璃幕墙就是建筑逐步走向绿色节能的一个体现。双层幕墙使幕墙在与建筑深度融合的过程中,不再只是简单的外墙,大大提高了建筑幕墙的节能效果。虽然,在中国广泛应用这一新技术的我们任重而道远,但我们坚信,作为建筑幕墙的“绿色”产品离我们不远了。
参考文献
[1]Kuchen,E.,Fisch M.N..Spot monitoring:thermal comfort e-valuation in 25 office buildings in winter[J].Building and En-vironment,2009,44(4):839-847.
[2]ISO Standard 7730.Moderate thermal environments-determina-tion of the PMV and PPD indices and the conditions for thermalcomfort[S].DIN,2006.
[3]宋晔皓.利用热压促进自然通风:以张家港生态农宅通风计算分析为例[J].建筑学报,2000,388(12):12-14.
双层玻璃幕墙构造及其节能措施 篇5
关键词：双层玻璃幕墙,节能措施,建筑围护结构,建筑物,传热系数
在全世界的能源消耗中,建筑能耗约占总能耗的25%～45%,并且建筑能耗区别于生产性能耗,它属于消费性能耗[1]。建筑能耗除了保证正常消费需要的部分外,其余部分都被浪费,因而建筑节能成为世界建筑界共同关注的问题。建筑外围护结构的热工性能直接影响到建筑能耗,而玻璃幕墙是现代建筑较多采用的一种外围护结构,它使建筑更具有现代感和装饰艺术性,但由于自身较差的热工性能,大面积的玻璃幕墙造成建筑围护结构热隔断功能的显著降低,玻璃幕墙也就成为建筑能耗的一个薄弱环节。双层玻璃幕墙的出现,很好地解决了建筑美观与建筑能耗矛盾的问题。
1 双层玻璃幕墙的组成及其分类
1.1 双层玻璃幕墙的组成
双层玻璃幕墙不同于传统的单层幕墙,它由内外两道幕墙组成。内幕墙一般采用明框幕墙或活动窗,或开有检修门,以便维护、清洁;外幕墙可采用有框幕墙或点支玻璃幕墙。
1.2 双层玻璃幕墙的分类
1.2.1 封闭式内通风幕墙
封闭式内通风幕墙从室内的地下通道吸入空气,在热通道内升至上部排风口,再从吊顶内的风管排出。该循环在室内进行,外幕墙完全封闭。由于进风口进入的是室内空气,热通道中空气温度与室内基本相同,这就大大节省了取暖和制冷的能源消耗。这种形式的幕墙对取暖地区更为有利。由于内封闭通风幕墙的循环要靠机械系统,对设备有较高的要求。
1.2.2 开敞式外通风幕墙
与内通风幕墙相反,开敞式外通风幕墙的内幕墙是封闭的,采用中空玻璃。其外幕墙采用单层玻璃,设有进风口和排风口,利用室外新风进入,经热通道带走热量从上部排风口排出,可减少太阳热辐射的影响,节约能源。它无须专用机械设备,完全靠自然通风,维护和运行费用低,是目前应用最广泛的形式。开敞式外通风幕墙的风口可以开启和关闭。夏季开启上、下风口,可起自然通风作用;冬季关闭风口,形成温室保暖。
1.3 通风幕墙的效果
采用双层通风幕墙的最直接效果是节能,与单层幕墙相比,其采暖期可节能40%～60%,制冷时节能40%～60%[3]。采用双层幕墙隔声效果也十分显著,可大大改善室内使用条件。
2 外通风幕墙的气流组织
2.1 组织方式一
如图1所示,水平方向以柱间为单元,竖直方向以一层为一个单元,每个单元单独组织进风与排风。一般从楼板面进风,在顶棚下面出风口排风,直上直出,气流简捷,阻力小,但气流过于强烈。
2.2 组织方式二
这种方式是以柱间为单元,一个柱间全高打通,成为排风竖井,从建筑顶部排风到室外,相邻柱间则各层隔开,从本层下部进风口进风,在上部排风口向相邻排风竖井排风(见图2)。
2.3 组织方式三
为避免直上直下方式风速过大、气流过于激烈,可采用各层错开进风口和排风口,使气流转向相邻柱间排风口的组织方式(见图3)。
2.4 组织方式四
这种方式打破了一层作为一个通风单元的格局,从各层进风口来的新风,全部汇集至顶层顶部总排风口排出。借助于房屋全高产生的压差,可以形成强烈的通风气流(见图4)。
3 提高双层玻璃幕墙节能性能的措施
3.1 幕墙玻璃的选用
对于建筑物玻璃幕墙来说,由于玻璃的面积占据立面的绝大部分,可以参与热交换的面积较大,因此,玻璃是幕墙节能的关键。热反射玻璃是在优质浮法玻璃表面,镀一层或多层金属化合物薄膜而形成。它能有效地控制太阳直接辐射能入射量,同时还具有丰富多彩的反射色调和极佳的装饰效果,缺点是热反射玻璃使用不当,会给环境带来“光污染”。
低辐射镀膜玻璃是在优质浮法玻璃表面,镀数层低辐射材料及其他金属化合物薄膜而形成的。它可阻隔热量从热的一端向冷的一端传递,即冬季阻止室内的热量泄向室外,夏季阻止室外热量进入室内。对来自阳光中的红外热辐射部分有较高的反射率,对阳光中的可见光部分则有较高的透过率。低辐射镀膜玻璃可获得较高的可见光透过率和较低的反射率,能有效地避免“光污染”。
中空玻璃是由两片或多片玻璃以内部充满高效分子筛吸附剂的铝框间隔出一定厚度的空间,边部用高强度密封胶密封粘合而成的玻璃组件。中空玻璃密封空间内的空气,构成一道隔热、隔音屏障。若在该空间中充入惰性气体,还可进一步提高产品的隔热、隔音性能。
3.2 窗框型材的选用
由于玻璃与窗框之间会发生热传导,因此,窗框型材的选用也很重要。塑料窗框、木窗框因材料本身的导热系数较小,对外窗的传热影响不大;木塑窗框、钢塑窗框、铝塑窗框是在木骨架、钢骨架、铝骨架外覆盖了新型PVC材料,既形成了牢固耐用的保护层,又可降低窗框的导热系数;铝合金窗框、钢窗框由于材料本身的导热系数很大,形成的热桥对外窗的传热影响较大,所以必须进行相应的处理,设置断热桥。
3.3 设置遮阳
对于南方地区,遮阳是一种有效的隔热措施,建筑遮阳可以是来自附近的其他建筑物或遮挡物,也可通过人为方式设置附着在窗户顶端或侧面的遮阳板,还可以在窗的里边、外边设置可调节的百叶遮挡等。
4 结语
双层玻璃幕墙是一种新型的节能幕墙,是幕墙技术的新发展。它不同于传统的单层幕墙,由内外两层玻璃幕墙组成,或称为双层幕墙、可呼吸式幕墙、通风幕墙,内外幕墙间形成热通道。双层玻璃幕墙的节能原理是分别利用夏季双层玻璃间热通道的热烟囱效应和冬季双层玻璃间热通道的温室效应,达到减少夏季室外热量的传入和冬季室内热量的流失。不同的玻璃幕墙结构有着各自的优缺点,适用于不同建筑要求,同时为了提高双层玻璃幕墙的节能性能,必须考虑各种不同的措施。
参考文献
[1]宋德萱.节能建筑设计与技术[M].上海:同济大学出版社,2003.
[2]刘伯养.提高玻璃幕墙水密性的对策[J].山西建筑,2006,32(14):61-62.
[3]赵西安.双层通风幕墙的构造及工程应用[J].建筑技术,2002,33(9):651-655.
被动式双层通风玻璃幕墙研究 篇6
关键词：双层通风,玻璃幕墙,中空幕墙,经济价值
1 构造特点说明
1)内幕墙采用5+14A+5中空高透型低辐射玻璃,幕墙分格为2 000 mm×1 005 mm,通道宽度在80 mm～150 mm之间,设有上下两通风口;外幕墙采用6 mm厚透明单层不耐火玻璃,设有进风口和排风口。2)幕墙的铝型材应采用断热铝型材。3)内外通风幕墙的风口可以开启和关闭。4)为提高节能效果,通道内设电动百页和电动卷帘。5)进风口、出风口设防尘网、防虫网。6)气流组织方式水平方向以柱间为单元,竖直方向以一层为一个单元,每个单元单独组织进风与排风。
2 被动式双层玻璃幕墙玻璃的传热
1)无太阳辐射时双层玻璃幕墙的传热。当室内温度高于室外温度时,室内向室外传热,这时室内空气温度通过对流、辐射等复杂的传热过程传给双层玻璃幕墙内层玻璃内表面,玻璃内表面温度高于外表面,通过传导将温度传导到外表面,通过对流、辐射等复杂的传热过程传给热通道内空气,热通道内空气温度通过对流、辐射等复杂的传热过程传给双层玻璃幕墙外层玻璃内表面,玻璃内表面温度高于外表面,通过传导将温度传导到外表面,再通过对流、辐射等复杂的传热过程传给室外空气。当室外温度高于室内温度时,由室外通过同样原理向室内传热。
2)太阳辐射时双层幕墙玻璃的传热除了温差传热外,还有太阳辐射传热,夏季太阳辐射热在外层玻璃外表面被反射一小部分,一部分被玻璃吸收后向室外、热通道内传热,一部分透射到热通道内加热热通道内空气,同时室外高温度空气向热通道内传热,使热通道内温度升高,透射到热通道内的太阳辐射热在内层玻璃外表面被反射一小部分,一部分被玻璃吸收后分别向热通道内、室内传热,一部分透射到室内加热室内空气,同时热通道内高温度空气向室内传热,使室内温度升高,当太阳辐射传热量很大而没有空调时,也有可能使室内温度高于室外温度,这时室内向室外传热,这就是说夏季影响室内温度的热源有两方面即太阳辐射传热和室外温度高于室内温度时的温差传热,它们都会使室内温度升高。
3 幕墙的抗火性能分析
火灾时火焰的高度和起火室温度也不断增高,内幕墙爆裂脱落后,火焰和烟气涌入内外幕墙之间的夹层,高温气流呈贴近外幕墙内侧流动的趋势,最终上升到顶层排出。这一过程中,火灾有向其他楼层蔓延的可能。外幕墙破裂后,火焰和烟气在高温气体产生的热压作用下喷出外墙,此时只有少量烟气进入内外幕墙之间的夹层,对起火层以上各层内幕墙的影响将大为减小,内幕墙附近的气流温度明显下降。故:1)双层通风幕墙的内层玻璃要求在250 ℃～320 ℃时能坚持0.5 h～0.6 h不自爆,采用防火玻璃。2)外层采用不防火玻璃。3)通道内设有防火自动排烟口或手动紧急排烟口。
4 被动式双层通风玻璃幕墙与中空幕墙的比较
表1为通风幕墙与中空幕墙保温性能与隔热性能的比较。
在冬季保温性能检测报告中,由空气温度与材料表面温度关系可以看出,白天,室外最高温度为3.6 ℃时,通道内空气最高温度为46.3 ℃,通风幕墙房间内空气最高温度达到28.8 ℃,中空幕墙房间内空气最高温度达到20.8 ℃。通风道内空气最高温度比室外空气最高温度高出42.7 ℃,透明部分表面温度还要高些。而在夜间,室外最低温度为-4.4 ℃,通风道内空气最低温度为9.1 ℃,两者相差13.8 ℃。从以上检测数据可以看出,通风幕墙在白天吸收了太阳能,而在晚上有效地阻止了太阳能的散失。
夏季隔热性能:由于通风道设有遮阳百叶,在夏季检测中,主要针对有遮阳通风幕墙和无遮阳中空幕墙进行比较。在室外平均温度为26.5 ℃时,有遮阳百叶的通风幕墙房内空气温度为24.09 ℃,无遮阳百叶的中空幕墙房内空气温度为25.17 ℃,最大的温度相差2.89 ℃,而有遮阳通风幕墙玻璃内表面与无遮阳中空幕墙玻璃内表面最大温度相差9.23 ℃。从以上数据可以看出,遮阳系统能有效地阻止太阳能辐射,降低幕墙内表面温度,达到节省空调费用的目的。
5 采用被动式双层通风幕墙的经济价值
5.1 冬季采暖分析
只考虑玻璃幕墙可见部分的耗热量,未考虑其他情况下的耗热量和其他损耗。冬季白天平均太阳辐射照度取270 W/m2。冬季室外计算温度为-9 ℃,室内采暖计算温度为19 ℃,采暖天数按每年126 d,每天10 h考虑,电费取1.00元/(kW·h)。
1)中空幕墙。冬季白天增热量,根据公式其相对增热为:
其中,K为中空幕墙传热系数,取1.79 W/(m2·K);T为冬季室外计算温度,取-9 ℃;t为冬季室内采暖计算温度,取19 ℃;S为中空幕墙遮阳系数,采用遮阳型低辐射玻璃,取0.47;I为冬季白天平均辐射照度,取270 W/m2。
则R=1.79×(-9-19)+0.47×270=76.8 W/m2。
2)通风幕墙。冬季白天增热量,根据公式其相对增热为:
其中,K为通风幕墙的传热系数,取1.14 W/(m2·K);S为通风幕墙的遮阳系数,外层采用单层透明玻璃,内层采用高透型低辐射玻璃,取0.61×0.85=0.52。
3)两种幕墙节能效果比较。
每年通风幕墙比中空幕墙节约的总采暖费用为:
E=Q×10×126×1.00=82.4×10×126×1.00=10.4万元。
由计算可知,通风幕墙与中空幕墙相比,每年可节省采暖费用10.4万元,如大面积采用该幕墙,必将产生更为显著的节能效果。
5.2夏季制冷分析
通风幕墙(中空)夏季空调费按一个月30 d计算:
普通幕墙(中空):0.18元/(h·m2);
双层通风幕墙:0.067元/(h·m2)。
一个供暖面积4 000 m2的建筑物,在采用不同幕墙体系时,它的节能的经济值显然有较大的差异:
设定夏天按制冷3个月,冬天供热3个月计算,单层幕墙约需电费、供暖费计173万元;采用双通道外循环式为64万元。
通风幕墙独特的作用机理,具有显著的节能效果。通过本估算,经过10年可收回所增加的成本。随着通风幕墙的不断发展、提高该幕墙必将产生较大的社会效益和经济效益
6结语
1)采用新型双层通风幕墙的最直接效果是节能,比单层幕墙采暖时节能40%～60%。制冷时节能40%～60%。2)内外层无需镀膜玻璃,用自然光实现照明。从环保上,通风式幕墙由于其功能解决节能,外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃,可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响(“光污染”);单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑,玻璃一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。新型双层通风幕墙能过滤阳光,避免直射,无眩光困扰。3)双层玻璃及中间空气层能有效阻隔室外噪声,临街建筑室内依然安静。4)遮阳百叶置于中间层,有效防止日晒,不影响立面效果,实现动态遮阳。5)新型双层通风玻璃幕墙造价较高。建筑面积要损失2.5%～3.5%,但就长远来看,具有一定的使用价值。
参考文献
[1]JGJ 26-95,民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)[S].
[2]GB 50176-93,民用建筑热工设计规范[S].
[3]GB 50178-93,建筑气候区划标准[S].
[4]JGJ 134-2001,夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S].
双层幕墙 篇7
关键词：玻璃-穿孔铝板双层幕墙,质量控制
1 工程概况
金蝶研发中心位于深圳市科技园科技南十二路, 主体为框架结构, 占地面积2万m2, 建筑面积6.1万m2, 地下一层, 地上九层;标准层高:4.2m。幕墙装饰工程施工高度为41.7米, 整个工程外墙面 (约2.8万m2) 都使用玻璃幕墙与穿孔铝板幕墙相结合的双层幕墙。本幕墙工程主要内容包括:T型钢玻璃幕墙、幕墙钢栏杆、玻璃栏杆、穿孔铝板幕墙、石材幕墙等。项目整体安装顺序:埋板安装→钢结构安装→T型玻璃幕墙安装→玻璃窗安装→石材幕墙安装→穿孔铝板安装→其他项目安装。
2 玻璃-穿孔铝板双层幕墙工程的特点
双层幕墙是当今生态节能建筑中被广泛关注的一项先进技术, 被誉为“可呼吸的皮肤”。它主要针对传统单层玻璃幕墙耗能高, 室内空气质量差等缺陷, 采用双层幕墙作为围护结构, 提供自然通风和采光, 增加室内空间舒适度, 降低能耗, 从而较好地解决了自然采光和节能之间的矛盾。目前, 我国双层幕墙 (穿孔铝板与玻璃结合) 的使用还不多, 在一般的幕墙装饰工程中, 玻璃幕墙与铝板幕墙都单独使用, 或者两者小面积结合使用。像金蝶研发中心工程这样大面积的使用玻璃-穿孔铝板双层幕墙极为少见。
玻璃-穿孔铝板幕墙在建筑物的作用上属于建筑装饰范围, 但由于它是建筑物的外围护结构, 虽不承受主体建筑物的荷载, 但要承受风荷载、地震作用和温度变化作用, 所以玻璃-穿孔铝板幕墙在满足装饰的同时, 必须满足风压、地震力和温度变化对它的影响, 这样才能使幕墙具有足够的安全性。另一方面, 玻璃-穿孔铝板幕墙是跨行业的综合性技术, 从设计、材料选用, 加工制作和安装施工都应从严掌握, 精心操作, 否则有可能出现质量隐患。因此, 施工过程中必须进行全过程的质量控制, 才能有效保证幕墙的工程质量和安全。
3 玻璃-穿孔铝板双层幕墙施工质量控制的主要内容
幕墙工程包括幕墙的设计、制作和安装施工等过程。因此, 质量控制应顺着幕墙设计→材料选用→加工制作→安装施工这一主轴线来进行。
3.1 对玻璃 (穿孔铝板) 幕墙结构设计计算书进行审查
高质量的幕墙设计是确保幕墙工程质量的前提, 在明确幕墙设计责任的基础上, 要求厂家提供幕墙技术设计计算书。通过设计图纸的会审与交底工作确保设计深度, 避免幕墙设计与主体建筑结构设计不配套, 不协调;避免出现如下情况:缺少节点大样图, 缺少预埋件材料的规格、尺寸、预埋件锚固节点计算, 避雷、防火措施不当, 没有通过设计确定幕墙自身避雷接地系统的设置分布、缺少详细的避雷、防火节点图等口。
3.2 对玻璃 (穿孔铝板) 幕墙工程材料质量的检查
幕墙材料是保证幕墙质量和安全的物质基础。玻璃-穿孔铝板双层幕墙使用的主要材料有玻璃、穿孔铝板、铝合金、钢材、结构密封胶、建筑密封胶、连接锚固件及连接垫片。幕墙对每一种材料的要求都是由设计计算书确定的, 它对铝型材壁厚、结构胶的保质期、物理年限、粘结力、结构胶与接触材料的相符性, 连接件强度等等都有严格的要求, 因而对幕墙使用的材料必须有符合要求的材料质保书和相关的试验报告, 对反映材料质量的这些资料的审查和进场材料的抽样检查是把好材料质量关的关键。
3.3 玻璃 (穿孔铝板) 幕墙工程加工制作质量的检查
玻璃 (穿孔铝板) 幕墙在加工制作前应与土建施工图进行核对, 对已建主体结构进行复测, 并应按实测结果对幕墙设计作必要调整。幕墙构件的制作、加工精度、非金属材料的加工组装应符合现行国家标准和有关技术规范规定。
3.4 玻璃 (穿孔铝板) 幕墙工程施工安装质量的检查
幕墙许多部位在工程结束都已封闭, 如有质量问题将留下隐患, 因此, 下列部位在施工过程中应及时进行隐蔽检查验收: (1) 预埋件; (2) 构件与主体结构连接节点的安装; (3) 各连接部位的安装和防腐处理; (4) 伸缩缝、沉降缝、防震缝及墙面转角节点的安装; (5) 防火, 保温材料安装; (6) 防雷节点安装和防腐蚀措施; (7) 封口安装。
4 本工程的施工重点、难点分析
对于本工程安装施工来说难点在于:测量放线控制、T型钢玻璃幕墙安装控制和固定穿孔铝板的十字钢定位控制。
4.1 本工程测量放线的工程量大且精度要求高, 是本工程的一大难点。
测量质量好坏直接关系到各分项工程施工和安装质量, 以及施工速度。具体放线步骤如下: (1) 测定基准轴线及边线; (2) 按:中—边—中—边的循环测量方法, 测定各支持点中心线位置; (3) 全面校准并定位各中心线间距; (4) 测定与校准底层基准水平线; (5) 放后置埋件.
为保证测量放线精度, 首先应确立本工程的一个基准, 多轴线为基准势必存在一些偏差 (而幕墙各项偏差均在±1mm之间) , 为了克服这一难点, 在本工程的轴线确认无误的前提下, 利用幕墙公差, 在合适的位置设立参照基准轴线, 反复核对无误后, 确立为辅助基准轴线, 以此来达到施工的高质量;其次, 依据主体结构施工的基准点、线, 考虑到温差对计量的误差, 以及地面不平造成的误差, 采, 用全站仪通过棱镜复核相互之间的几何关系, 搞清楚点线之间的关系, 以及相互间的几何尺寸, 通过点线的精度来提高幕墙施工精度;在确保门洞口以及沉降缝的宽度的前提下, 要使各种累积误差在大面幕墙内消化;此外, 标高定位也是一个重点, 由于整个施工难度较大, 因而对标高的定位要求较高, 标高的定位采用全站仪测距进行。
4.2 大玻璃幕墙安装是本工程的重点
本项目使用的玻璃板块较大, 其规格分别有5500mm、4200mm和3500mm等, 如何在将玻璃运输到相应的安装楼层, 进行安装, 是本工程的重点。经综合考虑和分析各项因素, 决定采用固定卷扬机进行玻璃板块的吊装运输作业。
-4.2.1 施工流程测量放线→后补埋件安装及检查→镀锌角钢和T型钢板安装→避雷安装→隐蔽验收→铝合金压块的安装→玻璃安装→打胶→铝合金扣盖安装
4.2.2 安装方法
4.2.2. 1 测量放线
确定好基准轴线和水准点。再用经伟仪放出控制线以及拐角控制线。将基准中心线、水平线进行复测, 无误后放钢线, 定出幕墙安装基准线。为保证不受其它因素影响, 放完线后, 用水平仪检测, 调准。
4.2.2. 2 结构检查及埋件安装
根据测量放线结果检查结构是否符合幕墙的安装精度要求, 并将测量数据汇总分析, 如超出允许偏差范围则应通知总包单位进行处理, 直至达到要求。并根据测量定位点, 铆固埋板, 埋板的埋设应符合设计要求, 若偏差较大的设计做出修正方案。
4.2.2. 3 镀锌角钢和T型钢板安装
考虑到施工安装的安全性及可操作性, 先将镀锌角钢与T型钢板使用螺栓连接固定起来, 按照设计施工图的要求再使用焊接点焊固定。镀锌角钢与埋板的安装采用焊接方式固定。
4.2.2. 4 玻璃压块安装
(1) 未装玻璃板块之前, 先将玻璃压块固定在T型钢板折钢板上, 玻璃压块一般紧到压板有安装间隙, 待玻璃板安装后, 左右、上下调整, 调整完毕再将螺栓拧紧。 (2) 璃板块的副框通过压块固定在铝合金框上, 压块的安装应符合设计要求, 压块不应小于300mm, 且从板边100mm处布置间距不大于300mm, 用螺栓倒扣连接紧固。
4.2.2. 5 玻璃板块安装
(1) 待压块安装后, 进行玻璃板块的安装, 将玻璃板块轻轻地挂在下边的T型钢板上向左右移动, 推入到压块内, 依据垂直分格钢丝线进行调节, 调整好后拧紧螺栓。 (2) 玻璃板块在安装调整过程中, 相邻二单元板高低差控制在<1mm。 (3) 玻璃板块依据板片编号图进行安装, 施工过程中不得将不同编号的板块进行互换。同时注意内外片的关系, 防止玻璃安装后产生颜色变异。
4.2.2. 6 打胶嵌缝
玻璃板块安装后, 检查整个板面是否横平竖直, 检查合格后进行打胶。
4.2.2. 7 铝合金扣盖的安装
铝合金扣盖安装之前应利用线锤或全站仪将内压板调整为横平竖直, 然后再进行铝合金扣盖的安装, 铝合金扣盖安装应用橡胶锤进行击打安装。
4.3 穿孔铝板的安装精度控制是质量控制的重点难点
金蝶研发中心项目的幕墙装饰工程大量使用穿孔铝板, 而且穿孔铝板外挑出主体结构最大约为1.4米, 安装精度是本工程的难点。由于本项目的穿孔铝板外安装挑出主体结构最大时约1.4米, 如何确保安装精度, 保证穿孔安装过程的垂直度, 保证幕墙装饰的整体效果。
针对本项目的施工安装, 主要采用吊篮进行。在安装穿孔铝板时, 首先在“十”字钢板或“一”字钢板后, 使用垂直仪和经纬仪测设出穿孔铝板安装外边沿点, 横、纵向拉设钢丝线, 安装时, 依据拉设的钢丝线, 安装穿孔铝板, 并随时使用垂直仪复核。
施工流程为:测量放线→后补埋件安装及检查→“十” (或“一”) 字形钢板安装→铝板安装。
4.3.1 施工流程
测量放线→后补埋件安装及检查→“十” (或“一”) 字形钢板安装→铝板安装。
4.3.2 铝板幕墙安装施工
4.3.2. 1 测量放线
确定好基准轴线和水准点, 再用经伟仪放出控制线以及拐角控制线。将基准中心线、水平线进行复测, 无误后放钢线, 定出幕墙安装基准线。为保证不受其它因素影响, 放完线后, 用水平仪检测, 调准。
4.3.2. 2 结构检查及埋件安装
根据测量放线结果检查结构是否符合幕墙的安装精度要求, 并将测量数据汇总分析, 如超出允许偏差范围则应进行处理, 直至达到要求。并根据测量定位点, 铆固埋板, 埋板的埋设应符合设计要求, 若偏差较大的设计做出修正方案。
4.3.2. 3“十” (或“一”) 字形钢板安装
(1) 首先由测量放样人员将连接件的分格线及标高线全部弹在结构上, 作为安装“十”字形钢板的基准线。 (2) 依据放线组所弹中心线、分格线安装“十”/ (“一”) 字形钢板, 要求“十”/ (“一”) 字形钢板连接件高低、左右控制在2—3m m之内。 (3) 依据放线组所布置的钢丝线, 结合施工图进行安装, “十”/ (“一”) 字形钢板以焊接方式固定在埋板上。
4.3.2. 4 穿孔铝板的安装施工
(1) “十”/ (“一”) 字形钢板安装完毕后, 对整个铝板进行安装。穿孔铝板在工厂先将角钢与穿孔铝板铆固在一起。 (2) 依据编号图的位置, 进行穿孔铝板的安装, 安装穿孔铝板要拉横向、竖向控制线, 因为整个钢架总有一些不平整, 铝板支承点处需进行调整垫平。安装时一定要拉钢线。 (3) 铝板在搬运、吊装过程中, 应竖直搬运, 不宜将铝板饰面平台搬运。这样可避免铝板的挠曲变形。 (4) 穿孔铝板安装过程中, 依据设计规定的螺钉的数量进行安装, 不得有少装现象, 安装过程中, 不但要考虑平整度, 而且要考虑分格缝的大小及各项指标, 控制在误差范围内。
参考文献
[1]汪铮, 李保峰, 白雪.可呼吸的表皮一积极适应气候的“双层皮”幕墙解析[J].华中建筑.2002.20 (1) :22-27.
[2]中华人民共和国建设部.金属与石材幕墙工程技术规范.JGJ133-2001.北京:中国建筑工业出版社.2001.
[3]饶勃.《金属饰面装饰施工手册》.北京:中国建筑工业出版社.2005 (8) .
[4]雍本.装饰工程施工手册第二版.北京.中国建筑工业出版社.1997.
[5]GB50210-2001建筑装饰装修工程质量验收规范.北京:中国建筑工业出版社.2002.
[6]胡世德主编.高层建筑施工第二版.北京.中国建筑工业出版社.1998
双层幕墙 篇8
西门子上海中心是由西门子(中国)公司投资拟建的高档甲级办公楼,位于上海杨浦区,基地南临长阳路,西临大连路,北临昆明路,东临荆州路。西门子上海中心整个项目由6栋高度不一的单体建筑组成,单体建筑高度从9.5m到57.5 m不等,主要建筑为7层到14层的办公楼,还有一栋两层楼的餐饮楼。
2 工程特点及难点
双层外循环厢体式玻璃幕墙系统在本工程中广泛应用,是本工程的重点和难点,此系统每个单元板块规格为2800mm×4000mm,为超大单元构件,最大的单个单元构件的重量达到2.7t,该双层系统主要由以下几部分组成。
2.1 内层幕墙
内层幕墙采用玻璃单元板块、铝板单元板块。外观形式为内平开结构,内外面内塞胶条,既起到密封作用,还实现了弹性接触。
2.2 外层幕墙
外层幕墙系统由单片明框玻璃幕墙系统和通风百叶组成;玻璃面板的单块面积为2800mm×3700mm,中部区域厚度为12mm,边部区域厚度为15mm。
2.3 遮阳百叶窗帘
在内外层幕墙之间形成热通道,在热通道顶部安装电动遮阳百叶以有效调节日照遮阳。在夏季打开遮阳百叶,减少幕墙因太阳暴晒的辐射得热。
3 分析物理模型
3.1 双层幕墙的结构
本工程所使用的双层幕墙,其中内层为双层中空的Low-E夹胶玻璃,Low-E膜贴在双层玻璃的内侧(即从房间内侧向外的第三面上),外层为单层钢化玻璃。
3.2 双层幕墙的气流组织
通过在外表皮上的永久性开口,遮阳板区域可以自然通风。每个单元构件(2.80m×4.0m)的上部和底部各需大约1.40m×0.25m的开口部分。进气口和出气口偏移1.40m (构件的一半宽度),以保证较低构件的暖出气口不会成为上部构件的进气口。
4 双层幕墙的CFD分析
4.1 数学物理模型
双层换气幕墙热通道内的空气流动为粘性流体的湍流流动,其流动可用N-S描述。对于湍流流动,采用湍流经验理论的湍流模型对N-S方程进行简化,即可得到一组封闭的偏微分方程组,结合相应的边界条件,粘性流体流动的通用控制微分方程就建立起来了。基于该方程,即可求解热通道中空气的流场速度、温度等物理量的分布。
式中:ρ,φ,Гgradφ,S—分别表示密度、速度矢量、扩散通量和源项。
4.2 计算条件
应用通用CFD软件STAR-CD对双层幕墙热通道进行模拟分析,计算条件基于夏季代表日7月15日的数据。
环境条件:室外温度32.9℃,室内温度26℃,太阳辐射强度为296.5W/m2,太阳高度角为78.5°,太阳方位角为19°。
温度边界条件:外表面温度38.9℃,内表面温度32℃。
速度边界条件:入口速度为0.629 m/s。
湍流模型:k-ε模型。
其他条件:考虑重力加速度9.8 W/s2,国际标准空气参数。
4.3 CFD计算结果
4.3.1 速度分布
本文显示了夏季工况的双层幕墙内纵向和横向不同高度的气流速度的分布图,图1为纵向中间位置的气流速度分布图;图2为横向中间位置的气流速度分布图。
4.3.2 温度分布
纵向中间位置的气流温度分布如图3所示,横向中间位置的气流温度分布如图4所示,气流主流方向的气体温度接近室外空气约为32.9℃,回流区温度较高,最高可达41.4℃。
4.3.3 热流量分布
图5为外表面热流量分布图,图6为内表面热流量分布图所示,主流区比较大,回流区比较小,进出口的换热量最大,最高可达21.62W/m2。
5 结论
本双层幕墙相对于单层幕墙具有很好节能效果,而且中间加入遮阳百叶在夏季遮阳效果会更好,结合好的遮阳和通风控制节能效果将更佳;双层幕墙的通风量将对双层幕墙的
换热效果影响很大,本次设计双层幕墙会形成比较合适的通风量,在双层幕墙的箱体厚度和通风效果的权衡上取得了较好效果;由于太阳辐射和通风换热的双层影响,上半部分出现热量向外传递的现象,即上半部冷空气带走热量占主导作用的结果;下半部分正好相反热量向内传递,即太阳辐射得热量占主导作用的结果。
综上所述,本工程设计的双层幕墙能够形成良好的通风量既而降低了室内冷负荷,又形成比较低的内表面温度等优点,达到节能和提高室内热环境的目标,达到节能设计的要求。
参考文献
[1]张桂先,陈立东,丁鸥.CFD流体模型在双层换气幕墙传热分析中的应用[J].工程建设与设计,2003(9):4-7.