淺析嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)用雙層玻璃幕墻策略

【摘要】在歐洲出現(xiàn)的高技派是戰(zhàn)后以來真正扭轉(zhuǎn)建筑表皮觀念的一次重要革命。過去被擠壓或隱藏在暗處的機(jī)械設(shè)備、構(gòu)造結(jié)點(diǎn)被高技派建筑師統(tǒng)統(tǒng)“拽”了出來，大膽地置于建筑表皮之外，從此，建筑表皮有了厚度，它不再僅僅是視線所及的界面，而成為了通過技術(shù)理性把握的介質(zhì)，甚至成為了一種有機(jī)循環(huán)、具有生命運(yùn)動(dòng)意義的裝置。

【關(guān)鍵詞】表皮；嚴(yán)寒；雙層玻璃幕墻

早在1931年，柯布西耶曾為巴黎難民城提出“用雙層外皮抵御外部氣候”的概念，他建議把玻璃做成雙層的，兩層間距5-10cm，其間有熱空氣流通，他在為難民城所做的設(shè)計(jì)中便采用了這種“中性墻壁”。

據(jù)歐洲大量文獻(xiàn)介紹，雙層幕墻系統(tǒng)具有較大的節(jié)能潛力，它采用可循環(huán)使用的材料，建造速度快，對(duì)運(yùn)輸及施工場(chǎng)地要求小，同時(shí)又可創(chuàng)造出極具時(shí)代感的建筑風(fēng)格，被公認(rèn)為具有“生態(tài)”意義的建造方式，近十余年來，在歐洲發(fā)達(dá)國家得以廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)：僅在德國便已建成上百棟雙層玻璃幕墻建筑。雙層玻璃幕墻可以為建筑提供一個(gè)溫度緩沖層，其在冬季被動(dòng)式利用太陽能方面的潛力已經(jīng)得到公認(rèn)。通常在設(shè)計(jì)使用時(shí)要注意到一些問題：進(jìn)出風(fēng)口之間的間距盡量遠(yuǎn)。通常進(jìn)風(fēng)口的高度不大于空氣間層的深度，并且風(fēng)口之間最好交錯(cuò)放置，避免排出的廢氣再度進(jìn)入室內(nèi)。進(jìn)出風(fēng)口的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于空氣的流動(dòng)，同時(shí)要防止雨水、鳥類的進(jìn)入。當(dāng)空氣間層中還有遮陽構(gòu)件系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意其放置位置，它與內(nèi)外層界面都要留有足夠的空間，使之不影響空氣的流通。其底部邊緣應(yīng)防止擺動(dòng)而發(fā)出噪聲。

1、雙層玻璃幕墻是一種適合嚴(yán)寒地區(qū)氣候特點(diǎn)的公共建筑表皮類型。它具有幾個(gè)鮮明的優(yōu)點(diǎn)

（1）夏季，在遮陽百葉和通風(fēng)空腔的共同作用下，雙層玻璃幕墻的防熱能力優(yōu)于單層玻璃幕墻。

（2）冬季，通過太陽對(duì)空腔內(nèi)空氣的預(yù)熱，封閉空腔可以形成其空氣溫度高于室內(nèi)的“氣候緩沖層”，有效地降低建筑表皮的熱損失，使用高透玻璃還可以高效利用太陽能。

（3）因外“皮”的存在，降低了建筑內(nèi)“皮”上的風(fēng)壓，因而使得高層建筑在春秋季節(jié)通過空腔實(shí)現(xiàn)間接的通風(fēng)成為可能，而這在傳統(tǒng)高層建筑中是不可實(shí)現(xiàn)的。僅此一舉便可以大大降低高層建筑中機(jī)械通風(fēng)所需的能耗。在SARS流行之后，這種自然通風(fēng)的潛力更顯示了新的價(jià)值。

（4）產(chǎn)生環(huán)境噪音。

（5）安全保護(hù)功能。

（6）可以用集中式（井-箱式）或分散式（雙制式模塊）方法進(jìn)行熱量回收

（7）降低噪音據(jù)。

（8）雙層玻璃幕墻具有與透光保溫材料（TWD）結(jié)合的潛力，：首先，從采光其次，從采暖角度，TWD的蓄熱能力遠(yuǎn)勝于空氣，第3，夏季使用遮光材料對(duì)WD形成遮擋后反而可以進(jìn)一步減少進(jìn)光和進(jìn)熱。

但是雙層玻璃幕墻也存在缺點(diǎn)：比如因?yàn)闃?gòu)造復(fù)雜，導(dǎo)致建筑立面的清潔及維護(hù)費(fèi)用增高。造價(jià)偏高。附加的投資對(duì)改善人類的生態(tài)環(huán)境具有積極的意義，但建筑的業(yè)主很難在有限的期限內(nèi)收回其額外投資。單算經(jīng)濟(jì)帳，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下是難以操作的。

2、在嚴(yán)寒地區(qū)設(shè)計(jì)雙層皮玻璃幕墻時(shí)我們通常要注意以下問題

（1）必須設(shè)置可調(diào)節(jié)的通風(fēng)口（手動(dòng)或智能控制）。

（2）綜合考慮適應(yīng)氣候、清潔維護(hù)及檢修等因素，空腔間距不宜小于400mm。

（3）空腔內(nèi)的遮陽裝置必須是“可調(diào)節(jié)”的（整體收放、葉片旋轉(zhuǎn)）

（4）表面穿孔的鋁合金百葉簾是較佳選擇。

（5）百葉簾以靠近外側(cè)玻璃為佳。

（6）內(nèi)層玻璃以使用高透、低鐵型low-E玻璃為宜，外層使用高透型安全玻璃即可。

（7）建筑師應(yīng)該為未來的用戶提供使用導(dǎo)則，以免因用戶的不當(dāng)使用而降低雙層玻璃幕墻的節(jié)能功效。

3、綜上所述，雙層表皮一定要著重注意通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通風(fēng)構(gòu)件系統(tǒng)的作用方式根據(jù)多層表皮的建造方式，具體可分為三種

3.1盒形窗戶式

每個(gè)窗戶間隔單獨(dú)形成一個(gè)完整的通風(fēng)循環(huán)。這種方法可以避免因?yàn)轱L(fēng)壓和熱壓過強(qiáng)而發(fā)生紊流?？諝忾g層要有一定的深度以保證一定量的通風(fēng)，除去又可能集中在外層界面內(nèi)的表面上的潮氣。還有助于避免噪音或氣味在開間和房間之間相竄。這種一種可以在較為封閉開有矩形窗的傳統(tǒng)立面形式下形成多層表皮結(jié)構(gòu)的方式。

3.2通風(fēng)井與盒形窗戶組合式

這是盒形窗戶通風(fēng)的一種特殊形式，它是由盒形窗戶和連續(xù)的垂直通風(fēng)空腔形成一組整體的系統(tǒng)。垂直通風(fēng)空腔貫穿幾層甚至貫穿整個(gè)建筑立面，以形成拔風(fēng)效應(yīng)，并在每一層都通過旁通管與相鄰的盒形窗戶相連，通過拔風(fēng)效應(yīng)將窗盒中的空氣吸入空腔內(nèi)，升至上部的排風(fēng)口排出。作為一種輔助手段，也可以通過機(jī)械抽風(fēng)將空氣吸入垂直空腔中，以彌補(bǔ)自然通風(fēng)的不足。因?yàn)橥ㄟ^垂直空腔具有了更強(qiáng)的通風(fēng)能力，所以這種方式對(duì)外層表皮的開啟要求較少，這對(duì)于隔音性能也有積極的意義。由于垂直通風(fēng)空腔的高度受到一定限制，因此這一方式適用于較低層建筑。

3.3走廊式

這種方式中表皮之間的空腔根據(jù)樓層來劃分，以每一層為整體單元進(jìn)行通風(fēng)。這種方式有可能在建筑角部出現(xiàn)不同的空氣壓力，通常的做法是將角部的空間隔死以防止這種情況的發(fā)生，在走廊的其余部分空氣壓力差異極小，因此有利于自然通風(fēng)。外層表皮的進(jìn)出風(fēng)口應(yīng)靠近樓板和天花板的位置，并且出入口交錯(cuò)設(shè)置，避免吸入下層出風(fēng)口排出的廢氣。

雖然現(xiàn)在建筑師、工程師們致力于在建筑中完全應(yīng)用自然通風(fēng)，但在目前的情況下并不是在任何環(huán)境中都能滿足需求的。為了解決這一矛盾，常采用混合模式這一折衷處理方式。這在舊建筑改造中尤為有效。該通風(fēng)模式一般可分為二種操作方式：第一分區(qū)型：空調(diào)和自然通風(fēng)用于建筑的不同區(qū)域。第二補(bǔ)充型：空調(diào)和自然通風(fēng)在建筑的同一區(qū)域內(nèi)部都可以使用。

簡(jiǎn)言之，雙層玻璃幕墻具有較優(yōu)異的氣候適應(yīng)性，但因?yàn)樵靸r(jià)偏高，因而目前在中國嚴(yán)寒地區(qū)具有應(yīng)用上的局限性。但隨著建筑節(jié)能法規(guī)的嚴(yán)格及雙層玻璃幕墻的大量推廣，其相對(duì)價(jià)格和絕對(duì)價(jià)位均會(huì)下降。

作者簡(jiǎn)介：

謝曉琳，沈陽城市建設(shè)學(xué)院；

呂晶，沈陽城市建設(shè)學(xué)院。