建筑外墻裝飾設(shè)計中呼吸式雙層玻璃幕墻的應用

付周霞 江西中煤建設(shè)集團有限公司

1 前言

近幾年，創(chuàng)建資源節(jié)約型社會，已成為了人們的共識，方方面面都開始實施節(jié)能計劃，建筑行業(yè)更是如此。在建筑裝飾工程中會應用到大量材料，且涉及諸多工程技術(shù)種類，難免會浪費資源，要想實現(xiàn)絕對的節(jié)能效果顯然不切實際。但是，在建筑外墻裝飾設(shè)計時，應用呼吸式玻璃幕墻便可有效節(jié)約資源。雙層玻璃幕墻隨著天氣變化而發(fā)生改變，從而達到優(yōu)良的裝飾效果，而且能隔熱、保溫及防塵，更有利于保持良好的室內(nèi)空氣，保障室內(nèi)空氣清新且自然。

2 呼吸式雙層玻璃幕墻類型及特點

呼吸式雙層玻璃幕墻類型多種多樣，不同類型的呼吸式雙層玻璃幕墻具有不同的特點。若想切實達到呼吸式雙層玻璃幕墻應有作用，則要按照具體類型進行出劃分。

2.1 結(jié)合構(gòu)造原理劃分

2.1.1 封閉式內(nèi)循環(huán)體系式幕墻

一般來講，在北方地區(qū)，由于冬季氣候干燥，氣溫嚴寒，所以建筑師通常都會應用封閉式內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻，確保建筑物達到理想的封閉效果。這一種玻璃幕墻外層封閉效果優(yōu)良，而且隔熱性能較好，主要由斷熱型材質(zhì)和鋼板共同構(gòu)成，而且中間位置存在20cm左右厚度的通風層。這種玻璃幕墻的建筑排風管和通風間層建設(shè)密切連接在一起，發(fā)揮著空氣循環(huán)系統(tǒng)的作用。建筑物通常會應用空氣冷循環(huán)系統(tǒng)，通過這種系統(tǒng)來改善室內(nèi)溫度。向室內(nèi)引進外部空氣，保證室內(nèi)空氣迅速流動，進而組成熱量緩沖層，能夠改善室內(nèi)氣溫。夏季的時候還可以把室內(nèi)的熱空氣排出去，冬天的時候又能積聚熱量，形成溫室效應，實現(xiàn)節(jié)能目標。

2.1.2 敞開式外循環(huán)體系式幕墻

相比上述的封閉玻璃幕墻來講，這種玻璃幕墻的封閉效果遠不及前一種，自帶敞開系統(tǒng)，通風效果較好。在內(nèi)層以及外層的中間層部位，添加了排風裝置和進風裝置，通過熱通道內(nèi)所設(shè)計的窗簾，能夠調(diào)整外界陽光光線照射情況，避免外界陽光為室內(nèi)帶來不良影響。在具體設(shè)計之際，分別設(shè)置兩層熱通道，而且兩層熱通道距離通常會控制在50cm之內(nèi)。冬天，通過操作系統(tǒng)關(guān)閉排風口和進風口，經(jīng)過陽光照射，換氣層空氣溫度會有所增長，可以達到理想的保溫效果，進而減少建筑物取暖費用。夏季來臨之際，打開排風口以及進風口，通過煙囪效應將室內(nèi)熱源帶走，而內(nèi)層玻璃溫度隨之下降，室內(nèi)溫度也會降低。

2.2 結(jié)合氣流組織形式劃分

首先，在垂直這一層面上來看，以樓層為單元標準，然而水平方向的單元通常都是以幕墻柱間為標準。每一單元中的排風條件和進風條件，都存在著不同的特點，樓板負責進風，頂棚出風口負責排風，氣流運行狀態(tài)是“直上直下”的，阻力雖不大，但是運動感卻非常強烈。

其次，如果以幕墻柱間作為單元，使用對應的措施在垂直方向上打開柱間，這樣便可以組成排風豎井，每一層的鄰柱都會互相隔開，進風和排風分別從下到上。對于這種形式來說，更適合應用在低層建筑內(nèi)，但隨著建筑層數(shù)的增長，空氣流速也會改變，控制難度有所增加。

最后，在每一層中，都需要以錯開的方式設(shè)計進風口以及排風口，這種情況下氣流便可以在相鄰的柱間出風口內(nèi)分別流出，從而減輕風速，保障每一層氣流間流速更柔和、更穩(wěn)定，這一種組織形式主要是呈現(xiàn)水平行走狀分布狀態(tài)的，分布在幕墻的內(nèi)層中，清潔過程較為簡單，實用性頗強[1]。

3 建筑外墻裝飾施工對呼吸式雙層玻璃幕墻的應用優(yōu)勢

3.1 節(jié)能優(yōu)勢

呼吸式雙層玻璃幕墻要比傳統(tǒng)的單層次幕墻更具優(yōu)勢，在節(jié)能方面發(fā)揮著巨大作用。一般來講，單層幕墻基本節(jié)能特性均來自于材料本身，然而呼吸式雙層幕墻主要是結(jié)合室內(nèi)溫度以及煙囪效應調(diào)節(jié)溫度，從而達到節(jié)能減排效果。此外，呼吸式雙層玻璃幕墻具有防曬功能，結(jié)合呼吸式雙層玻璃幕墻原理，可以發(fā)現(xiàn)其不僅具有空氣緩沖層，還能在寒冷冬天提高室內(nèi)溫度，即使夏季非常炎熱，也能把室外熱量輻射阻擋在緩沖層之外。由此可見，無論是冬天還是夏天，都能起到制冷或者是采暖作用。在這一過程中，使用換氣層，還能避免日曬，而且達到良好的室內(nèi)環(huán)境效果。

3.2 通風優(yōu)勢

呼吸式雙層玻璃幕墻的通風效果是數(shù)一數(shù)二的，并不會受外面天氣環(huán)境的影響，即使戶內(nèi)窗戶是關(guān)閉狀態(tài)，但也能發(fā)揮換氣作用，將室外空氣帶到室內(nèi)，令室內(nèi)空氣越來越清新，而且能持續(xù)促進室內(nèi)空氣循環(huán)。此外，這種雙層幕墻的隔音效果較為良好，在隔音方面比單層玻璃幕墻隔音效果更優(yōu)良，而且能為室內(nèi)工作人員提供舒心的工作環(huán)境及居住環(huán)境。事實上，雙層玻璃幕墻不僅具有上述功能，在外觀上也非常美麗，可以美化建筑物，給人一種氣派及大方的感覺，令建筑物充滿現(xiàn)代藝術(shù)氣息。如今，建筑外墻裝飾工作對呼吸式雙層幕墻的應用，已經(jīng)引起了設(shè)計人員以及施工人員的重視，產(chǎn)生了與眾不同的反響，無論是輕盈程度或精美程度都有所體現(xiàn)，而且極具觀賞性等價值[2]。

4 建筑外墻裝飾施工對呼吸式雙層玻璃幕墻的應用

4.1 敞開式外循環(huán)呼吸式玻璃幕墻的應用

4.1.1 井式雙層玻璃幕墻

設(shè)計這種類型的玻璃幕墻，主要是以通風口相通基層豎井和單組單元為核心內(nèi)容，豎井深度較深，才能保證后期空氣迅速流動，而且能提升室內(nèi)通風效果。夏季來臨一些地區(qū)較為炎熱，便可以應用這種玻璃幕墻。在具體使用過程中，借助“煙囪效應”令外層幕墻發(fā)揮作用，不用頻繁開窗通氣，依舊能循環(huán)換氣，而且還能隔絕外面的噪聲。但是，這種幕墻的施工要求極其嚴格，對高層建筑外墻裝飾并不友好，所以在高層建筑裝飾時，這種玻璃幕墻并非首選。

4.1.2 走廊式雙層玻璃幕墻

走廊式的雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)極其簡單，而且形態(tài)并不復雜，呈外掛式狀態(tài)，具有通風間層，以隔斷形式為關(guān)鍵設(shè)計點。在每一層的頂棚之處，都會添加調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)板發(fā)揮著控制作用，外面天氣較為寒冷時，陽光會照射走廊玻璃，溫度就會有所增加，這種情況下室內(nèi)溫度也會隨之增高，無需用取暖設(shè)備取暖，可以防止浪費相關(guān)資源。

4.1.3 多層式雙層玻璃幕墻

在設(shè)計這種玻璃幕墻的時候，應將設(shè)計重點放在“通風”設(shè)計這一層面。通過發(fā)揮垂直及水平方向作用，在這兩個方向上連接不同房間。然而，個別建筑通風間層，不需要以水平分格方式進出風，也無需進行豎向分格，僅依靠底層以及屋頂處的通風口完成通風任務(wù)。在冬季來臨之時，關(guān)閉通風口，通過溫室效應，可以保障室內(nèi)溫度，這一種玻璃幕墻和外界的隔音效果較為顯著，但建筑內(nèi)部的隔音效果卻有待改善，可以應用于外部環(huán)境較為嘈雜的地區(qū)。

4.1.4 箱式雙層玻璃幕墻

箱式雙層玻璃幕墻，構(gòu)成內(nèi)容比較簡單，其中外層幕墻和向內(nèi)開啟的窗扇發(fā)揮著主要作用。由外界層通風層從水平方向上分格房間單元以及建筑軸線，在垂直方向中按照“層”進行劃分，可以避免廢氣或者是噪聲在房間內(nèi)出現(xiàn)以及傳播。每一單元頂部以及底部，都設(shè)置了通風口，室內(nèi)新鮮空氣從底部開口處進入室內(nèi)，同時室內(nèi)的廢氣也會從上方開口處排出到室外，達到自然通風的效果[3]。

4.1.5 可開啟式雙層玻璃幕墻

單從字面上來看，便可以發(fā)現(xiàn)該種雙層玻璃幕墻具有開啟的特點，不用打開排風口以及通風口，即使沒有煙囪效應，也能優(yōu)良通風。夏天的時候，會自動打開外側(cè)幕墻，這時候的外側(cè)幕墻就能發(fā)揮“遮陽裝置”的效用了，可以避免內(nèi)側(cè)幕墻被太陽過度輻射。冬季時可以完全關(guān)閉外層幕墻，形成空氣緩沖層，增強建筑物的保溫能力。由于外層玻璃幕墻能開啟，所以還可以減少內(nèi)層玻璃幕墻承受的風壓，雨水季節(jié)也可以防止雨水滲到底層玻璃幕墻中。此外，還能保障內(nèi)層的玻璃幕墻長期處于敞開狀態(tài)，能夠達到理想的通風效果。

4.2 通風間層與材料的應用

若想持續(xù)發(fā)揮呼吸式幕墻性能，則需要得到通風間層的支持，需要優(yōu)選通風建成材料，并有效設(shè)計通風口（如圖1）。例如，嚴寒的冬天，呼吸式雙層玻璃幕墻的溫室效應是目前其他裝飾外墻不能比擬的，既能夠提高溫度，又能帶來舒適的感受。而夏天又能借助煙囪效應改變室內(nèi)溫度，達到降溫目的，從而進一步節(jié)約室內(nèi)資源，防止其他資源的過度應用與浪費。

呼吸式幕墻的通風間層進風口和通風口的設(shè)計位置、寬度、材料等狀態(tài)都會直接關(guān)乎后期幕墻性能的發(fā)揮。一般來講，北方地區(qū)天氣較為寒冷，則可在選擇呼吸式幕墻時，使用通風間層溫度效應，防止室內(nèi)熱量在短時間內(nèi)異常流失。內(nèi)層所選擇的材料，具有超強的保溫性能，而且通風層寬度夠?qū)挘@樣才能達到標準化的節(jié)能效果。在南方地區(qū)，由于氣候比較溫暖，在設(shè)計呼吸式幕墻換氣層之際，少不了煙囪效應的支持，能夠進一步降低玻璃幕墻表層溫度。另外，使用熱反射玻璃以及寬度偏小的通風間層，還能不斷提高煙囪效應的作用。智能化玻璃幕墻實則就是以動態(tài)形式出現(xiàn)的幕墻，能夠跟隨外界環(huán)境和氣候的改變，自動調(diào)節(jié)通過專業(yè)系統(tǒng)通風、降溫，避免建筑物異常消耗能源，而且還能最大程度創(chuàng)造更適宜人類生活及居住的室內(nèi)空間環(huán)境。

以傳統(tǒng)的呼吸式雙層幕墻為基礎(chǔ)，進行功能、技術(shù)等方面的延伸，形成智能幕墻。智能化建筑幕墻的作用更為明顯，整合熱、電、光、暖等，能夠有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、光線以及空氣，保障建筑朝向智能化方向發(fā)展，防止在建筑物應用過程中損耗過多能源，也可以減少生產(chǎn)費用，并且還能控制建筑物使用費用。智能幕墻涉及眾多智能化系統(tǒng)，比如智能空調(diào)、智能遮陽以及智能通風、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等，通過應用智能幕墻系統(tǒng)，對建筑耗能的降低效果極其明顯，智能幕墻已成為目前研究節(jié)能環(huán)保幕墻的全新目標和方向（如圖2所示）。

4.3 玻璃幕墻施工工藝

首先，在玻璃幕墻施工之際，要關(guān)注放線問題。測量放線，是一個必不可少的步驟，這一步驟能保障整體施工質(zhì)量。在具體放線時，測量人員需要了解施工現(xiàn)場情況，將第二層視為基準層，進而落實放線工作，并針對施工現(xiàn)場具體結(jié)構(gòu)和埋線尺寸展開檢查及核對，結(jié)合立面分格尺寸，進行進一步的確定。如若發(fā)現(xiàn)具體尺寸并不合理，則應及時向設(shè)計部人員反饋，得到專業(yè)技術(shù)人員的支持，需要由專業(yè)人員調(diào)節(jié)尺寸，而且要嚴格控制每一項數(shù)值。

其次，需要關(guān)注安裝骨架的工作，使用不銹鋼螺栓連接支座以及立柱，通關(guān)滿焊的方法調(diào)整支座和預埋件，并固定預埋件及支座。在具體安裝同一層安裝角碼之際，需要“自下而上”，以這種方式進行安裝，而在安裝防火層時，要保障樓板間的鍍鋅鐵板具有牢固性及密封性,以達到優(yōu)良的視覺效果。在安裝時為了防止玻璃膜層遭到腐蝕，不可令防火巖棉直接接觸玻璃[4]。

最后，在面板安裝后，為了保證幕墻能夠發(fā)揮優(yōu)良的效果，還需要交由專業(yè)人員進行封邊、封頂以及嵌縫處理，以專業(yè)技術(shù)修邊，保障頂部、底部都能達到理想化密封效果。在板材縫隙部位，常常會存在灰塵、油污以及施工時遺留的雜物，如果直接進行密封，密封效果得不到很好的保證，所以必要之際，應將這些雜物清除掉[5]。

5 結(jié)束語

綜上所述，呼吸式雙層玻璃幕墻屬于節(jié)能型幕墻，具有舒適、環(huán)保及節(jié)能等優(yōu)勢特點。最近幾年，深受建筑裝飾領(lǐng)域從業(yè)人員的關(guān)注與青睞。然而，在具體應用過程中，受經(jīng)濟、規(guī)范標準及技術(shù)因素制約，關(guān)于呼吸式幕墻在建筑裝飾外墻中的應用，仍急需探索全新的應用思路及方法。所以，這一項工作任重道遠，需要相關(guān)設(shè)計人員及技術(shù)人員潛心研究，力爭在日后的建筑外墻裝飾時能全面展現(xiàn)呼吸式雙層玻璃幕墻作用。