双层热通道幕墙概述

一、 双层热通道幕墙体系总体设计概述
（一） 双层热通道幕墙定义及由来 １．定义：双层热通道幕墙是由单层玻璃幕墙演变成具有双层玻璃 的幕墙。特别是二层之间存在热量循环交换空间，形成热空气流动通 道。也是由反射镀膜玻璃组成幕墙，转换成现代化通透性的大清玻璃， 所组成的新式二层通透玻璃幕墙的产物。 ２．热通道幕墙的由来是反射玻璃幕墙对太阳光的反射以及光 波反射而带来的一些害光污染，对人们生活和健康产生不利影响，特 别是镀膜反射玻璃透光率越低，使室内显得越暗，遇到阴天，建筑物 内部的照明由电灯来提供，给人们带来极大不方便，同时浪费了大量 电能，人们感到极不舒透。在这种背景影响下，产生了新的幕墙体系 ——大清白玻璃全玻幕墙，开始这种玻璃幕墙大部分使用在大门厅及 以后发展到全部都使用通透的全玻璃幕墙系统。但是这种幕墙有一个 极大的缺点——太阳强此外线幅射和太阳热幅射透过大清玻璃进入 室内，使室内温度大大升高。破坏了人们生活的舒适性。在 ９０ 年代， 首先在西欧出现了即有通透性，又能防止太阳强幅射，尤其能使整个 窗体具有较高的节能效果的幕墙——双层热通道玻璃幕墙。双热通道 幕墙一般是全玻璃，全通透式玻璃结构。 我国出现这种先进的节能双通道幕墙也是近一两年的事情。首先 由国外设计指导下，先有上海“久事”大厦，而后 ２００１ 年 １０ 月北京 第一个大面积双通道幕墙——“旺座中心”（即天亚花园）呼吸式双热 通道幕墙。前者内循环系统结构，后者是外循环式结构的典型代表。 不管是内式和外循环通道幕墙，都具备防尘、防虫、换气通风、 节能、光线可控、隔单与抗震、防火也十分安全。这项技术由西欧传 入我国的；在我国生产这种高科技幕墙时，必须要从国情出发，具体 设计，不能全部照搬。因为西欧各国冬季温度高，基本无砂尘天气， 要认真考虑其合理性、适应性的性能和价格。 这种幕墙在原理上、结构上都比孔的 １０ｍｍ 周边挤压应力， 以及孔内侧受重量及空气动力下洗合力使用的玻璃厚度约 ６０°角内的玻璃截面积受挤压应力，要求二种应力不得超过 （１５－２０Ｍｐａ），设计张度剩余系数不小于 ２．５－３。
③对驳接头要求必须是 ３６０°转动补偿，要求加减震防冲击吸 收能量材料保证耐用 ２０－３０ 年的隔热型材料，采用沉头式连 接。
④抗震计算本工程重点要求按 ８ 度设防，具体指标是对水平 抗震计算为重，震动惯性水平方向加速度为 ０．６ｇ，垂直为 ０．４５ｇ，按此数据计算后确定最佳玻璃对缝宽度（同时考虑 到沉降及房间位移）。
⑤防火要求： １） 总要求放火指标不低于 １．５ 小时，不准有层间和左右间的火
热蔓延通道。内层玻璃要求在 ２５０－３２０℃时，能坚持 ０．５－０．６ 小时不自爆，因此建议考虑采用防火玻璃的可能性。 ２）要求通道内有防火自动排烟或手动应急打开排烟口。 ３）设计通道宽度不能低于 ４５０ｍｍ，一旦火灾发生，三口人能应急 进入通道内与火源和毒烟气体隔开，并开启通风排气孔进行人 员自救，要求保证 ３０－４０ 分钟内层玻璃不自爆（可做模拟试验， 保证上述时间要求）。 ４）必要时考虑在通道内设置拉为 ２５０ｋｇ 的系镏环和不小于到地 面营救防火绳，必要时可以打破玻璃自救逃生（可在隔板下设 置防火斧打坏玻璃用）。 ５）点式玻璃耐硬冲击、软冲击满足规范 ＪＧＪ－１０２－９６ 规范 Ｆ７ 级要 求。 ６）全部幕墙左右侧及上下都有等电位防雷、防静电接地，其接地 电阻不大于 ２．５ 欧姆。 ７）每层之间左右屋之间的通透玻璃为防盗型通道，有隐框档玻璃 构成。 ３． 材料设备要求
电摇动、传感器伺服机构动）； ⑦ 自然通风装置的设置方式； ⑧ 隔热方式以及防结露、防霜措施； ⑨ 外玻、内玻框架形式； ⑩ 内循环式的内函管道设计参数。 ３．热功性能计算及舒适性要求 ① 冬、夏两季“呼吸式”玻璃幕墙的热量交换或夏季烟囟效 应带走热量计算，或冬季向室内送热量计算，估算它们的 效果比例值。 ② 计算外层、内层的 Ｋ 值，Ｋ（Ｗ／ｍ２－℃），计算出合成后的 Ｋ 值。 ③有可能计算双通道内外热量交换总值。 h＝Ｑ０／Ｑ∑
不准强迫安装。因此采用模线样板 —— 安装焦点量规 （正、反量规），协调互换性对接要求。 ② 必须在进口幕墙加工中心进行高精度加工与装配。 ③ 对玻璃加工要严格要求 ，对倒角处进行放大镜检查裂 纹，防止自爆，对加工孔的质量也用同样方法进行检查。 ④ 对在建筑物上的予埋件及挂点用箱体挂点反量规进行 协调安装。 ⑤ “呼吸式”玻璃幕墙在建筑物上分布高度、位置不同， 因此要求设计计算时，可以按等强度原理设计，对节能
（二） 外循环双层玻璃幕墙结构主要特点 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 （Ｌｏｗ－ｅ）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，便于风外层之间的空 腔人员进入清洗工作。 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 设计有进出口，内层幕墙设计有开启门或窗，需要注意的 是进出风口应防止沙尘的进入，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． 使用材料较多，因此成本较高。
（二） 双层热通道总体深设计中的几个重要设计要求 １．双热通道幕墙最小单元高度是一个层高，它分独立箱体单元、 分单元以及全通道式等形式，但目前设计最多的独立箱体单元式。现 以这种形式的吸式幕墙为例来说明它深设计中的一些要求。 ２．“呼吸式”玻璃幕墙箱体参数：
① 长宽高尺寸； ② 进风口面积； ③ 出风口面积，带百页及滤网等有效面积及其比值； ④ 遮阳帘距离外玻璃面积的最佳尺寸； ⑤ 防尘网及隔册以及气流流动方式或走向； ⑥ 进风口、出风口的活动百叶开关方式及控制类型（手动、
效果也通过流动特性或风压风速不同，在性能变化大的 二通道幕墙对进口、出口以及部分结构进行修改。建议 风速、风压计算按下公式列表计算。 高度 Ｈ＝１５－１００ｍ，△Ｈ＝５ｍ、１０ｍ，给出风速风压及正压系数、 负压系数。公式： ＶＨ＝Ｖ０ Ｈ／１５——（Ａ） Ｈ—随意当地高度，０－１００ｍ Ｖ０＝１６×Ｗ０——（Ｂ） Ｗ０—当地基础风压 Ｗ０＝１／２ｐＶ２０——（Ｃ） ＶＨ—任意高度 负压系数按 １．６－２ 取值。 建筑物四角边缘一般取h＝－１．６￣－１．８。 正压系数取 １．５ 风压 Ｗ０＝１／２ｐＶ２Ｈ＝bｚmｚmｓＷ０h 二、 双层幕墙体系分类 双层玻璃幕墙主要分为内循环和外循环体系，有其共同点和不 同点，共同特点都是在双层玻璃之间形成温室效应，并将春温 室的夏季过热空气排除室外，冬季把太阳热能有控制排入室内， 使冬夏二季节约大量能源。在夏季为防紫外线和强热辐射要遮 阳帘办法是必要的，内循环和外循环体系有如下特点： （一） 内循环双层玻璃幕墙结构主要特点 １． 其结构设计可采用框架断热或单元断热形式。 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，把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传到室内，达到节能效果。 ４． 其风外层之间的空腔厚度设计较窄。一般 １２０－２００ｍ 之内（个 别的有 ４００ｍ 左右）。 ５． 需要增设自然空气进入室内的窗扇通道。 ６． 便于清洗双层玻璃之间的灰尘。 ７． 使用材料较少，因此成本较低。 ８． 但需用电力驱动抽风，它比外循环结构节能率低一些。
格后方可使用。 ４． 对试验要求
① 做 １：１ 的箱体二通道、幕墙二层玻璃三性试验； ② 对单元箱体做热工性能测试； ③ 对进气、排气流动特性（在不同温度、不同外面风速），
进行风洞试验（由航空学院或其他试验室进行）； ④ 做模拟防火自救逃生试验； ⑤ 全面测定节能参数试验； ⑥ 对点式驳接系统和玻璃做安全性受力、破坏试验。 ⑦ 做自然通风及防沙尘效果试验。 ⑧ 做电控百页系统耐力和疲劳试验。 ５． 对工艺及安装要求 ① 双层热通道幕墙工程要求必须具有准确对接安装要求，
双层热通道幕墙概述
（呼吸式幕墙）
北京江河幕墙装饰工程有限公司 二 ００ 三年七月
目 录
一、 双层热通道幕墙体系总体设计概述 二、 双层幕墙体系分类 三、 双层热通道的烟筒效应及热熵气流流动特性 四、 二层热通道幕墙的节能效率与参数设计 五、 采用二层热通道幕墙的经济价值 六、 双热通道幕墙的试验及标准
Ｑ∑＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＋Ｑ４
Ｑ０——由烟囟效应带走热量； Ｑ１——太阳能辐射进入内腔热量（通过单玻） Ｑ２——外框及通风口传递热量； Ｑ３——室内传递到内腔热量； Ｑ４——因缝隙通气热量。 ④确定进风口、出风口百页不同角度的面积和进出口面积，要 求百页一定可自动控制或电控，保证光线可调控。 ⑤要求设计此参数时满足带走热量 ２５￣３０％，保证烟囟效应。 计算条件是：外面风速 ３—５Ｍ／Ｓ，温度 ２８℃—４２℃（热通道 内温度 ８０－９０℃）。若计算有困难，必须在大面积安装前进 行热试验，满足节能率不低于 ３０—３５％的承诺。 ⑥“呼吸式”玻璃幕墙要求在春季、秋季、夜间能在自动自然 通新风的功能，并要求进入清洁和进新风开启方式不同。 ⑦要求对外界恶劣气候条件（如沙尘暴）时，出口、进口必须 能电动控制，自动关闭，并抗 ８ 级大风冲击，不能发生共振 或空气哨声。百页全关闭时，气密性不低于 ＩＶ 级。 ⑧对外层玻璃在相对温度 ６０％以内，防结露及防箱的具体办法 （是否考虑采用隔热驳接头？）以及冷凝水的收集及排出方 式。 ⑨必须满足采用自然通风功能，但设计时要考虑将进入室内的 空气中的沙尘及污染减小到最低程序，达到卫生、舒适和节 能的目的。加防尘网时，使空气阻滞度尽可能达到最小。 ⑩防噪音及防空气哨声的指标较严格，在设计中满足噪音进入 室 内 损 失 不 低 于 外 层 △ Ｂ１＝２２ｄＢ ， 内 层 玻 璃 不 低 于 △ Ｂ２＝３０－３２ｄＢ，合成△Ｂ 不低于 ４５ｄＢ。 ２． 对保证安全性提出以下要求 ①对外层点式驳接的设计寿命不低于 ３０ 年，要求玻璃在出现 ７－８ 烈度地震力作用下不准脱落。因此，设计时玻璃必须是 钢化，必要时双层钢化夹胶玻璃也可考虑。