建筑外墙装饰设计中呼吸式双层玻璃幕墙的应用

付周霞 江西中煤建设集团有限公司

1 前言

近几年，创建资源节约型社会，已成为了人们的共识，方方面面都开始实施节能计划，建筑行业更是如此。在建筑装饰工程中会应用到大量材料，且涉及诸多工程技术种类，难免会浪费资源，要想实现绝对的节能效果显然不切实际。但是，在建筑外墙装饰设计时，应用呼吸式玻璃幕墙便可有效节约资源。双层玻璃幕墙随着天气变化而发生改变，从而达到优良的装饰效果，而且能隔热、保温及防尘，更有利于保持良好的室内空气，保障室内空气清新且自然。

2 呼吸式双层玻璃幕墙类型及特点

呼吸式双层玻璃幕墙类型多种多样，不同类型的呼吸式双层玻璃幕墙具有不同的特点。若想切实达到呼吸式双层玻璃幕墙应有作用，则要按照具体类型进行出划分。

2.1 结合构造原理划分

2.1.1 封闭式内循环体系式幕墙

一般来讲，在北方地区，由于冬季气候干燥，气温严寒，所以建筑师通常都会应用封闭式内循环双层玻璃幕墙，确保建筑物达到理想的封闭效果。这一种玻璃幕墙外层封闭效果优良，而且隔热性能较好，主要由断热型材质和钢板共同构成，而且中间位置存在20cm左右厚度的通风层。这种玻璃幕墙的建筑排风管和通风间层建设密切连接在一起，发挥着空气循环系统的作用。建筑物通常会应用空气冷循环系统，通过这种系统来改善室内温度。向室内引进外部空气，保证室内空气迅速流动，进而组成热量缓冲层，能够改善室内气温。夏季的时候还可以把室内的热空气排出去，冬天的时候又能积聚热量，形成温室效应，实现节能目标。

2.1.2 敞开式外循环体系式幕墙

相比上述的封闭玻璃幕墙来讲，这种玻璃幕墙的封闭效果远不及前一种，自带敞开系统，通风效果较好。在内层以及外层的中间层部位，添加了排风装置和进风装置，通过热通道内所设计的窗帘，能够调整外界阳光光线照射情况，避免外界阳光为室内带来不良影响。在具体设计之际，分别设置两层热通道，而且两层热通道距离通常会控制在50cm之内。冬天，通过操作系统关闭排风口和进风口，经过阳光照射，换气层空气温度会有所增长，可以达到理想的保温效果，进而减少建筑物取暖费用。夏季来临之际，打开排风口以及进风口，通过烟囱效应将室内热源带走，而内层玻璃温度随之下降，室内温度也会降低。

2.2 结合气流组织形式划分

首先，在垂直这一层面上来看，以楼层为单元标准，然而水平方向的单元通常都是以幕墙柱间为标准。每一单元中的排风条件和进风条件，都存在着不同的特点，楼板负责进风，顶棚出风口负责排风，气流运行状态是“直上直下”的，阻力虽不大，但是运动感却非常强烈。

其次，如果以幕墙柱间作为单元，使用对应的措施在垂直方向上打开柱间，这样便可以组成排风竖井，每一层的邻柱都会互相隔开，进风和排风分别从下到上。对于这种形式来说，更适合应用在低层建筑内，但随着建筑层数的增长，空气流速也会改变，控制难度有所增加。

最后，在每一层中，都需要以错开的方式设计进风口以及排风口，这种情况下气流便可以在相邻的柱间出风口内分别流出，从而减轻风速，保障每一层气流间流速更柔和、更稳定，这一种组织形式主要是呈现水平行走状分布状态的，分布在幕墙的内层中，清洁过程较为简单，实用性颇强[1]。

3 建筑外墙装饰施工对呼吸式双层玻璃幕墙的应用优势

3.1 节能优势

呼吸式双层玻璃幕墙要比传统的单层次幕墙更具优势，在节能方面发挥着巨大作用。一般来讲，单层幕墙基本节能特性均来自于材料本身，然而呼吸式双层幕墙主要是结合室内温度以及烟囱效应调节温度，从而达到节能减排效果。此外，呼吸式双层玻璃幕墙具有防晒功能，结合呼吸式双层玻璃幕墙原理，可以发现其不仅具有空气缓冲层，还能在寒冷冬天提高室内温度，即使夏季非常炎热，也能把室外热量辐射阻挡在缓冲层之外。由此可见，无论是冬天还是夏天，都能起到制冷或者是采暖作用。在这一过程中，使用换气层，还能避免日晒，而且达到良好的室内环境效果。

3.2 通风优势

呼吸式双层玻璃幕墙的通风效果是数一数二的，并不会受外面天气环境的影响，即使户内窗户是关闭状态，但也能发挥换气作用，将室外空气带到室内，令室内空气越来越清新，而且能持续促进室内空气循环。此外，这种双层幕墙的隔音效果较为良好，在隔音方面比单层玻璃幕墙隔音效果更优良，而且能为室内工作人员提供舒心的工作环境及居住环境。事实上，双层玻璃幕墙不仅具有上述功能，在外观上也非常美丽，可以美化建筑物，给人一种气派及大方的感觉，令建筑物充满现代艺术气息。如今，建筑外墙装饰工作对呼吸式双层幕墙的应用，已经引起了设计人员以及施工人员的重视，产生了与众不同的反响，无论是轻盈程度或精美程度都有所体现，而且极具观赏性等价值[2]。

4 建筑外墙装饰施工对呼吸式双层玻璃幕墙的应用

4.1 敞开式外循环呼吸式玻璃幕墙的应用

4.1.1 井式双层玻璃幕墙

设计这种类型的玻璃幕墙，主要是以通风口相通基层竖井和单组单元为核心内容，竖井深度较深，才能保证后期空气迅速流动，而且能提升室内通风效果。夏季来临一些地区较为炎热，便可以应用这种玻璃幕墙。在具体使用过程中，借助“烟囱效应”令外层幕墙发挥作用，不用频繁开窗通气，依旧能循环换气，而且还能隔绝外面的噪声。但是，这种幕墙的施工要求极其严格，对高层建筑外墙装饰并不友好，所以在高层建筑装饰时，这种玻璃幕墙并非首选。

4.1.2 走廊式双层玻璃幕墙

走廊式的双层玻璃幕墙结构极其简单，而且形态并不复杂，呈外挂式状态，具有通风间层，以隔断形式为关键设计点。在每一层的顶棚之处，都会添加调节板，调节板发挥着控制作用，外面天气较为寒冷时，阳光会照射走廊玻璃，温度就会有所增加，这种情况下室内温度也会随之增高，无需用取暖设备取暖，可以防止浪费相关资源。

4.1.3 多层式双层玻璃幕墙

在设计这种玻璃幕墙的时候，应将设计重点放在“通风”设计这一层面。通过发挥垂直及水平方向作用，在这两个方向上连接不同房间。然而，个别建筑通风间层，不需要以水平分格方式进出风，也无需进行竖向分格，仅依靠底层以及屋顶处的通风口完成通风任务。在冬季来临之时，关闭通风口，通过温室效应，可以保障室内温度，这一种玻璃幕墙和外界的隔音效果较为显著，但建筑内部的隔音效果却有待改善，可以应用于外部环境较为嘈杂的地区。

4.1.4 箱式双层玻璃幕墙

箱式双层玻璃幕墙，构成内容比较简单，其中外层幕墙和向内开启的窗扇发挥着主要作用。由外界层通风层从水平方向上分格房间单元以及建筑轴线，在垂直方向中按照“层”进行划分，可以避免废气或者是噪声在房间内出现以及传播。每一单元顶部以及底部，都设置了通风口，室内新鲜空气从底部开口处进入室内，同时室内的废气也会从上方开口处排出到室外，达到自然通风的效果[3]。

4.1.5 可开启式双层玻璃幕墙

单从字面上来看，便可以发现该种双层玻璃幕墙具有开启的特点，不用打开排风口以及通风口，即使没有烟囱效应，也能优良通风。夏天的时候，会自动打开外侧幕墙，这时候的外侧幕墙就能发挥“遮阳装置”的效用了，可以避免内侧幕墙被太阳过度辐射。冬季时可以完全关闭外层幕墙，形成空气缓冲层，增强建筑物的保温能力。由于外层玻璃幕墙能开启，所以还可以减少内层玻璃幕墙承受的风压，雨水季节也可以防止雨水渗到底层玻璃幕墙中。此外，还能保障内层的玻璃幕墙长期处于敞开状态，能够达到理想的通风效果。

4.2 通风间层与材料的应用

若想持续发挥呼吸式幕墙性能，则需要得到通风间层的支持，需要优选通风建成材料，并有效设计通风口（如图1）。例如，严寒的冬天，呼吸式双层玻璃幕墙的温室效应是目前其他装饰外墙不能比拟的，既能够提高温度，又能带来舒适的感受。而夏天又能借助烟囱效应改变室内温度，达到降温目的，从而进一步节约室内资源，防止其他资源的过度应用与浪费。

呼吸式幕墙的通风间层进风口和通风口的设计位置、宽度、材料等状态都会直接关乎后期幕墙性能的发挥。一般来讲，北方地区天气较为寒冷，则可在选择呼吸式幕墙时，使用通风间层温度效应，防止室内热量在短时间内异常流失。内层所选择的材料，具有超强的保温性能，而且通风层宽度够宽，这样才能达到标准化的节能效果。在南方地区，由于气候比较温暖，在设计呼吸式幕墙换气层之际，少不了烟囱效应的支持，能够进一步降低玻璃幕墙表层温度。另外，使用热反射玻璃以及宽度偏小的通风间层，还能不断提高烟囱效应的作用。智能化玻璃幕墙实则就是以动态形式出现的幕墙，能够跟随外界环境和气候的改变，自动调节通过专业系统通风、降温，避免建筑物异常消耗能源，而且还能最大程度创造更适宜人类生活及居住的室内空间环境。

以传统的呼吸式双层幕墙为基础，进行功能、技术等方面的延伸，形成智能幕墙。智能化建筑幕墙的作用更为明显，整合热、电、光、暖等，能够有效调节室内温度、光线以及空气，保障建筑朝向智能化方向发展，防止在建筑物应用过程中损耗过多能源，也可以减少生产费用，并且还能控制建筑物使用费用。智能幕墙涉及众多智能化系统，比如智能空调、智能遮阳以及智能通风、环境监测系统等，通过应用智能幕墙系统，对建筑耗能的降低效果极其明显，智能幕墙已成为目前研究节能环保幕墙的全新目标和方向（如图2所示）。

4.3 玻璃幕墙施工工艺

首先，在玻璃幕墙施工之际，要关注放线问题。测量放线，是一个必不可少的步骤，这一步骤能保障整体施工质量。在具体放线时，测量人员需要了解施工现场情况，将第二层视为基准层，进而落实放线工作，并针对施工现场具体结构和埋线尺寸展开检查及核对，结合立面分格尺寸，进行进一步的确定。如若发现具体尺寸并不合理，则应及时向设计部人员反馈，得到专业技术人员的支持，需要由专业人员调节尺寸，而且要严格控制每一项数值。

其次，需要关注安装骨架的工作，使用不锈钢螺栓连接支座以及立柱，通关满焊的方法调整支座和预埋件，并固定预埋件及支座。在具体安装同一层安装角码之际，需要“自下而上”，以这种方式进行安装，而在安装防火层时，要保障楼板间的镀锌铁板具有牢固性及密封性,以达到优良的视觉效果。在安装时为了防止玻璃膜层遭到腐蚀，不可令防火岩棉直接接触玻璃[4]。

最后，在面板安装后，为了保证幕墙能够发挥优良的效果，还需要交由专业人员进行封边、封顶以及嵌缝处理，以专业技术修边，保障顶部、底部都能达到理想化密封效果。在板材缝隙部位，常常会存在灰尘、油污以及施工时遗留的杂物，如果直接进行密封，密封效果得不到很好的保证，所以必要之际，应将这些杂物清除掉[5]。

5 结束语

综上所述，呼吸式双层玻璃幕墙属于节能型幕墙，具有舒适、环保及节能等优势特点。最近几年，深受建筑装饰领域从业人员的关注与青睐。然而，在具体应用过程中，受经济、规范标准及技术因素制约，关于呼吸式幕墙在建筑装饰外墙中的应用，仍急需探索全新的应用思路及方法。所以，这一项工作任重道远，需要相关设计人员及技术人员潜心研究，力争在日后的建筑外墙装饰时能全面展现呼吸式双层玻璃幕墙作用。