中關(guān)村文化商廈——國內(nèi)首個主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻

1、本文介紹了北京中關(guān)村文化商廈國內(nèi)首個主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻。該雙層幕墻節(jié)能效果明顯，并能大幅度降低噪音，與外循環(huán)雙層幕墻相比較，主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻更適合我國，特別是我國北方地區(qū)的氣候和環(huán)境條件。有效地解決了雙層幕墻氣流循環(huán)風(fēng)沙的矛盾?！娟P(guān)鍵詞】主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻 單元體結(jié)構(gòu) 電動遮陽 多媒體燈光1工程概況中關(guān)村文化商廈位于北京市中關(guān)村地區(qū)海淀圖書城，北側(cè)為北四環(huán)路，東側(cè)為彩和坊路，大廈為一綜合性的高層建筑，地上共17層，地下4層，建筑總高度為74.90m，總建筑面積105069.8m2,其主要功能為商業(yè)、辦公、餐飲。（圖）2內(nèi)循環(huán)主動式雙層幕墻的構(gòu)造設(shè)計內(nèi)循環(huán)主動式雙層幕墻采用豎向隱框內(nèi)循環(huán)

2、單元體結(jié)構(gòu)形式，單元板塊在工廠制作和組合，鋁合金型材是斷冷熱結(jié)構(gòu)，外層玻璃為中空雙層鋼化8（FT）+12A+6（FT）Low-E玻璃，內(nèi)層為整塊可開啟8厚鋼化玻璃。單元板塊為每一層高一塊，（高4.5m或3.8m），標(biāo)準(zhǔn)單元體板塊寬度為1050，單元體兩層玻璃之間形成寬280空腔。此空腔與室內(nèi)空氣相連通。單元體板塊鋁合金骨架由兩支立挺、兩支上橫梁與一支下橫梁組成，型材側(cè)面連接一圓型排風(fēng)管（排風(fēng)管直徑100）。在層高4.5m或3.8m的層間墻單元體上下板塊之間由凹型保溫鋁單板裝飾，形成多媒體預(yù)留空間。工程現(xiàn)場施工由下往上整體安裝，大大地加快了施工速度，減少了施工周期。單元板塊如圖2所示：3內(nèi)循環(huán)主

3、動式雙層幕墻的通風(fēng)設(shè)計主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻的通風(fēng)系統(tǒng)是由進(jìn)風(fēng)口、雙層幕墻形成的空腔（俗稱熱通道）、排風(fēng)口和管道風(fēng)機(jī)組成。進(jìn)風(fēng)口在室內(nèi)可開啟鋼化玻璃的底部水平位置（高20），如圖所示；排風(fēng)口在雙層幕墻單元體空腔頂端部位，在每一單元體（標(biāo)準(zhǔn)單元體寬1050）上端橫向鋁合金型材上開有孔（此孔為排風(fēng)孔），同時在此型材側(cè)面連接一圓型排風(fēng)管道，如圖3、圖4所示。當(dāng)機(jī)械通風(fēng)設(shè)備工作時，雙層幕墻空腔內(nèi)形成負(fù)壓，將室內(nèi)的空氣先導(dǎo)入雙層幕墻空腔內(nèi)，空氣在雙層幕墻空腔內(nèi)形成自下而上的空氣有序流動，最后通過機(jī)械設(shè)備抽進(jìn)排風(fēng)管道。圖2圖3進(jìn)風(fēng)口圖4出風(fēng)口經(jīng)過綜合考慮北京地區(qū)的氣候情況，對內(nèi)循環(huán)主動式雙層幕墻的空氣循環(huán)流

4、動情況進(jìn)行了模擬分析，經(jīng)過分析計算，該雙層幕墻的空氣流動能滿足室內(nèi)換氣要求。4內(nèi)循環(huán)主動式雙層幕墻的熱工節(jié)能設(shè)計雙層幕墻作為建筑節(jié)能幕墻的重點產(chǎn)品，其節(jié)能效果要遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)幕墻形式。該主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻采用中空LOW-E玻璃、斷熱型材、電動遮陽簾、保溫棉等一系列節(jié)能材料、設(shè)備，再加上其出色的主動式內(nèi)循環(huán)幕墻系統(tǒng)，使得本雙層幕墻的節(jié)能效率非常突出。經(jīng)過模擬分析，該主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻的綜合傳熱系數(shù)可達(dá)到。5內(nèi)循環(huán)主動式雙層幕墻的遮陽及燈光設(shè)計本雙層幕墻空腔內(nèi)還設(shè)有電動遮陽百葉，百葉葉片可根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動百葉不僅可以遮陽也是多媒體燈具的反射板，電動百葉結(jié)構(gòu)形式設(shè)計為邊軌導(dǎo)向固定，為防止

5、百葉在升降運(yùn)動中卡死，邊軌鋁合金型材鑲嵌了尼龍軌道。如圖9所示：圖9在雙層幕墻空腔內(nèi)頂部設(shè)有多媒體燈具，多媒體燈具主要由歐斯郎T5-39W熒光燈和德國進(jìn)口95%高反射率的反射器組成。燈具的設(shè)計具有最大發(fā)光效率和最佳豎向布光均勻性，所有光源發(fā)出的光線都以20角入射到立面上，光源發(fā)出的光線被位于單元底部的一個反射板反射出來，均勻地照亮百葉，遮陽百葉葉片在電機(jī)帶動下，可升降同時也可轉(zhuǎn)動進(jìn)行調(diào)光，因此在技算機(jī)智能系統(tǒng)控制下，四個立面組成了低分辨率的圖像或播放動態(tài)圖像，成為跨時代的多媒體幕墻。如圖10所示：圖106結(jié)語中關(guān)村文化商廈主動式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻作為國內(nèi)首個此類幕墻，值得業(yè)界關(guān)注。該工程標(biāo)志著高檔

6、節(jié)能型幕墻將在中國逐步推廣，環(huán)保、綠色、舒適將成為幕墻發(fā)展的主要方向。該單元式主動內(nèi)循環(huán)雙層幕墻具有施工快捷、節(jié)能效果好、抗噪音、防沙塵、通風(fēng)良好、外型通透等諸多優(yōu)點，另外多媒體燈光設(shè)置也是該幕墻的一大亮點。當(dāng)然，作為國內(nèi)首個此類幕墻工程建設(shè)，也還有些問題需要繼續(xù)研究探討，如遮陽系統(tǒng)的控制、如何在不影響功能的前提下降低造價以及建成后的使用效率及維修等。我們相信隨著行業(yè)的發(fā)展，幕墻技術(shù)的不斷提高，綠色建筑的普及，在不遠(yuǎn)的將來，雙層幕墻技術(shù)將愈來愈成熟。雙層玻璃幕墻主要分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)體系雙層玻璃幕墻主要分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)體系，有其共同點和不同點，共同特點都是在雙層玻璃之間形成溫室效應(yīng)，并將其溫

7、室的夏季的過熱空氣排除室外，冬季把太陽熱能有掛制排入室內(nèi)，使冬夏二季節(jié)約大量能源。在夏季為防紫外線和強(qiáng)熱輻射要遮陽簾辦法是必要的，內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)體系有如下特點：(一)內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)主要特點1其結(jié)構(gòu)設(shè)計可采用框架斷熱或單元斷熱形式。2一般外層玻璃選用中空鋼化，內(nèi)層玻璃選擇單片鋼化。3采用強(qiáng)制措施，電控管道系統(tǒng)，把夏季的白天將雙層封閉熱通道大部分熱空氣排除室外。冬季將溫室效應(yīng)蓄熱通過打開內(nèi)側(cè)開啟扇窗或開啟門把熱空氣排向室內(nèi)，達(dá)到節(jié)能效果。4其內(nèi)外層之間的空腔厚度設(shè)計為：一般150-200mm之內(nèi)5需要增設(shè)自然空氣進(jìn)入室內(nèi)的窗扇通道。6便于清洗雙層玻璃之間的灰塵。7使用材料較少，因此成本較低

8、。8但需用電力驅(qū)動抽風(fēng)，它比外循環(huán)結(jié)構(gòu)節(jié)能率低(二)外循環(huán)雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)主要特點1其結(jié)構(gòu)設(shè)計可采用外層框架、單元或點式駁接等幾種結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)層框架斷熱或單元中空玻璃斷熱形式。2一般外層玻璃選用單片或夾層鋼化，內(nèi)層玻璃選擇中空或加LOWE鋼化玻璃。3采用自然的“煙筒”效應(yīng)通風(fēng)，所有雙通道箱體是獨(dú)立密閉的。夏季的白天將溫室的熱空氣排除室外，注意不同樓層的“煙筒”效應(yīng)不同。4其內(nèi)外層之間的空腔厚度設(shè)計較厚，便于內(nèi)外層之間的空腔人員進(jìn)入清洗工作(450mm)。5不需要增設(shè)專用設(shè)備自然空氣進(jìn)入通道和屋內(nèi)，外層幕墻設(shè)計有進(jìn)出風(fēng)口，內(nèi)層幕墻設(shè)計有開啟門或窗，需要注意的是進(jìn)出風(fēng)口應(yīng)防止沙塵的進(jìn)入，通道下部設(shè)

9、置外空氣進(jìn)入腔體的進(jìn)風(fēng)口和上部熱空交換后的排風(fēng)口。6雙層玻璃之間的灰塵應(yīng)考慮方便清洗。7使用材料較多，因此成本較高，本工程估計設(shè)計材料費(fèi)為2500元m2。(三)外循環(huán)雙層熱通道設(shè)計中的幾個問題1。通道參數(shù)設(shè)計雙層幕墻之間“通道”高度、“通道”寬度等六個主要方面進(jìn)行考慮，進(jìn)出風(fēng)口面積比應(yīng)控制在一定比例之間，溫度與溫差變化、外界風(fēng)矢、進(jìn)出風(fēng)口壓力受外界自然環(huán)境的影響，“通道”高度與“通道”寬度應(yīng)進(jìn)行計算，并通過風(fēng)洞試驗后取得合理的數(shù)據(jù)，以便應(yīng)用到設(shè)計，“通道”寬度也要考慮一個正常人能夠進(jìn)入。構(gòu)造型式可做單元體式或主體箱體結(jié)構(gòu)。2防塵與清洗設(shè)計結(jié)構(gòu)的防塵是相對防塵，外循環(huán)式結(jié)構(gòu)在歐洲的地區(qū)應(yīng)用較為廣

10、泛，由于我國北方大部分地區(qū)春秋季節(jié)風(fēng)沙天氣較多，尤其可吸入顆粒物和昆蟲非常嚴(yán)重，歐洲的外循環(huán)體系結(jié)構(gòu)從防塵與清洗等方向不能完全滿足我國北方地區(qū)要求?？纱擞猛庋h(huán)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)充分考慮防塵與清洗形式適合我國實際情況，進(jìn)、出風(fēng)口呵用一種電動調(diào)節(jié)百頁裝置，并在通風(fēng)裝置中設(shè)置表面涂“納米”涂料，減少積塵。雙層幕墻之間的過渡網(wǎng)設(shè)計應(yīng)便于室內(nèi)人的更換、清洗。3節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計外循環(huán)體系的內(nèi)層玻璃幕墻玻璃，應(yīng)采用6+12+6mm，外層幕墻盡可能的采用夾膠鋼化，內(nèi)層幕墻采用熱斷橋鋁合金結(jié)構(gòu)，外層可采用點式駁接結(jié)構(gòu)或鋁合金結(jié)構(gòu)，若內(nèi)外層幕墻選用透明玻璃，就必須考慮冬季與夏季，白天與夜間的氣候、溫度不同，而對結(jié)構(gòu)設(shè)

11、計產(chǎn)生的影響。外層玻璃選用夾膠透明鋼化，玻璃即使破損也不會附落，避免對樓底行人造成傷害，選擇透明玻璃可使陽光充分進(jìn)入雙層幕墻之間“通道”，形成溫室效應(yīng)。夏季考慮方式：由于白天陽光照射，使雙層幕墻之間通道空氣溫度升高，內(nèi)層幕墻若采用中空低輻射，玻璃太陽能可反向到雙層幕墻“通道”之間，通過“煙筒”效應(yīng)使氣流上升并通過上端出風(fēng)口排到室外，從而減少室內(nèi)與室外的溫度交換，使幕墻達(dá)到節(jié)能要求，降低夏季制冷空調(diào)的負(fù)荷。準(zhǔn)備間沒有陽光照射，內(nèi)層窗玻璃采用中空低輻射，使幕墻達(dá)到節(jié)能要求。通過德國旭格公司技術(shù)統(tǒng)計，采用雙層幕墻應(yīng)能夠節(jié)約能量一般30-40左右，由于雙層幕墻從材料選用到結(jié)構(gòu)表達(dá)式設(shè)計的不同選擇，雙層

12、幕墻節(jié)能的數(shù)據(jù)是不同的，因此，最終設(shè)計的雙層幕墻節(jié)能數(shù)據(jù)應(yīng)通過試驗手段獲得。4遮陽設(shè)計以雙層幕墻之間安裝電動或手動操作的遮陽裝置，遮陽百頁可調(diào)節(jié)角度，使陽光進(jìn)入室內(nèi)得到合理控制，遮陽裝置的安裝位置非常重要；一般距外層玻璃150-180mm為最佳，也應(yīng)考慮內(nèi)層幕墻開啟窗或門的形式而定，避免影響窗或門的正常開啟的關(guān)閉。(四)內(nèi)循環(huán)雙層熱通道玻璃幕墻結(jié)構(gòu)1結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)循環(huán)式通道設(shè)計一直為封閉式，它二層玻璃布局正相反，內(nèi)循環(huán)式結(jié)構(gòu)，外層玻璃為中空雙鋼化玻璃，外框為隔熱型材，內(nèi)層為網(wǎng)化單層玻璃，并有內(nèi)開啟扇以例情況。雙層玻璃之間距離一般100200mm，中間加法拉利降遮陽裝置。它的換氣方式是，在冬天，由于應(yīng)在通道內(nèi)加熱的空氣，通過熱管水道被抽到室內(nèi)，或開屋內(nèi)開啟扇導(dǎo)入熱風(fēng)，達(dá)到節(jié)能目的。在夏天過熱的空氣由排風(fēng)道排到屋外。此時關(guān)閉通往屋內(nèi)的風(fēng)管。內(nèi)循環(huán)系