中關(guān)村文化商廈——國(guó)內(nèi)首個(gè)主動(dòng)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(guó)內(nèi)首個(gè)主動(dòng)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(dòng)式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻更適合我國(guó)，特別是我國(guó)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(dòng)式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻 單元體結(jié)構(gòu) 電動(dòng)遮陽(yáng) 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(dòng)式雙層幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)內(nèi)循環(huán)主動(dòng)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(kāi)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(chǎng)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(dòng)式雙層幕墻的通風(fēng)設(shè)計(jì)主動(dòng)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(kāi)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(kāi)有孔（此孔為排風(fēng)孔），同時(shí)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(shí)，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(dòng)，最后通過(guò)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(guò)綜合考慮北京地區(qū)的氣候情況，對(duì)內(nèi)循環(huán)主動(dòng)式雙層幕墻的空氣循環(huán)流

4、動(dòng)情況進(jìn)行了模擬分析，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，該雙層幕墻的空氣流動(dòng)能滿足室內(nèi)換氣要求。4內(nèi)循環(huán)主動(dòng)式雙層幕墻的熱工節(jié)能設(shè)計(jì)雙層幕墻作為建筑節(jié)能幕墻的重點(diǎn)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(dòng)式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻采用中空LOW-E玻璃、斷熱型材、電動(dòng)遮陽(yáng)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(dòng)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(guò)模擬分析，該主動(dòng)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(dòng)式雙層幕墻的遮陽(yáng)及燈光設(shè)計(jì)本雙層幕墻空腔內(nèi)還設(shè)有電動(dòng)遮陽(yáng)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(dòng)百葉不僅可以遮陽(yáng)也是多媒體燈具的反射板，電動(dòng)百葉結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)為邊軌導(dǎo)向固定，為防止

5、百葉在升降運(yùn)動(dòng)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(guó)進(jìn)口95%高反射率的反射器組成。燈具的設(shè)計(jì)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(gè)反射板反射出來(lái)，均勻地照亮百葉，遮陽(yáng)百葉葉片在電機(jī)帶動(dòng)下，可升降同時(shí)也可轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)光，因此在技算機(jī)智能系統(tǒng)控制下，四個(gè)立面組成了低分辨率的圖像或播放動(dòng)態(tài)圖像，成為跨時(shí)代的多媒體幕墻。如圖10所示：圖106結(jié)語(yǔ)中關(guān)村文化商廈主動(dòng)式內(nèi)循環(huán)雙層幕墻作為國(guó)內(nèi)首個(gè)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(guó)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(dòng)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(diǎn)，另外多媒體燈光設(shè)置也是該幕墻的一大亮點(diǎn)。當(dāng)然，作為國(guó)內(nèi)首個(gè)此類幕墻工程建設(shè)，也還有些問(wèn)題需要繼續(xù)研究探討，如遮陽(yáng)系統(tǒng)的控制、如何在不影響功能的前提下降低造價(jià)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(lái)，雙層幕墻技術(shù)將愈來(lái)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(diǎn)和不同點(diǎn)，共同特點(diǎn)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(guò)熱空氣排除室外，冬季把太陽(yáng)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(yáng)簾辦法是必要的，內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)體系有如下特點(diǎn)：(一)內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)1其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(guò)打開(kāi)內(nèi)側(cè)開(kāi)啟扇窗或開(kāi)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(jì)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(dòng)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(diǎn)1其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可采用外層框架、單元或點(diǎn)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(jì)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(jì)有進(jìn)出風(fēng)口，內(nèi)層幕墻設(shè)計(jì)有開(kāi)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(jì)設(shè)計(jì)材料費(fèi)為2500元m2。(三)外循環(huán)雙層熱通道設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題1。通道參數(shù)設(shè)計(jì)雙層幕墻之間“通道”高度、“通道”寬度等六個(gè)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(jì)算，并通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)后取得合理的數(shù)據(jù)，以便應(yīng)用到設(shè)計(jì)，“通道”寬度也要考慮一個(gè)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(jì)結(jié)構(gòu)的防塵是相對(duì)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(guó)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(guó)北方地區(qū)要求?？纱擞猛庋h(huán)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮防塵與清洗形式適合我國(guó)實(shí)際情況，進(jìn)、出風(fēng)口呵用一種電動(dòng)調(diào)節(jié)百頁(yè)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(guò)渡網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)便于室內(nèi)人的更換、清洗。3節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)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(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)

11、計(jì)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(huì)附落，避免對(duì)樓底行人造成傷害，選擇透明玻璃可使陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能可反向到雙層幕墻“通道”之間，通過(guò)“煙筒”效應(yīng)使氣流上升并通過(guò)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(méi)有陽(yáng)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(guò)德國(guó)旭格公司技術(shù)統(tǒng)計(jì)，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(jì)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(jì)的雙層幕墻節(jié)能數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)手段獲得。4遮陽(yáng)設(shè)計(jì)以雙層幕墻之間安裝電動(dòng)或手動(dòng)操作的遮陽(yáng)裝置，遮陽(yáng)百頁(yè)可調(diào)節(jié)角度，使陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)得到合理控制，遮陽(yáng)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(kāi)啟窗或門的形式而定，避免影響窗或門的正常開(kāi)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(jì)內(nèi)循環(huán)式通道設(shè)計(jì)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?yàn)楦魺嵝筒模瑑?nèi)層為網(wǎng)化單層玻璃，并有內(nèi)開(kāi)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(yáng)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(guò)熱管水道被抽到室內(nèi)，或開(kāi)屋內(nèi)開(kāi)啟扇導(dǎo)入熱風(fēng)，達(dá)到節(jié)能目的。在夏天過(guò)熱的空氣由排風(fēng)道排到屋外。此時(shí)關(guān)閉通往屋內(nèi)的風(fēng)管。內(nèi)循環(huán)系