中關村文化商廈——國內首個主動式內循環(huán)雙層幕墻

1、本文介紹了北京中關村文化商廈國內首個主動式內循環(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)風沙的矛盾。【關鍵詞】主動式內循環(huán)雙層幕墻 單元體結構 電動遮陽 多媒體燈光1工程概況中關村文化商廈位于北京市中關村地區(qū)海淀圖書城，北側為北四環(huán)路，東側為彩和坊路，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內循環(huán)主動式雙層幕墻的構造設計內循環(huán)主動式雙層幕墻采用豎向隱框內循環(huán)

2、單元體結構形式，單元板塊在工廠制作和組合，鋁合金型材是斷冷熱結構，外層玻璃為中空雙層鋼化8（FT）+12A+6（FT）Low-E玻璃，內層為整塊可開啟8厚鋼化玻璃。單元板塊為每一層高一塊，（高4.5m或3.8m），標準單元體板塊寬度為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，型材側面連接一圓型排風管（排風管直徑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，形成多媒體預留空間。工程現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內循環(huán)主

3、動式雙層幕墻的通風設計主動式內循環(huán)雙層幕墻的通風系統(tǒng)是由進風口、雙層幕墻形成的空腔（俗稱熱通道）、排風口和管道風機組成。進風口在室內可開啟鋼化玻璃的底部水平位置（高20），如圖所示；排風口在雙層幕墻單元體空腔頂端部位，在每一單元體（標準單元體寬1050）上端橫向鋁合金型材上開有孔（此孔為排風孔），同時在此型材側面連接一圓型排風管道，如圖3、圖4所示。當機械通風設備工作時，雙層幕墻空腔內形成負壓，將室內的空氣先導入雙層幕墻空腔內，空氣在雙層幕墻空腔內形成自下而上的空氣有序流動，最后通過機械設備抽進排風管道。圖2圖3進風口圖4出風口經過綜合考慮北京地區(qū)的氣候情況，對內循環(huán)主動式雙層幕墻的空氣循環(huán)流

4、動情況進行了模擬分析，經過分析計算，該雙層幕墻的空氣流動能滿足室內換氣要求。4內循環(huán)主動式雙層幕墻的熱工節(jié)能設計雙層幕墻作為建筑節(jié)能幕墻的重點產品，其節(jié)能效果要遠優(yōu)于傳統(tǒng)幕墻形式。該主動式內循環(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、設備，再加上其出色的主動式內循環(huán)幕墻系統(tǒng)，使得本雙層幕墻的節(jié)能效率非常突出。經過模擬分析，該主動式內循環(huán)雙層幕墻的綜合傳熱系數可達到。5內循環(huán)主動式雙層幕墻的遮陽及燈光設計本雙層幕墻空腔內還設有電動遮陽百葉，百葉葉片可根據室內外環(huán)境進行調節(jié)，電動百葉不僅可以遮陽也是多媒體燈具的反射板，電動百葉結構形式設計為邊軌導向固定，為防止

5、百葉在升降運動中卡死，邊軌鋁合金型材鑲嵌了尼龍軌道。如圖9所示：圖9在雙層幕墻空腔內頂部設有多媒體燈具，多媒體燈具主要由歐斯郎T5-39W熒光燈和德國進口95%高反射率的反射器組成。燈具的設計具有最大發(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帶動下，可升降同時也可轉動進行調光，因此在技算機智能系統(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結語中關村文化商廈主動式內循環(huán)雙層幕墻作為國內首個此類幕墻，值得業(yè)界關注。該工程標志著高檔

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、通風良好、外型通透等諸多優(yōu)點，另外多媒體燈光設置也是該幕墻的一大亮點。當然，作為國內首個此類幕墻工程建設，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，幕墻技術的不斷提高，綠色建筑的普及，在不遠的將來，雙層幕墻技術將愈來愈成熟。雙層玻璃幕墻主要分為內循環(huán)和外循環(huán)體系雙層玻璃幕墻主要分為內循環(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，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，使冬夏二季節(jié)約大量能源。在夏季為防紫外線和強熱輻射要遮陽簾辦法是必要的，內循環(huán)和外循環(huán)體系有如下特點：(一)內循環(huán)雙層玻璃幕墻結構主要特點1其結構設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，內層玻璃選擇單片鋼化。3采用強制措施，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。冬季將溫室效應蓄熱通過打開內側開啟扇窗或開啟門把熱空氣排向室內，達到節(jié)能效果。4其內外層之間的空腔厚度設計為：一般150-200mm之內5需要增設自然空氣進入室內的窗扇通道。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但需用電力驅動抽風，它比外循環(huán)結構節(jié)能率低(二)外循環(huán)雙層玻璃幕墻結構主要特點1其結構設計可采用外層框架、單元或點式駁接等幾種結構形式，內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，內層玻璃選擇中空或加LOWE鋼化玻璃。3采用自然的“煙筒”效應通風，所有雙通道箱體是獨立密閉的。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”效應不同。4其內外層之間的空腔厚度設計較厚，便于內外層之間的空腔人員進入清洗工作(450mm)。5不需要增設專用設備自然空氣進入通道和屋內，外層幕墻設計有進出風口，內層幕墻設計有開啟門或窗，需要注意的是進出風口應防止沙塵的進入，通道下部設

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

10、泛，由于我國北方大部分地區(qū)春秋季節(jié)風沙天氣較多，尤其可吸入顆粒物和昆蟲非常嚴重，歐洲的外循環(huán)體系結構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)體系結構設計時應充分考慮防塵與清洗形式適合我國實際情況，進、出風口呵用一種電動調節(jié)百頁裝置，并在通風裝置中設置表面涂“納米”涂料，減少積塵。雙層幕墻之間的過渡網設計應便于室內人的更換、清洗。3節(jié)能結構設計外循環(huán)體系的內層玻璃幕墻玻璃，應采用6+12+6mm，外層幕墻盡可能的采用夾膠鋼化，內層幕墻采用熱斷橋鋁合金結構，外層可采用點式駁接結構或鋁合金結構，若內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，而對結構設

11、計產生的影響。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入雙層幕墻之間“通道”，形成溫室效應。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”效應使氣流上升并通過上端出風口排到室外，從而減少室內與室外的溫度交換，使幕墻達到節(jié)能要求，降低夏季制冷空調的負荷。準備間沒有陽光照射，內層窗玻璃采用中空低輻射，使幕墻達到節(jié)能要求。通過德國旭格公司技術統(tǒng)計，采用雙層幕墻應能夠節(jié)約能量一般30-40左右，由于雙層幕墻從材料選用到結構表達式設計的不同選擇，雙層

12、幕墻節(jié)能的數據是不同的，因此，最終設計的雙層幕墻節(jié)能數據應通過試驗手段獲得。4遮陽設計以雙層幕墻之間安裝電動或手動操作的遮陽裝置，遮陽百頁可調節(jié)角度，使陽光進入室內得到合理控制，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，也應考慮內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閉。(四)內循環(huán)雙層熱通道玻璃幕墻結構1結構設計內循環(huán)式通道設計一直為封閉式，它二層玻璃布局正相反，內循環(huán)式結構，外層玻璃為中空雙鋼化玻璃，外框為隔熱型材，內層為網化單層玻璃，并有內開啟扇以例情況。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，由于應在通道內加熱的空氣，通過熱管水道被抽到室內，或開屋內開啟扇導入熱風，達到節(jié)能目的。在夏天過熱的空氣由排風道排到屋外。此時關閉通往屋內的風管。內循環(huán)系