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摘要：随着科学技术的进步、经济的发展，建筑领域的变革日新月异，新技术研究、发展突飞猛进，新材料应用层出不穷。高层和新型建筑外墙大量采用的幕墙也从最初的明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙，发展到目前较为先进的点支幕墙和全玻幕墙。近年来，在德国、美国和北欧- -些国家，又出现了一种新型的玻璃幕墙一-环保型节能呼吸式幕墙。这种幕墙可以获取大量日照，提供良好的自然通风，又能节约能源，并为室内提供舒适的环境，因此被称之为新一代幕墙。
关键词：呼吸式；双层；幕墙；环保型
一、引言
封闭式内循环呼吸幕墙由两侧玻璃之间的通道和吊顶部位的暖通系统抽风管相连接，依靠暖通机械系统，形成自下而上的强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风缝进入热通道内，使热通道中空气温度与室内基本相同，内侧幕墙的表面温度接近或达到室内温度，形成优越的温度条件，这就大大节省了取暖和制冷的能源消耗，达到节能效果。同时通道内可设置可调控的百页帘或垂帘，以有效地调节日照遮阳。这种系统的主要缺点是依赖于大功率的暖通系统，节能效果有所降低。
二、项目工程概况
北京市西城区金融街G6地块，东临中国石油国际实业大厦、国信证券股份有限公司办公楼、总政歌舞团住宅，南临成方街，西临金融大街，北临西盛街。本项目外幕墙采用单元式内循环双层玻璃幕墙，双层幕墙外层可视区采用超白夹胶中空LOW-E玻璃，内层采用带锁具的单片超白钢化玻璃平开门，通风换气腔厚度为202mm,通道内设置可电动调控的60mm穿孔铝合金遮阳百页。
三、内呼吸式双层幕墙的设计
（一）工作原理
双层内循环呼吸式幕墙是内外两层玻璃之间形成的空腔与室内相连，通过机械排风装置在两层幕墙中间形成负压，与补风系统配合形成循环回路。
春、夏、秋季白天内循环双层幕墙内外两层玻璃之间的空腔与室内相连通，通过机械通风装置在两层幕墙中间形成负压，抽走因太阳辐射而被加热的空气，然后通过管路排到室外，从而达到节能和提高室内舒适性的目的，在冬季昼夜和夏季夜晚双层幕墙内外两层玻璃之间的空气保持不流动状态（即出风口关闭），从而达到冬季保温的目的，同样可以达到节能和提高室内舒适性的目的。
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夏季热工示意图
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冬季热工示意图
（二）双层幕墙设计
1 主框设计
本系统为单元式玻璃幕墙，立面形式为三边明框，一边隐框，结构计算根据大面及转角区域的区分，按简支模型，采用铝合金龙骨，如下图：
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立面形式 铝合金龙骨立柱
2 横梁和立柱的连接设计
单元体横梁采用闭腔型材，隐框立柱采用开腔型材，明框型材采用穿条断热闭腔型材。
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3 与主体的连接设计
采用三维调整六自由度，消除主体结构的施工误差。本工程采用槽式埋件，通过调节T型螺栓可以实现左右调节；通过单元体铝合金挂座与调节铝垫实现前后调整；不锈钢螺栓可以上下调节单元体。
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4 检修门设计：为方便双层幕墙维护和清洁，在双层幕墙内层设置检修门。检修门开启方式为内开门，以方便室内玻璃清洁以及遮阳帘等维修。检修门内视面为隐框形式，为保证效果纯粹，在底部配备拨片供开启，并设置防沉块、插销锁、风撑等。内层检修门可开启角度约27°，配有锁具及合页，仅进行清洁维护时可使用专用工具开启，平时不开启。
5 电动百叶设计：双层玻璃幕墙热通道内设置宽度为60mm的穿孔电动控制铝合金遮阳百页，电动遮阳百页在中控室可以进行集中控制，同时针对各个功能房间单独设置本地开关系统。采用带智能芯片的电机，电机噪音小于等于45db，并且带有过热保护装置，采用一台电机拖动两幅百页的形式。
1）夏季白天，阳光直射,用户可为方便双层幕墙维护和清洁，在双层幕墙内层设置检修门。检修门开启方式为内开门，以方便室内玻璃清洁以及遮阳帘等维修。检修门内视面为隐框形式，为保证效果纯粹，在底部配备拨片供开启，并设置防沉块、插销锁、风撑等。内层检修门可开启角度约27°，配有锁具及合页（含铰链限位），仅进行清洁维护时可使用专用工具开启，平时不开启。
放下遮阳帘，遮住直射阳光,把太阳的辐射热档在内层窗外
2）冬季白天，阳光直射，用户可卷起遮阳帘，阳光直射入室内
3）本工程的电动百页为可调节物理光控节能铝合金百页，智能遮阳系统能按每年的季节变化调整多种状态，其控制方式是通过温度、光照亮度，采集的数据和计算机内设定的要求比较后，对百页进行角度和高度的调整控制，最终使室内温度，光线等感觉更加舒适。
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四、施工控制措施
（1）保证内循环的形成。双层内循环幕墙只有在热通道内的空气进行真正的流动起来，才能实现所有的功能、达到设计的物理性能。一般将内、外双层玻璃幕墙设计成密封体系，在内层玻璃下部设置进风口，在上部设置排风口，将室内的空气通过进风口、热通道、排风口，再经过顶棚内的排气管道与安装在每层的抽风机相连。室内新风由中央空调系统提供，这样就形成空气的循环管路。
（2）选择热通道内空气流动的速度。风速不仅决定了排风机的型号，决定了双层内循环玻璃幕墙的工作状况，还应和中央空调系统送风量相匹配。选择玻璃内表面与室内空气间的允许温差应根据房间的功能、要求达到的舒适性要求以及双层内循环幕墙的工作工况来确定。
（3）降低玻璃幕墙骨架的“冷桥”传热量。铝合金型材传热系数很高约180，即使将玻璃的传热系数降低到2以下，在玻璃幕墙的龙骨连接处仍将形成热量的传递通道，增加能量的损耗，应根据幕墙的结构，对铝合金骨架采取隔热措施以隔断热量的传递。
（4）提高外层玻璃幕墙的密封性能，不仅可以降低室内外热量的传递，更有利于热通道内空气循环的形成。
（5）降低铝合金遮阳百页的发射率，提高反射率。根据建筑设计的需要选择合适的铝合金遮阳百页可有效降低太阳能向室内的幅射，从而节约能量。
（6）选择合适的夏季遮阳系数Se值和冬季传热数U值。其实双层内循环幕墙要实现节能、达到室内舒适性的要求都是一个整体的配套设计，只有选择合理的整体设计，才可以达到总体要求。全骨架采取隔热措施以隔断热量的传递。
五、结束语
呼吸式幕墙不同于传统幕墙，通过采用“烟囱效应”与“温室效应”的原理，从幕墙的功能上解决节能问题，另外外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的光污染，是解决建筑环保节能的一个新的方向。
参考文献
[1]张光炎.新型内循环双层呼吸式幕墙的应用.门窗. 2013年8期.
[2]苑云.建筑外墙装饰施工对呼吸式双层玻璃幕墙的应用.城市建筑. 2017年6期.
[3]邱真.试论双层呼吸式幕墙在建筑中的应用.建筑论坛. 2016年18期.