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玻璃幕墻通風方式及幕墻通風器的必要性

來源:中國建筑金屬結構雜志 2015/12/9 9:59:49

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中玻網】房屋建筑起初只為遮風擋雨,“斯是陋室,惟吾德馨”,對其并未有更多的要求。隨著人類文明的發展,房屋建筑漸漸成為點綴城市的藝術品。幕墻建筑應運而生,但不可改變的是對建筑安全性、適宜性和耐久性的高標準、嚴要求。通風是影響幕墻建筑綠色特性至關重要的一個方面,他對建筑物使用環境的健康、建筑的能耗可以產生重要的影響。
  
  幕墻的種類繁多,在此不做詳細闡述。本文以國內常見的玻璃幕墻項目為例與大家共同探究其如何實現通風及幕墻通風器的必要性。
  
  玻璃幕墻按結構可分為雙層和單層兩種結構。
  
  1、雙層玻璃幕墻通風方式:
  
  雙層幕墻又被稱為“外呼吸雙層通風玻璃幕墻”。雙層玻璃幕墻的外層常采用單玻,內層采用夾層玻璃。精心設計雙層幕墻的豎通道和橫廊道,與建筑中庭或風塔設計相呼應,運用“煙囪效應”使幕墻、窗和室內形成合理的正壓和負壓,保證有風和無風時都能有效的自然通風。
  
  雙層幕墻技術由德國(Gartner)建筑幕墻研究中心歷時10年研究推出,在20世紀90年代該技術已被成功應用于歐洲許多的建筑實踐中,這其中德國項目居多。
  
  德國工程案例包括:
  
  德國法蘭克福德意志商業銀行總部
  
  1997年竣工,共53層、高298.74米的三角形高塔是世界上靠前座高層自然建筑,也是大部分國家較高的自然建筑,同時還是目前歐洲較高的一棟非常高層辦公樓。為了發揮其煙囪效應,籌備好辦公空間的自然通風,經風洞試驗后,在三條辦公空間中分別設置了多個空中花園。這些空中花園分布在三個方向的不同標高上,成為“煙囪”的進、出風口,有效地籌備了辦公空間自然通風。據測算,該樓的自然通風量可達60%。
  
  德國波恩郵政總局辦公大樓
  
  2003年春季竣工,高162.4m,高聳入云,能夠俯瞰萊茵河,已經成為波恩的標準性建筑。大廈通風系統基于大廈的雙層幕墻系統和整體能源概念,而非額外的補充。大廈無須使用中點機械系統,全年可以通過兩個半殼之間的空隙實現通風。辦公樓層利用這個空隙作為進氣口并以內部空中花園作為排氣口,從而省去了送風井,提高大廈的效率。
  
  以上兩個項目為雙層幕墻項目通風設計的經典之作,類似的項目還有:德國城市之門、柏林GSW總部大樓、杜塞爾多夫市維多利亞保險公司總部大樓。
  
  2、單層玻璃幕墻通風方式:
  
  本是無缺的雙層玻璃幕墻設計在中國推廣起來卻遇到嚴重“水土不服“:1)、建造造價過高。國內建筑后期運營能耗基本由承租或承買房方負擔而非建造方,甲方出于成本考慮一般不采用雙層幕墻設計。2)、中國空氣污染嚴重。高速GDP增長伴隨著嚴重的工業排放,汽車尾氣、可吸入顆粒物。中國目前的空氣環境等同于歐洲50-60年代(第三次工業革命時期),而我們以簡單粗暴的方式直接引進歐洲現階段的建筑設計實屬“形而上學”。3)、中國溫室效嚴重。CO2濃度變高,其密度大于大氣平均濃度,大氣變重煙囪效應被抵消。鑒于以上原因國內多以單層玻璃幕墻為主(此處的單層是與雙層呼吸幕墻的結構相對應的,而非我們傳統概念上的單玻)。但單層玻璃幕墻與雙層相比對熱能的損失要高出5-6倍。2003年以前出于安全和節能考慮,單玻幕墻建筑大多是封閉的,較小比例的開啟(2%),只是滿足消防排煙規定。采用中點空調通風。國內項目多以單玻項目為主,工程案例如下:
  
  中點電視臺大樓
  
  2009年竣工,用地面積總計187,000平方米,總建筑面積約550000平方米,較高建筑約230米,地上52層。項目為單元體玻璃幕墻,項目通風采用室內集中中點空調系統換氣。
  

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