1.簡介

    20世紀(jì)對幕墻的要求在很多方面都有了提高.從而確立了新的建筑、生產(chǎn)、安裝及功能原則。這方面的發(fā)展與幕墻防火、隔音、防水、密封性、防潮、隔熱、防雷、防雷達(dá)、遮陽、自然采光及通風(fēng)等功能的改進(jìn)攜手同步。現(xiàn)在，幕墻設(shè)計(jì)和施工關(guān)注的焦點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了重視客戶的長期滿意度。因此，對質(zhì)量、功能性及資本成本的要求逐漸提高。一方面是我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)和開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)及建筑師、設(shè)計(jì)師、承包商及系統(tǒng)提供商的一風(fēng)險(xiǎn)因素一另一方面是客戶的期望和要求得不到滿足。施工中的物理學(xué)及建造和使用建筑所需的資源等方面的內(nèi)容在立法中會越來越重要。客戶對建筑外墻的安全性(防火、防止攻擊等)及質(zhì)量的要求會越來越嚴(yán)格。通過保證按計(jì)劃設(shè)計(jì)、施工.盡量減少所需的資金和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)從而優(yōu)化整個(gè)施工順序也日益重要。這意味著通過優(yōu)化功能、成本和效率要提供令客戶滿意、復(fù)雜性可控的產(chǎn)品和服務(wù)。


    2.優(yōu)化功能和運(yùn)行成本

    因?yàn)榻ㄖ�物在整個(gè)生命周期所需的運(yùn)行成本甚至?xí)�逐漸超過建設(shè)成本所以運(yùn)行成本同樣十分重要。能源優(yōu)化必須考慮到建筑物的供熱、制冷、通風(fēng)和采光的能源消耗。還要注意保證各個(gè)房間高度的舒適性,眾所周知.這樣有利于提高效率從而最終減少勞動(dòng)成本而勞動(dòng)成本甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于建筑的運(yùn)行稱本和維護(hù)成本。


    因此系統(tǒng)提供商和幕墻制造商的另一個(gè)目標(biāo)是進(jìn)一步提高幕墻的保護(hù)功能和益處(如利用自然光和太陽能)并重新使用窗戶通風(fēng)。因此人們期待能夠優(yōu)化建筑外墻的整體功能。從今天的觀點(diǎn)來看，當(dāng)務(wù)之急是意識到真正優(yōu)化的幕墻應(yīng)該既能反應(yīng)用戶對舒適性的需要又能改變戶外環(huán)境口在極端情況下，它們必須只使用建筑物自身的設(shè)備構(gòu)件應(yīng)該能夠保證利用最少的能耗取得舒適的室內(nèi)環(huán)境。這就需要不斷對幕墻構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整，這一點(diǎn)現(xiàn)在已經(jīng)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了可行。包括利用機(jī)械化構(gòu)件的幕墻電氣化發(fā)展。雙層幕墻的發(fā)展反應(yīng)了不斷變化的使用要求外部環(huán)境會產(chǎn)生小氣候成為緩沖區(qū)及內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境交界面。各個(gè)構(gòu)件的受控、優(yōu)化且相互配合運(yùn)轉(zhuǎn)會影響很多參數(shù)，如幕墻的總能量透過程度及熱傳導(dǎo)性并發(fā)展成為“零能源狀態(tài)”。


    在辦公建筑中—內(nèi)部熱負(fù)荷高、大面積使用玻璃—太陽輻射會導(dǎo)致夏季室內(nèi)溫度過高，以至于必須采取其他手段口如果室外氣溫足夠低，多余的熱量才能通過通風(fēng)散發(fā)出去。然而.采用外部遮陽系統(tǒng)會更有效，并且不受室外空氣溫度的影響。不過.風(fēng)力太大的情況下無法使用。這一事實(shí)導(dǎo)致了70年代排氣通風(fēng)幕墻的開發(fā)。這種幕墻在傳統(tǒng)幕墻的內(nèi)部多加了一層玻璃窗。它們之間的緩沖層中安裝了遮陽系統(tǒng)，從而免受天氣變化的侵?jǐn)_。緩沖層與空調(diào)系統(tǒng)連在一起，這樣室內(nèi)排除的部分空氣可以流過幕墻。因?yàn)檫@部分的空氣溫度與室溫基本相同內(nèi)層玻璃窗可以減少外層幕墻、遮陽系統(tǒng)和室內(nèi)之間長波輻射的交換，所以遮陽系統(tǒng)可以不受氣候的影響，像外層幕墻一樣有效。因?yàn)椴ＡТ皟?nèi)部表面常年保持室溫所以舒適度可以大大提高，另外也提高了房間的利用率口雙層排氣通風(fēng)系統(tǒng)還使得能源在建筑內(nèi)部的重新分配成為可能，非常有趣。例如，如果早晨東邊幕墻中的空氣因?yàn)樘�陽輻射溫度升高西邊的幕墻就可以利用產(chǎn)生的多余的熱量。由透明玻璃和緩沖層中的遮陽系統(tǒng)構(gòu)成的排氣通風(fēng)雙層幕墻與陽光控制玻璃制成的幕墻相比具有很大優(yōu)越性。雙層幕墻在春秋兩季能夠獲得較高的太陽能效能陰天也能夠常年改善室內(nèi)照明。排氣通風(fēng)系統(tǒng)還可以保證有效隔絕外部噪音。其缺點(diǎn)是空調(diào)系統(tǒng)必須常年運(yùn)轉(zhuǎn)。


    對空調(diào)系統(tǒng)的限制在的年代末出現(xiàn)了—那時(shí)人們發(fā)現(xiàn)了病態(tài)建筑癥候群并導(dǎo)致了對它的研究。排氣通風(fēng)的雙層幕墻和坐落于喧鬧的接街道兩旁帶有開放式窗戶建筑的單層幕墻或者由于其位置或高度原因處于風(fēng)口的建筑，只能有限考慮使用這種做法。簡單的雙層幕墻更適合這種情況。這種幕墻的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)幕墻的外面多加一層玻璃幕墻。將內(nèi)層設(shè)計(jì)為建筑物實(shí)際的邊緣利用隔熱材料或絕緣材料。外層玻璃窗可以通風(fēng)的保護(hù)性外墻可以讓空氣透進(jìn)來，還能保護(hù)室內(nèi)免受惡劣天氣的影響。外層幕墻和緩沖層的敞口以及流動(dòng)阻力減少了房間的自然通風(fēng)。除了能夠進(jìn)行能源的再分配外簡單的雙層幕墻具有排氣通風(fēng)幕墻的所有優(yōu)點(diǎn)。將緩沖層分割成與樓層或窗戶等高的間隔并以水平軸為界優(yōu)化了雙層幕墻的作用。有利于阻止異味、火災(zāi)及濃煙通過緩沖層傳播，并且還降低了臨近房間之間的噪音傳遞。70年代在住宅項(xiàng)目中被動(dòng)使用太陽能和夜間冷卻得來經(jīng)驗(yàn)如今在一些辦公建筑中得到了運(yùn)用口例如在不供暖而天氣尚寒的時(shí)候可以使用簡單雙層幕墻緩沖層獲得太陽熱能。天氣炎熱的時(shí)候關(guān)緊窗戶，熱空氣排到室外。夜間窗戶打開，讓新鮮的空氣進(jìn)來，冷卻樓板的蓄熱層。施工和這種樓板的使用是一個(gè)重要因素。建筑物的使用及其特殊的開放時(shí)間、對舒適程度的要求以及業(yè)主的行為習(xí)質(zhì)都會影響太陽能及夜間冷卻被動(dòng)使用的可能性和效率。


    積極使用太陽能取暖和發(fā)電是進(jìn)一步減少建筑的主要能耗的良好途徑。這就要求在幕墻間額外添加一些設(shè)備包括特殊的蓄熱器和/或蓄電池，它們的動(dòng)力學(xué)特征會影響效率。太陽輻射可以轉(zhuǎn)換成能量利用不同的媒介和原理提高房間溫度或建筑的供水系統(tǒng)。這方面的例子包括:太陽能集熱器和/或太陽能熱水器或者吸熱器和熱泵系統(tǒng)。它們可以使效率提高80%。在辦公樓中供水系統(tǒng)的加熱只扮演一個(gè)次要角色。尤其是對這類建筑來說，可能出現(xiàn)的有趣事情是:利用太陽能熱水器和冷卻器的太陽能冷卻系統(tǒng)靠熱水運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣做排除了使用太陽能時(shí)經(jīng)常會遇到的存儲問題。陽光越強(qiáng)烈建筑內(nèi)部就越?jīng)隹臁９┣髮?shí)現(xiàn)了平衡。太陽能光伏組件可以直接將太陽能轉(zhuǎn)化成電能效率在5-15%左右。如今太陽能光伏的開發(fā)已經(jīng)經(jīng)過了試驗(yàn)階段，市場突破指日可待。如今已經(jīng)在幕墻面板和屋頂結(jié)構(gòu)以及遮陽設(shè)施中得到廣泛應(yīng)用。

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