浅谈北京新源大厦双层呼吸式幕墙外循环系统

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1、打造技术制高点实现可持续发展——浅谈北京新源大厦双层呼吸式幕墙外循环系统武汉凌云建筑装饰工程有限公司一、前言作为现代社会中的重要资源，能源已经日益显现出它的珍贵性。在发达的工业化国家，建筑物消耗了近40%的能源，经过粗略的估算，其中的2/3–3/4本可通过正确的建筑措施节省下来。我国能源结构不合理，能耗消费总量已达世界第二，能源生产与供应将会成为突出矛盾，极大地制约了我国经济的发展。长期以来，夏热冬冷地区的建筑在保温、隔热、通风条件方面较差，人们为了解决夏季降温和冬季取暖的问题，不得不采用空调设施。当空调与暖

2、气逐渐走入家庭为我们带来室内局部舒适的同时，能耗问题、污染问题、城市热岛问题出现并迅速加剧。北京气候属于暖温带半湿润半干旱季风气候。冬季寒冷，夏季较为炎热，月平均最高温度超过30°C，平均昼夜温差较大，平均达15°C，（年极端最高气温—般在35～40°C之间，而年极端最低气温一般在－14～—20°C之间）；降水丰沛，明显集中于夏季3个月，偶有暴雨发生，冬春季比较干燥，夏秋季较为湿润，夏季多云；春季及深秋有大风，春季偶有沙尘暴发生。因而北京在一定程度上具有中国夏热冬冷地区的气候特点：夏季更热，冬季更冷，同时具有

3、两种极端气候的特征。另外，北京具有干热气候特点以及春季防沙尘暴的要求。建筑幕墙在当前越来越受到关注，但一般只是作为设计手法的重要对象，忽视了建筑幕墙是影响室内热舒适度和建筑能耗的重要因素和关键部位。夏热冬冷地区建筑同时面对冬、夏两种极端气候，单一的材料无法同时满足对冬季保温和夏季防热、隔热的要求。在极端气候共存的北京，玻璃幕墙更加需要适应性、复合性。北京新源大厦一期工程（现改称北京公馆），是一幢集居家、商务、休闲于一体的高档住宅楼，由德国GMP建筑设计有限责任公司设计，北京千禧房地产开发有限公司承建。该项目

4、建筑面积6.6339万平方米，楼高82.3米，共26层。针对北京的气候特点，以及节能、环保等多方面的需求，本工程的幕墙形式选用先进的双层外循环呼吸式幕墙（也称为双层皮外循环呼吸式幕墙）。该双层幕墙及其中间的水平遮阳系统，作为一个立面构图元素，丰富了整个立面。平面每隔三层退近，形成周围的室外平台，强调了建筑水平线条并构成了极强的韵律感，建筑的东西两塔顶部楼层以三层为单位，逐步跌落，形成退台，使原本庞大的建筑体显得错落有致。17北京新源大厦双层幕墙示意图二、当前国内双层玻璃幕墙存在的问题照片1北京某会计学院双层皮

5、外立面某大厦双层幕墙在当前生态建筑技术领域成为重要的关注话题，并且在大多数欧洲国家得到了广泛的推广和运用。但针对性地从“双层玻璃幕墙的表皮气候适应性”角度进行研究或是节能设计在中国尚处在萌芽阶段。仅有的几座在国内建成的双层幕墙建筑只是走“双层皮”时髦概念的路线，缺乏对双层皮的生态层次的理解和掌握。如北京某会计学院：空腔间层间距和通风口面积过小，造成通风不利，且缺乏有利的防热措施，易引发室内过热（见照片1）。北京某大型公寓：风口进、出风不畅和通风模式选择不当，不利于室内外空气对流（见照片2）。上海某大厦：幕墙开

6、启方式和室内外气流环流模式不当引发夏季室内过热（见照片3）。17照片2北京某大型公寓双层皮通风口构造照片3上海某大厦双层皮内层表皮三、“双层皮”玻璃幕墙试验技术成果总结2002年夏冬两季和2003年夏天，华中科技大学建规学院李保峰教授及其研究生与武汉凌云建筑装饰工程有限公司合作，进行了双层玻璃幕墙相关系列实验（见照片4）。实验系统深入研究了不同遮阳状况、通风状况、朝向状况、淋水使用状况、空调使用状况对玻璃幕墙实验体室内热环境和能耗的影响。实验证明，通过设计合理的通风口，加上有效的遮阳以及正确的使用方式，可以明

7、显降低夏天室内空气气温和玻璃表照片4“双层皮”玻璃幕墙生态实验站面温度。具体如下：◆朝向系列：朝向系列检验双层皮玻璃幕墙面向环境的热适应性。17实验表明：双层皮玻璃幕墙在四个朝向均有较好的热工性能（双层间遮阳的双层皮相对于采取内遮阳的单层皮），尤其是西向。但前提条件是保证双层皮玻璃幕墙的空腔间层有较好的通风状况。值得考虑的是：“单双层皮”构造为何在不同的朝向会有如此大的温差？南向实验室内温差有6度，北向实验室内温差也有4～5度,而西向实验竟达17度之多。传统的“单层皮”玻璃幕墙的维护结构为一层玻璃，由于玻璃的

8、通透性，夏季阳光直射到室内，直接产生温室效应，造成室内过热。而“双层皮”玻璃幕墙不同于传统的单层幕墙,它由内外两道幕墙组成。双层皮空腔间层若是处于空气流动的可控制状态,室内外热量在此空间内流动、交换,实现室外气候和室内小环境的过滤器和缓冲层作用。不难理解，在高温的夏季，持续烘烤的西向比其它方向更能体现这种过滤缓冲效应带来的差异。因而，具有合适遮阳位置和通风模式的“双层皮”玻璃幕墙比传统的“单层皮”玻