呼吸式幕牆

呼吸式幕牆，又稱雙層幕牆、雙層通風幕牆、熱通道幕牆等，它由內、外兩道幕牆組成，內外幕牆之間形成一個相對封閉的空間，空氣可以從下部進風口進入，又從上部排風口離開這一空間，這一空間經常處於空氣流動狀態，熱量在這一空間流動。
呼吸式幕牆由內外兩層玻璃幕牆組成，與傳統幕牆相比，它的最大特點是由內外兩層幕牆之間形成一個通風換氣層，由於此換氣層中空氣的流通或循環的作用，使內層幕牆的溫度接近室內溫度，減小溫差因而它比傳統的幕牆採暖時節約能源42%-52%；製冷時節約能源38%-60%.另外由於雙層幕牆的使用，整個幕牆的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕牆根據通風層的結構的不同可分為“封閉式內循環體系”和“敞開式外循環體系”兩種。
1封閉式內循環體系呼吸式幕牆
封閉式內循環體系呼吸式幕牆，一般在冬季較為寒冷的地區使用，其外層原則上是完全封閉的，一般由斷熱型材與中空玻璃組成外層玻璃幕牆，其內層一般為單層玻璃組成的玻璃幕牆或可開啟窗，以便對外層幕牆進行清洗。兩層幕牆之間的通風換氣層一般為100-200毫米。通風換氣層與吊頂部位設定的暖通系統抽風管相連，形成自下而上的強制性空氣循環，室內空氣通過內層玻璃下部的通風口進入換氣層，使內側幕牆玻璃溫度達到或接近室內溫度，從而形成優越的溫度條件，達到節能效果。在通道內設定可調控的百頁窗或垂簾，可有效地調節日照遮陽，為室內創造更加舒適的環境。
2敞開式外循環體系呼吸式幕牆
敞開式外循環體系呼吸式幕牆與“封閉式呼吸式幕牆”相反，其外層是單層玻璃與非斷熱型材組成的玻璃幕牆，內層是由中空玻璃與斷熱型材組成的幕牆。內外兩層幕牆形成的通風換氣層的兩端裝有進風和排風裝置，通道內也可設定百頁等遮陽裝置。冬季時，關閉通風層兩端的進排風口，換氣層中的空氣在陽光的照射下溫度升高，形成一個溫室，有效地提高了內層玻璃的溫度，減少建築物的採暖費用。夏季時，打開換氣層的進排風口，在陽光的照射下換氣層空氣溫度升高上浮，形成自下而上的空氣流，由於煙囪效應帶走通道內的熱量，降低內層玻璃表面的溫度，減少製冷費用。另外，通過對進排風口的控制以及對內層幕牆結構的設計，達到由通風層向室內輸送新鮮空氣的目的，從而最佳化建築通風質量。
可見“敞開式外循環體系呼吸式幕牆”不僅具有“封閉內循環式體系”呼吸式幕牆在遮陽、隔音等方面的優點，在舒適節能方面更為突出，提供了高層、超高層建築自然通風的可能，從而最大限度地滿足了使用者生理與心理上的要求。　
3呼吸式幕牆的優點
呼吸式幕牆與傳統的單層幕牆相比有如下突出的優點：
3.1從原理上，呼吸式幕牆採用“煙囪效應”與“溫室效應：的原理，是從幕牆的功能上解決節能；單層幕牆則只是從材料的選用上，通過材料本身的特性來達到一定的節能效果。
3.2從環保上，呼吸式幕牆由於其功能解決節能，外層玻璃選用無色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地減少玻璃反射帶來的不良（“光污染”）；單層玻璃幕牆為保證室內外效果與節能的考慮，玻璃一般選用有一定反射功能的鍍膜玻璃。
3.3從節能上，呼吸式幕牆由於換氣層的作用，比單層幕牆節能約50%.是解決建築節能的一個新的方向。
3.4從使用上，換氣層的出現，使呼吸式幕牆夏季節省製冷費用，冬季可節省取暖費用。同時遮陽百葉置於換氣層，能有效地防止日曬又不影響立面效果。
3.5從舒適度方面，呼吸式幕牆的隔音性能可達到55dB，讓室內生活與工作的人們有一個清靜的環境；另一方面，無論天氣好壞，勿須開窗換氣層都可直接將自然空氣傳至室內，為室內提供新鮮空氣，從而提高室內的舒適度。並有效地降低高層建築單純依賴暖通設備機械通風帶來的弊病。
4呼吸式幕牆的套用
由於“封閉式內循環體系呼吸式幕牆”與大廈的通風系統相連線，它的運行會增大通風系統的功率，從而需增大投入與消耗，因而其套用不多。“敞開式外循環體系呼吸式幕牆”作為一種更新形式的呼吸式幕牆得到了廣泛採用。下面將以“敞開式外循環體系呼吸式幕牆”為例，對呼吸式幕牆系統的套用作介紹。
4.1.結構型式
呼吸式幕牆由於是雙層體系，在幕牆結構型式多樣化的今天，兩層幕牆可以根據建築效果的需要有很多種組合，但是為了最大限度地突出呼吸式幕牆的通風、節能、環保的特點，一般採用如下幾種結構型式：
內外層結構一體式，即內外層幕牆做成一體或一個單元。構成通風層的內外兩層幕牆共用一根豎骨料，外層可做成明框或隱框形式，內層則做成可開啟窗或固定窗。當兩層幕牆一體地做成單元式，則每個單元猶如一個個玻璃箱子，因此也被稱為“箱體式幕牆”。
內外層結構分體式，即內外兩層幕牆各成體系，為形成通氣層通過其它方式進行隔斷。由於此種型式的兩層幕牆分別獨立，外層結構可選用明框、隱框或點式玻璃幕牆結構。內層結構可選用各種幕牆型式或推拉、平開窗的型式。
外層幕牆作為建築物的外表，一方面直接反映的是建築物的造型，另一方面作為外圍護結構，它還承受風荷載、防雨水等作用，因而其結構在強度與水密性方面應作為重點考慮。內層幕牆由於其主要是與外層結合形成換氣層，所以更應注意其與室內功能的配合，對其密封性能要求可適當降低。
4.2.換氣層與材料
呼吸式幕牆換氣層是關鍵，其進出風口的設定、換氣層的寬度大小、材料的選用等直接到其性能的發揮。
一般來講，北方寒冷地區因採暖時間長，選用呼吸式幕牆時，主要是利用換氣層的“溫室效應”來減少室內熱量的散失。內層採用中空LOW-E玻璃、斷熱鋁型材，以及相對較大的換氣層寬度將會達到較好的節能效果。
南方溫暖地區，因冷氣使用時間較長，利用呼吸式幕牆換氣層的“煙囪效應”來降低內層玻璃表面的溫度可達到節能目的。因此外層採用熱反射玻璃，以及相對較小的換氣層寬度，將會增強煙囪效應的效果，來達到最佳的節能狀態。
5呼吸式幕牆的重點與難點
呼吸式幕牆在我國剛剛起步，還會有很多具體問題需要解決，如：換氣層的寬度（體積）確定。如何才能使其保溫節能與隔音降噪達到最佳，缺乏依據，只能依賴實驗，需從設計上找到理論依據。進出風口的設計也是呼吸式幕牆的一個重點，選用不當時一方面會造成換氣層循環氣流的短路，降低節能效果；另一方面進風口會帶入大量的灰塵而影響建築的外觀效果，尤其是西北風沙較大的地區更應慎重。
由於換氣層的煙囪效應會造成消防上的隱患，所以在通風換氣層的設計時應與大廈防火分區設計相結合。
成本問題，也是呼吸式幕牆的推廣使用的一大障礙。呼吸式幕牆由於結構雙層、技術含量高，較單層幕牆價格高，如果採用呼吸式幕牆，一次性投資會增加。
6結束語
隨著我國國民的快速發展，建築業的發展也突飛猛進，建築節能也得到相關部門的高度重視，《民用建築節能管理規定》的出台，對建築節能提出了明確的要求。通風節能幕牆的套用，為建築幕牆節能技術的發展翻開了暫新的一頁。
雖然，在中國廣泛套用呼吸式幕牆這一新技術任重而道遠，但我們堅信，作為建築幕牆的“綠色”產品離我們不遠了。