幕墙通风系统设计及实践

幕墙通风系统设计及实践

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摘要:本文探讨了幕墙通风系统的结构形式、热工性能等方面以及内、外循环式幕墙通风系统,同时针对实际情况分别分析了两种幕墙通风系统在工程中的应用。

关键词:幕墙通风系统设计实践

双层通风幕墙兴起于上世纪90年代的欧洲,后来别全国各地广泛使用。双层通风幕墙也叫热通道幕墙,它属于外墙结构的一种,由外层玻璃、空气间层和内层玻璃组成,其中空气间层由通风的作用。内循环式通风幕墙和外循环式通风幕墙是如今使用频率最高的双层循环式幕墙结构形式。两者都很好的实现通风的作用,只是利用的原理不同。虽然都是利用了空气间层,但内循环式通风幕墙是通过室内空气实现通风,而外循环式通风幕墙是通过室外空气实现通风。传统的双层Low-e玻璃幕墙在传热系数和遮阳系数上还存在较大的缺陷,但是循环式通风幕墙在这些方面得到了显著的提升。双层玻璃及中间空气层的作用就是能够有效的隔绝室外产生的噪音,改善光照条件,缓解阳光直射现象,有效减少眩光困扰,从而有效改善室内热环境。

一、幕墙通风系统设计

(一)幕墙通风系统的作用

室内空气流通良好对人们日常生活质量有着至关重要的意义,空气流通的情况会对身体健康状况和工作、劳动的效率产生直接影响。室内空气不流通,会导致室内空气污染(如烟尘、潮湿气体、有毒有害器、细菌等)滞留在室内,对人体的健康造成不良的影响。因此,室内空气流通对及时有效排除室内空气污染具有关键性的作用。而幕墙的通风系统不仅可以保证室内的自然空气流通,还可以保持室内空气的湿度和温度适宜,在保障人体生命健康的同时,还可以提供更舒适、适宜的生活和工作环境。

(二)幕墙通风系统的形式

幕墙的通风系统主要分为自然通风和机械通风两种形式。自然通风就是指幕墙利用室内外的空气比重和温度的差异和迎风面和背风面风速压力的区别,实现室内外空气流通。自然通风的应用十分广泛,如推拉窗、百叶窗等都是自然通风的有效途径。而机械通风就是指利用机械设备实现建筑物室内外空气流通,如中央空调等。

(三)关于幕墙通风量的计算

幕墙的通风量计算中所谓的通风量,就是指在单位时间内通过幕墙横截面的空气总量。计算通风量的公式为:Q=V?A。其中,Q为通风量,单位为m3/s;V为空气流通的速度,单位为m/s;A为通风横截面的面积,单位为㎡。

有上述通风量的计算公式可以看出,幕墙通风量的大小受到通风面积和空气流速的直接影响。因此要增加通风量,如果空气流速一定,就要增加通风面积,而在通风面积保持不变的情况下,就需要增加空气流速,空气流速与通风量成正比例。自然通风的通风量与风压有关,机械通风则与机械动力直接相关。

(四)幕墙结构

幕墙的结构可以分为整体式、廊道式、箱体式和通道式四种形式。整体式是指幕墙的整体结构与建筑同等高度,没有水平分区和垂直分区,冷空气在幕墙底部进入,而热空气由幕墙的顶端排出,形成空气对流,达到空气流通的目的。整体式幕墙适用于高度不超过20m的建筑物。廊道式幕墙就是在幕墙的每一层都设置通风道,所以又称为走廊式幕墙。通风道在每层都被水平隔开,且在每层都设置有进风口和出风口,也可以设置换气窗进行通风换气。廊道式幕墙社勇敢与开放式建筑,私密性较差。箱体式幕墙在每层设有垂直或水平的分隔,将房间分割为独立的箱体,又被称为窗盒式。房间可以进行独立换气,私密性较强,适用于住宅区。为了确保通风效果的良好,进风口会交错设置。通道式则是在幕墙中让每层的通风口与幕墙的竖井连接起来,让热空气进入幕墙的竖井中从顶端排出,实现建筑每层之间空气的流动。

二、幕墙通风系统的实践应用

在幕墙的设计过程中,通风系统是设计时必要考虑的重要因素。在保证幕墙实现空气流通良好的情况下,设计师还需要考虑幕墙的完整性和幕墙的密封性良好,同时幕墙的通风还要实现节能低耗。通风系统的好坏也将直接决定幕墙的使用质量。以下就对幕墙通风系统的实践应用进行分析。

(一)平开窗在幕墙通风系统的应用

平开窗由于窗扇开合沿水平方向移动而得名。平开窗可以分为推拉式和上悬式两种形式。平开窗的优点是开启角度可以人为控制,可大可小,通风性能良好,通风量也可以控制,可以通过调整开启角度调整通风量,内开式的擦窗方便,外开式的开启时不占空间。缺点在于平开窗的视野不够开阔。因此,平开窗多用于箱体式幕墙。

(二)推拉窗在幕墙通风系统的应用

推拉窗可分左右、上下推拉两种形式。推拉窗具有节省室内空间的优点,外表美观、价格便宜且密封性较好。推拉窗的开启面积也较大,通过调整窗扇改变通风位置,还可以通过通风面积改变通风量。推拉窗多用于框架式幕墙。但是由于开启扇和固定扇会重叠于不同平面,因此装饰效果较差,且外窗不便于清洁。

(三)开启窗在幕墙通风系统的应用

开启扇在使用过程中,由于其开启角度会有一定的使用限制,一般开启角度不宜超过30°,开启距离最好不超过300mm,所以开启扇的通风量相对来说较小。开启窗的设置为了兼顾通风的功能和美观装饰功能以及节能环保的要求,在数量设置上会有一定的调整。在诸如学校、商场、医院等人口密集场所会设置较多数量,而住宅和办公楼中则较少。开启窗应用范围较为广泛,在廊道式幕墙和箱体式幕墙中均有广泛应用,也是幕墙自然通风形式中应用最为广泛的形式。

(四)百叶窗在幕墙通风系统的应用

百叶窗相对于平开窗和推拉窗来说,通风量也较小。在设计使用的过程中,实际是会根据百叶窗的位置来调整百叶之间的间距或者增加百叶的宽度,通过增加通风面积来增加百叶窗的通风量。百叶窗的美观装饰作用较强,幕墙外饰功能较为突出,对于幕墙的排风系统、通风系统、排烟系统均起到良好的效果,因此百叶窗的应用十分广泛,在廊道式和箱体式幕墙中均有应用。

(五)通风器在幕墙通风系统的应用

通风器是指安装在建筑物诸如门窗、幕墙之类外围护结构上、多用于墙体与门窗之间,能有效实现室内外空气流通交换的装置,且在通风器开启时,具有较好的抗风压在水密、气密、隔声等性能。主要分为窗式通风器、自然通风器、动力通风器三种类型。自然通风器是通过室内外温差、风压差等而产生空气的压差实现室内外通风的窗式通风器。动力通风器是指依靠通风器本身的动力装置产生的动力来实现室内外通风的装置。动力通风器可以根据建筑的需求对通风器进行设置,外表美观,方便安装,且通风量依靠可以调整动力调节,通风的角度也可以进行调整。动力通风器多应用于单元式幕墙。

三、结束语

随着社会的发展和科学技术的进步,当今建筑的设计观念也再不断的更新发展,节能环保、健康低耗已经成为了建筑设计的主题。而幕墙的通风系统也成为人们越来越关注的方面,幕墙的通风系统对室内外空气流通效果会产生直接的影响。对于当代建筑设计者来说,幕墙通风系统设计是建筑设计中至关重要的一部分,只有兼具美观、经济、使用、环保且通风效果良好的幕墙通风系统,才是合格的幕墙设计,才能符合时代发展的潮流的需求,建筑设计者才能不断地进步。

参考文献

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[2]赵立华,高云飞,李丽.双层外通风玻璃幕墙热工性能模拟分析[J].热带建筑,2006,4(3)

[3]李荣敏,顾建明.玻璃幕墙热通道内气流组织的模拟与分析[J].暖通调,2007,37(1)

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