(二)智能玻璃幕墙设计原则和工作原理
智能玻璃幕墙的设计不是一种独立的纯外墙构造性设计,而是先进的整体建筑能耗平衡设计的重要组成部分,通过外墙构造的调节机制,配合整个建筑的技术设备之间的互动,以达到一种能源优化的效果。智能玻璃幕墙的设计原则概括起来有以下几点:
·利用太阳辐射热,节约冬季采暖所需能源。
·最大限度利用自然采光以减少人工照明
·精心组织自然、通风与排风系统,以减少机械通风能耗。
·利用建筑楼板、墙体的蓄热性和昼夜温差,减少夏季制冷需求量。配合楼板采暖制冷系统创造舒适健康的室内环境。
·各种幕墙机制、通风、遮阳、蓄热和建筑空调供暖通风等相互之间智能配合,以达到最高效率。
智能玻璃幕墙主要通过双层幕墙的形式得以实现。其内层幕墙相当于传统的玻璃幕墙,是室内外的分界线,通常由中空保温玻璃构成,并设可开启窗扇;外侧玻璃通常由单层钢化玻璃构成(也有外侧玻璃采用中空保温玻璃的实例,属于机械通风式双层幕墙系统)。外侧玻璃主要功能是承受风载以及防雨水、风沙,噪声以及形成两层玻璃之间一个相对稳定的,可以调节的空气缓冲层。外侧玻璃幕墙上有精心设计的可调节的进风口和出风口。
两层玻璃之间距离根据功能构造不同可为20至100cm以上。在这一空间里,通常设置遮阳百叶等装置。如果宽度在60cm以上,可在楼板高度上设置金属隔栅作为检修走廊。
双层玻璃幕墙的工作原理:
·寒冷季节,玻璃幕墙可以最大限度的吸收太阳辐射热,通过调节进出风口的大小,可以控制适当的新风换气量,而进入两层玻璃幕墙之间的缓冲空间的空气,已被阳光初步加热。再送入室内时可减少送暖量。
·夏季炎热时期,位于两层玻璃空间的遮阳设施被放下来,绝大部分太阳辐射能量在这里被挡住,并通过精心组织的自然通风排到建筑之外。由于外层玻璃具有遮风避雨及防盗作用,夜间室外冷空气可以通过开启的内侧窗户冷却建筑。楼板等高蓄热体,次日上午气温上升时,楼板、墙体等将会有效地冷却室内温度。
·在春秋季节双层幕墙的开启可以完全打开室内达到完全自然通风。
双层玻璃幕墙的通风模式:
双层玻璃幕墙的主要优点之一是全年大部分时间里可以实行自然通风包括高层建筑在刮风下雨的天气里。在组织通风系统时要考虑避免室内排出的浑浊空气,被再次吸如室内。在实际工程中有下列四种双层幕墙通风系统。
1)楼层水平进出风口对角通风系统
2)带窗下墙的通风系统
3)竖向窗框进风,横向排风系统
4)带竖向风道的箱式外窗排风系统
双层智能玻璃幕墙的优点:
双层玻璃幕墙的最大优点在于它能够根据外界条件的变化而调节其机制,以达到最大限度地利用自然光照明、取暖、通风,同时减少过多的热辐射、眩光、风沙等不利条件以创造舒适健康的室内环境。具体优点:
·运用空气热压原理和烟囱效应,把新鲜空气吸入室内,同时把室内污浊空气排到室外,并能够有效防止灰尘进入室内。实现一年四季,无论刮风下雨,特别上在高层建筑上都能达到自然通风。
·由于采用双层玻璃幕墙和中间缓冲空气层,使幕墙整体的冬季保温,夏季隔热性能非常优越。高层建筑遮阳可以设置在双层玻璃幕墙中间,可以把太阳能隔在室外。这在一般高层建筑上是做不到的。
·合理的采光功能,可根据使用者的需要调整光线的亮度和入深入射方向。
·由于形成了中间空气缓冲层,使冬季主要进入室内的空气得到初步加温;夏季主要的热辐射被遮挡在中间缓冲层之后,被有组织地排出室外,因而能够有效地节约采暖制冷能源。
·卓越的隔声降噪功能。在德国的实际工程中测量结果显示,双层玻璃的隔声效果非常优秀,这已经成为业主采用这一技术的决定性因素之一。双层幕墙的隔音效果在窗户向内开启和关闭的状态下分别比单层幕墙隔音效果提高10db以上。如前面提到,当噪声降低10dB时,人们感觉噪声强度减少了大约一倍!
·为建筑设计提供了一种新的表现形式,更能够体现现代科技的美感和玻璃建筑的纤细、轻盈通透和精美,为众多建筑师和业主喜爱。



