(三)智能办公建筑与智能玻璃幕墙实例分析
德国杜塞特多市、维多利亚保险公司总部大楼
该建筑及其运营在2000年被德国权威机构授予德国生态环保一等奖。这栋大厦所采用的系统不是欧洲最尖端的科技,但它是一整套相当成熟可靠的技术系统。
幕墙构造:外层幕墙是大小1700*2900mm,厚10mm的单层钢化玻璃,内侧幕墙是可斜开和平开的大小为800*2300mm窗扇。玻璃的导热系统U=1.1,两层幕墙之间约有30cm空气缓冲层。
进风装置设在固定外侧幕墙的竖框之内每一竖框内侧左右各设22个直径60mm的圆形进风口,相当于每一窗扇单元有0.12m2的进风面积。进风口内侧有特殊合成材料制成的防鸟网。出风口设在位于楼顶高度的水平方向百叶之中,高度450mm铝合金百叶倾斜角为37°,可以有效地防止雨水进入幕墙内侧。
在中间两层玻璃幕墙的空气缓冲层内,设有电动铝合金遮阳百叶,以调控阳光的进入量。塔楼外立面是由约1800*3500mm大小,在工厂加工完毕的单元式双层幕墙构件组成,在工地上整体吊装。因而能保证施工精度和简短的安装工期。
每个单元构成相对独立的通风系统,乘直方向在楼板高度完全封闭,单元与单元水平相接处为构造变形缝,相互之间形成6°夹角。通过这一夹角使窗框和玻璃都是平面的双层幕墙单元,能够围合成圆形的建筑体量。
由于大楼接近杜塞特多夫机场,因此从机场安全考虑,要求降低大楼玻璃幕墙对雷达波的反射作用。因此在大楼这面向机场方向上采用了加入纤细钢丝的20mm厚胶合玻璃。
双层幕墙的设计:由于这种双层幕墙没有现成资料,在设计过程中为确定双层幕墙的基本构造如通风形式,进风口大小,开窗形式,遮阳中间空气层宽度等技术数据首先做出1:7的模型,委托亚琛大学专家进行了大量的实验。在此基础上完成了幕墙设计。在项目招投标确定了幕墙实施公司以后,由幕墙公司再做出1:1单元实物模型,并对其进行通风、热功、声学等详细测试。测试结果表明1:1实物模型的指标全部达到并部分超过原设计指标。具体测试结果如下:
隔声:双层玻璃幕墙单元之间隔断49dB
双层幕墙实测隔音数值Rw:
一般玻璃幕墙双层玻璃幕墙
窗户关闭状态30dB43dB
窗户内倾斜开10dB22dB
窗户向内平开6dB17dB
保温:双层玻璃幕墙的保温系统Uw=1.25w/qmk
隔热:总能量穿透率g=44%
放下遮阳板倾斜角度,在<45°情况下,g=14%
放下遮阳板倾斜角度,在<30°情况下,g=8%
自然通风换气可达到每小时2.5到3.0倍,全年可有70%的时间可以完全放弃采暖和空调自然通风。
双层玻璃幕墙与大楼整体能量系统的配合:
大楼能源系统采用了大楼自己的分组式高效燃气,锅炉,能源使用效率达89%,如果使用杜塞特多夫市的远程热力和中心发电站的能源,由于沿途换出等因素,能源使用效率只有76%。
·混凝土楼板供暖制冷系统
这是一种在德国成熟的技术,它的工作原理是辐射而不是对流。它靠大面积楼板接近人体舒适温度的辐射来调整室内温度,因而使人感觉非常舒适。这套系统的优点是设备负荷小,室内温度均匀,无噪声和风感,室内无管道。缺点是不能做封闭吊顶。因此,吊顶采用自由“风帆”形式居多。具体构造是在混凝土楼板中(无梁楼板,板厚28cm)中埋入合成材料的水管。夏季制冷水温约18℃,并根据室外温度和湿度感应器获得的数据自动调节制冷送水的温度,以避免室内冷凝水的形成。
新风系统
为了满足在恶劣天气时窗户不能开启时的通风要求,大楼设有辅助空调系统。空调送风口设在办公室内侧墙面立柜踢脚处回风口在,回风口在立柜顶端楼板下设计为2.5倍的换气量。送入的新鲜空气略低于室内温度。呼出的浑浊气体温度较高上升到顶部。被排出室外,避免了新鲜气体与浑浊气体的交叉。
通过双层幕墙与空调采暖制冷系统的配合,使得该建筑全年70%的工作时间完全放弃空调。只在不到30%的时间里(炎热、飓风等)需要送风和供暖制冷。由于房间的位置朝向不同、室内人员对温度的敏感性不同等原因,会出现在采暖或制冷的时期里,部分房间仍愿意开窗通气的情况。为了避免浪费能源,所有内侧幕墙上的可开启扇都安装有电磁感应装置,如果某一办公室的窗户打开,该区域的制冷、制热系统就自动关闭。
由于每间办公室的供暖供冷电量都是单独核算的,因而使用者也有动力,尽量少用空调采暖以节约开支。



