走近北京射擊館，細(xì)心的觀眾會從資格賽館外墻上發(fā)現(xiàn)一種成蜂窩狀的隔板，這就是先進(jìn)的生態(tài)型呼吸式
玻璃幕墻的組成部分。正午時(shí)分，外界陽光燦爛，休息區(qū)內(nèi)的溫度依然是涼爽適宜，這正是新型幕墻在發(fā)揮作用。說得形象一點(diǎn)，射擊館就像是被包在一個(gè)“
保溫膜”里面，有了這層“膜”，射擊館就可以利用室外自然風(fēng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。
這一完整多層構(gòu)造、智能化控制的生態(tài)系統(tǒng)幕墻在國內(nèi)大型公建的建設(shè)中尚屬首例。
雙層換氣系統(tǒng)
“生態(tài)系統(tǒng)幕墻是由一個(gè)復(fù)合構(gòu)造形成的體系，包括外層和內(nèi)層玻璃幕墻，間距約有650毫米，這一空間可以保證檢修、清掃及氣流互換和保溫效果。”清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院建筑創(chuàng)作一所所長祁斌說。
北京射擊館采用的“生態(tài)呼吸幕墻”方案中，其內(nèi)層幕墻采用
中空隔熱鋁合金幕墻，在雙層換氣幕墻的上下兩端，有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入雙層換氣內(nèi)部的新風(fēng)，全部匯集到頂層頂部總排風(fēng)口，借助于房屋全高產(chǎn)生的壓差，可以形成較為強(qiáng)烈的通風(fēng)氣流。
根據(jù)雙層換氣幕墻不同的內(nèi)部氣流組織要求，幕墻的上下兩端均設(shè)置了電動控制的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口，這一裝置可以根據(jù)室內(nèi)外的溫度及不同熱功效應(yīng)開啟上下
窗口，以達(dá)到節(jié)能與換氣的效果。在內(nèi)層玻璃的內(nèi)側(cè)也有開氣口，在不同的工作狀態(tài)下打開，與外面窗口共同作用，起到清潔室內(nèi)空氣、自然呼吸與換氣的功能。
“這樣的裝置在幕墻系統(tǒng)中共有七套，會在感知溫度與風(fēng)速的狀況下，將裝置感應(yīng)測得的信息傳到電腦中控芯片，通過判斷后可以自動控制進(jìn)出風(fēng)口上下口及內(nèi)外口的開啟，從而達(dá)到使用的工況。”鄧小勇說。
在這樣的智能裝置下，
生態(tài)幕墻有時(shí)對內(nèi)呼吸，有時(shí)對外呼吸，有時(shí)會處在保溫或
隔熱狀態(tài)。如在春秋季節(jié)，無論白天與黑夜，當(dāng)需要換氣時(shí)可將活動百頁、
遮陽簾和室內(nèi)斷熱
門打開，進(jìn)風(fēng)口設(shè)有防蟲網(wǎng)和可拆的過濾裝置，能防止昆蟲進(jìn)入并大大降低空氣中灰塵的濃度，使進(jìn)入室內(nèi)的空氣潔凈清新。當(dāng)遇到風(fēng)沙較大的天氣時(shí)，可將活動百葉和室內(nèi)斷熱門關(guān)閉，防止風(fēng)沙進(jìn)入。
冬天，
雙層幕墻中間的雙層換氣由于陽光的照射，溫度升高，像一個(gè)溫室，形成溫室效應(yīng)。這樣有利于提高內(nèi)側(cè)幕墻表面的溫度，減少了建筑物由于冬季
采暖的運(yùn)行費(fèi)用。
夏天，雙層幕墻中間的雙層換氣溫度很高，這時(shí)可打開雙層換氣上下兩端的排氣、進(jìn)氣裝置，在雙層換氣內(nèi)由于煙囪效應(yīng)產(chǎn)生自下而上的氣流，從下進(jìn)氣口進(jìn)入的氣流，在雙層換氣內(nèi)通過熱量交換后從上出氣口排出，這種自下而上的氣流運(yùn)動，帶走了通道內(nèi)的熱量，這樣可以降低內(nèi)側(cè)幕墻的外
表面溫度，減少空調(diào)制冷的負(fù)荷，節(jié)約了能源，降低了能耗。在春秋兩季，通過對雙層換氣幕墻上、下端排氣、進(jìn)氣裝置的調(diào)控，在通道內(nèi)形成負(fù)壓，利用內(nèi)側(cè)幕墻兩邊的壓差和開啟的門或窗，可以在通道內(nèi)形成氣流，進(jìn)行通風(fēng)。通過管道向通道內(nèi)輸送新鮮空氣，就可以隨時(shí)向室內(nèi)輸送新鮮空氣。
“比如進(jìn)入每年的10月末，屬于過渡性季節(jié)，幕墻的工作狀態(tài)是自然換氣，它會把自然的空氣交換到室內(nèi)，溫度低的狀況下會將窗子關(guān)閉。”祁斌說。
而外部仿木格柵具有的
遮陽作用也是實(shí)現(xiàn)雙層換氣幕墻功能的一個(gè)重要組成部分，不但有遮影與透光控制等功能，還具有抗紫外線
輻射、提高節(jié)能效率以及吸音率等方面的功能。
優(yōu)化技術(shù) 降低成本
承接該項(xiàng)工程的北京江河幕墻股份有限公司設(shè)計(jì)部長鄧小勇表示，此生態(tài)系統(tǒng)幕墻主體的循環(huán)方式是外循環(huán)，而目前市場上采用的生態(tài)幕墻系統(tǒng)多為內(nèi)循環(huán)。相對于內(nèi)循環(huán)，外循環(huán)的優(yōu)勢便是自然的通風(fēng)與換氣，正合綠色奧運(yùn)的主題。
“生態(tài)幕墻的特點(diǎn)在于雙層的玻璃結(jié)構(gòu)，它與常規(guī)幕墻相比，在陽光照射、
熱輻射及
熱對流等方面都優(yōu)于常規(guī)的單層幕墻。”祁斌說。
根據(jù)專用計(jì)算軟件的計(jì)算結(jié)果和有關(guān)試驗(yàn)資料，生態(tài)幕墻系統(tǒng)的系統(tǒng)
傳熱系數(shù)一般可達(dá)2.0 W/m2·K。通過測算，最多經(jīng)過20~25年時(shí)間，與普通單層幕墻系統(tǒng)相比雙層幕墻系統(tǒng)建造的額外投資可通過幕墻的節(jié)能收回，其回收時(shí)間占建筑
設(shè)計(jì)使用年限70年的35.7%，在64.3%的使用時(shí)間里將有可觀的贏利。
經(jīng)測算，2008年奧運(yùn)會北京射擊館采用的“生態(tài)呼吸幕墻”最直接的效果是節(jié)能，其比單層幕墻采暖時(shí)節(jié)能40%~60%，制冷時(shí)節(jié)能40%~60%。另外，采用雙層幕墻
隔音效果十分顯著，大大改善了室內(nèi)使用條件。
而生態(tài)幕墻作為一種新型幕墻，不但包含常見
幕墻技術(shù)，還集成了
熱工、智能控制、人體工程等多種新技術(shù)、新概念。目前在北京西五環(huán)外的射擊館所采用的是具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的智能幕墻系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對建筑通風(fēng)換氣的全智能主動控制，營造舒適健康的室內(nèi)環(huán)境，大大節(jié)省使用成本。
從目前國內(nèi)已完工的雙層呼吸幕墻來看，單位面積的工程造價(jià)均在每平方米4000~6000元人民幣。針對射擊館項(xiàng)目，為使“生態(tài)呼吸幕墻”達(dá)到一個(gè)較高的性價(jià)比，清華大學(xué)與江河幕墻公司經(jīng)過比較分析，在保證各項(xiàng)功能的前提下，對各項(xiàng)構(gòu)造、做法、材料進(jìn)行了優(yōu)化。
如外側(cè)幕墻采用了矩形抓點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)的
點(diǎn)支撐玻璃幕墻，并對玻璃分格進(jìn)行優(yōu)化，提高成材率，有效降低了造價(jià)。在內(nèi)側(cè)幕墻采用洞口安裝方式，減少了內(nèi)側(cè)幕墻實(shí)際面積10%，同時(shí)，由于計(jì)算高度的降低，也減少了內(nèi)側(cè)幕墻主受力系統(tǒng)的
截面尺寸，從而減少
鋁材用量，進(jìn)一步降低了成本。并且取消了雙層換氣幕墻中間層中的遮陽簾系統(tǒng)，利用外側(cè)現(xiàn)有裝飾作用的仿木
遮陽板達(dá)到調(diào)節(jié)陽光的作用。通過以上措施，將“生態(tài)呼吸幕墻”造價(jià)控制到約每平方米2500元。鏈接“生態(tài)呼吸幕墻”由內(nèi)層的中空
鋁合金隔熱幕墻及外側(cè)的
鋼構(gòu)式點(diǎn)支撐玻璃幕墻、外側(cè)格柵三部分組成并包括進(jìn)氣裝置、出氣裝置、踏板
格柵、空氣過濾裝置、防蟲網(wǎng)等組成，根據(jù)目前的市場行情，各部分的估算價(jià)格約為：
中空
鋁合金隔熱幕墻：700元/平方米
鋼構(gòu)式點(diǎn)支撐玻璃幕墻：800元/平方米
外側(cè)格柵： 500元/平方米(分?jǐn)偟侥粔γ娣e內(nèi))
其他設(shè)施：500元/平方米
即雙層換氣幕墻的工程造價(jià)約為2500元/平方米
北京射擊館工程將“生態(tài)呼吸幕墻”主要運(yùn)用于資格賽館觀眾休息廳，設(shè)計(jì)面積2450平方米，該部分估算投資約為615萬元。
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