新型双层幕墙设计及应用

　　5. 新型双层幕墙-CCF密闭双层幕墙的技术特点及设计要点

　　CCF(CLOSED CAVITY FACADE)密闭双层幕墙是由外层玻璃、内层玻璃、断热铝型材形成的内有遮阳百叶的密闭腔体以及集中供气系统组成的幕墙产品。其内外两层玻璃的密封性能要求较高，一般不设置开启扇。密闭腔体通过空气干燥净化系统供气，使密闭腔体内的气压值永久保持略高于室外气压值，使其具有洁净、不结露的特点。其结构示意详见图15和图16。

　　CCF密闭双层幕墙除具有传统双层幕墙优良保温性能、隔声性能和舒适性外还具有如下特点：

　　幕墙系统窄幅化：密闭双层的密闭空气腔是由外层玻璃和内层玻璃组成，幕墙系统的进深幅度相对与传统双层幕墙大幅度减少，可控制在350mm左右(见图17)，密闭双层幕墙系统横剖示意图，可最大限度提升建筑的有效使用面积。

　　解决消防隐患：密闭双层幕墙无楼层间空气流通通道，无需考虑普通双层幕墙在层间安装报警器和喷淋系统的防火要求，在防火设计细节处理上与普通单元幕墙无异，降低幕墙防火成本。

　　永久免维护：通过供气系统对密闭空气腔体充入干燥净化的空气后，腔体内气压高于室内外气压，密闭空气腔内无结露风险，无灰尘沉积，使得密闭空气腔在幕墙全寿命周期内免维护，节约了传统双层幕墙的空气流通通道清洁费用，使得密闭双层幕墙在人力资源昂贵的欧洲及北美等经济发达国家更具推广价值。

　　室内面积使用率高：因密闭腔体洁净，室内不需要增设维护通道开启扇，不需要预留清洁及维护空间，完全将原建筑内对幕墙空气流通通道维护设施占用的室内空间规划为有效使用面积，提高了室内使用面积率。

　　成本经济性：密闭双层幕墙的造价约为普通单元幕墙的1.25-1.4倍，而传统双层幕墙的造价约为普通单元幕墙的1.5-2.0倍，且其具备永久免维护的产品特性，在建筑物的服役寿命周期内，其综合成本更具备节能、环保的优势。

　　密闭双层幕墙的核心设计观念既为幕墙构造窄幅化、密闭腔体长寿命设计，其核心设计要点既是保证二者对立统一性得以实现。其主要设计要点如下：

　　密闭腔体内的温度控制及数据积累：因密闭腔体内空气热量由于日光照射的积累，其工作温度比普通双层幕墙要高，各地区由于所处纬度的不同，日光照射强度不同，密闭腔内年最高温度也不同，持续的高温对幕墙的材料的耐久性有更高的要求，例如：玻璃的热应力问题，喷涂（词条“喷涂”由行业大百科提供）层在紫外线照射下的高温耐久性问题。因此密闭双层产品在推广前需要对各使用地区的温度数据进行采集和整理，以求得到最佳设计方案。图18为数据采集中的密闭双层幕墙。

　　百叶系统的长寿命设计：因百叶系统处于永久免维护的密闭腔体内，且长时间处于高温工作状态，对百叶的电机等部件提出了更高的使用要求，幕墙设计过程中需要考虑百叶的维护及更换方案，但幕墙构造的窄幅化又同时带来了百叶维护的困难，目前，百叶电机的外置为最佳维护方案，但同时带来了腔体的密封性的问题，需要特殊考虑。

　　供气系统的设计：设计需要根据密闭双层幕墙的使用面积和工程所在地区空气温度、湿度、含尘浓度，海拔高度等因素，确定供气系统所需的供气量及供气压力、保证气体的除湿、除尘净化要求。同时可根据客户要求配置不同自动化程度的控制系统，以保证供气系统合理、有序、按要求低成本运行。见图19为供气系统及智能控制示意图.

　　6. 新型双层幕墙-ACF超中空幕墙双层幕墙的设计理念及设计要点

　　ACF(ADVANCE CAVITY FACADE)超中空幕墙是将中空玻璃的构造理念应用于幕墙系统，将密闭双层幕墙的内外层玻璃视为中空玻璃的内外层玻璃，将断热铝型材框视为中空玻璃的间隔条和合片胶层，由位于断热铝型材腔体内的可更换的干燥剂对密闭腔气体提供长效的除湿保障，避免腔体内表面结露。图20为ACF超中空幕墙设计理念图。

　　ACF超中空幕墙相对与CCF密闭双层幕墙其节省了供气系统的设计和投入，但同时也增加了密闭墙体内干燥剂的更换维护工作。其更适合于气候环境相对干燥，全年气温温差较小的城市及地区。其主要设计要点如下：

　　干燥剂的长效性及其更换设计：干燥剂作为长效的除湿保障，其性能的直接决定了幕墙维护周期的长短，同时干燥剂的更换设计方案需简洁易于操作，并满足室内装饰效果。两者在设计阶段的优劣对建筑物后期的运营维护成本起到了决定性的作用。

　　干燥剂的布置及用量：干燥剂的布置对密闭腔体内的水气吸收效果影响显著，其布置及用量均需要进行大量的试验测试及计算模拟分析，以得到最经济的布置方案和材料用量。

　　7. 新型双层幕墙与传统幕墙综合性能对比

　　8. 结论

　　双层幕墙系统因其良好的保温、隔声性能和使用舒适性已经在全世界经济发达地区得到了广泛的应用，而密闭式双层幕墙系统(CCF和ACF)在兼具传统双层幕墙优点的同时使其在整体造价、日常维护、节能环保方面更具优势和推广价值。未来，随着各种新型建筑材料的出现和升级，如热致相变和电致变玻璃的应用普及将会带来传统遮阳方式和理念的转变，空气净化技术的发展和突破将会对供气系统的集成化控制带来人工智能升级，以及物联网技术的应用。新型的双层幕墙系统会随着材料技术和其他工业技术的发展而不断出现，双层幕墙窄幅化、低综合成本化、集成化及智能化将是未来发展的必由之路。双层幕墙市场将会成为物联网技术与建筑幕墙技术得到充分融合、多种形式幕墙产品并存的极具发展潜力的高端产品市场。

　　参考文献

　　[1]孟根宝力高，现代建筑外皮。沈阳：辽宁科学技术出版社，2015.1

　　[2]LAVERGE,J.,JANSSENS,A.SCHOUWENAARS,S.&STEEMAN,M.(2010). Condensation in a closed cavity double skin façade: a model for risk assessment. Proceedings of ICBEST 2010, Vancouver, British Columbia, June

　　[3]HENK DE BLEECKER, MAAIKE BERCKMOES, PIET STANDAERT, LU AYE,MFREE-S Closed Cavity Façade: Cost-Effective, Clean, Environmental.

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