玻璃之家讯：走近北京射击馆，细心的观众会从资格赛馆外墙上发现一种成蜂窝状的隔板，这就是先进的生态型呼吸式玻璃幕墙的组成部分。正午时分，外界阳光灿烂，休息区内的温度依然是凉爽适宜，这正是新型幕墙在发挥作用。说得形象一点，射击馆就像是被包在一个“保温膜”里面，有了这层“膜”，射击馆就可以利用室外自然风调节室内温度。
这一完整多层构造、智能化控制的生态系统幕墙在国内大型公建的建设中尚属首例。
双层换气系统
“生态系统幕墙是由一个复合构造形成的体系，包括外层和内层玻璃幕墙，间距约有650毫米，这一空间可以保证检修、清扫及气流互换和保温效果。”清华大学建筑设计研究院建筑创作一所所长祁斌说。
北京射击馆采用的“生态呼吸幕墙”方案中，其内层幕墙采用中空隔热铝合金幕墙，在双层换气幕墙的上下两端，有进风和排风装置，从进风口进入双层换气内部的新风，全部汇集到顶层顶部总排风口，借助于房屋全高产生的压差，可以形成较为强烈的通风气流。
根据双层换气幕墙不同的内部气流组织要求，幕墙的上下两端均设置了电动控制的进风口与出风口，这一装置可以根据室内外的温度及不同热功效应开启上下窗口，以达到节能与换气的效果。在内层玻璃的内侧也有开气口，在不同的工作状态下打开，与外面窗口共同作用，起到清洁室内空气、自然呼吸与换气的功能。
“这样的装置在幕墙系统中共有七套，会在感知温度与风速的状况下，将装置感应测得的信息传到电脑中控芯片，通过判断后可以自动控制进出风口上下口及内外口的开启，从而达到使用的工况。”邓小勇说。
在这样的智能装置下，生态幕墙有时对内呼吸，有时对外呼吸，有时会处在保温或隔热状态。如在春秋季节，无论白天与黑夜，当需要换气时可将活动百页、遮阳帘和室内断热门打开，进风口设有防虫网和可拆的过滤装置，能防止昆虫进入并大大降低空气中灰尘的浓度，使进入室内的空气洁净清新。当遇到风沙较大的天气时，可将活动百叶和室内断热门关闭，防止风沙进入。
冬天，双层幕墙中间的双层换气由于阳光的照射，温度升高，像一个温室，形成温室效应。这样有利于提高内侧幕墙表面的温度，减少了建筑物由于冬季采暖的运行费用。
夏天，双层幕墙中间的双层换气温度很高，这时可打开双层换气上下两端的排气、进气装置，在双层换气内由于烟囱效应产生自下而上的气流，从下进气口进入的气流，在双层换气内通过热量交换后从上出气口排出，这种自下而上的气流运动，带走了通道内的热量，这样可以降低内侧幕墙的外表面温度，减少空调制冷的负荷，节约了能源，降低了能耗。在春秋两季，通过对双层换气幕墙上、下端排气、进气装置的调控，在通道内形成负压，利用内侧幕墙两边的压差和开启的门或窗，可以在通道内形成气流，进行通风。通过管道向通道内输送新鲜空气，就可以随时向室内输送新鲜空气。
“比如进入每年的10月末，属于过渡性季节，幕墙的工作状态是自然换气，它会把自然的空气交换到室内，温度低的状况下会将窗子关闭。”祁斌说。
而外部仿木格柵具有的遮阳作用也是实现双层换气幕墙功能的一个重要组成部分，不但有遮影与透光控制等功能，还具有抗紫外线辐射、提高节能效率以及吸音率等方面的功能。
优化技术 降低成本
承接该项工程的北京江河幕墙股份有限公司设计部长邓小勇表示，此生态系统幕墙主体的循环方式是外循环，而目前市场上采用的生态幕墙系统多为内循环。相对于内循环，外循环的优势便是自然的通风与换气，正合绿色奥运的主题。
“生态幕墙的特点在于双层的玻璃结构，它与常规幕墙相比，在阳光照射、热辐射及热对流等方面都优于常规的单层幕墙。”祁斌说。
根据专用计算软件的计算结果和有关试验资料，生态幕墙系统的系统传热系数一般可达2.0 W/m2·K。通过测算，最多经过20~25年时间，与普通单层幕墙系统相比双层幕墙系统建造的额外投资可通过幕墙的节能收回，其回收时间占建筑设计使用年限70年的35.7%，在64.3%的使用时间里将有可观的赢利。
经测算，2008年奥运会北京射击馆采用的“生态呼吸幕墙”最直接的效果是节能，其比单层幕墙采暖时节能40%~60%，制冷时节能40%~60%。另外，采用双层幕墙隔音效果十分显著，大大改善了室内使用条件。
而生态幕墙作为一种新型幕墙，不但包含常见幕墙技术，还集成了热工、智能控制、人体工程等多种新技术、新概念。目前在北京西五环外的射击馆所采用的是具有独立知识产权的智能幕墙系统，可以实现对建筑通风换气的全智能主动控制，营造舒适健康的室内环境，大大节省使用成本。
从目前国内已完工的双层呼吸幕墙来看，单位面积的工程造价均在每平方米4000~6000元人民币。针对射击馆项目，为使“生态呼吸幕墙”达到一个较高的性价比，清华大学与江河幕墙公司经过比较分析，在保证各项功能的前提下，对各项构造、做法、材料进行了优化。
如外侧幕墙采用了矩形抓点钢结构支撑系统的点支撑玻璃幕墙，并对玻璃分格进行优化，提高成材率，有效降低了造价。在内侧幕墙采用洞口安装方式，减少了内侧幕墙实际面积10%，同时，由于计算高度的降低，也减少了内侧幕墙主受力系统的截面尺寸，从而减少铝材用量，进一步降低了成本。并且取消了双层换气幕墙中间层中的遮阳帘系统，利用外侧现有装饰作用的仿木遮阳板达到调节阳光的作用。通过以上措施，将“生态呼吸幕墙”造价控制到约每平方米2500元。链接“生态呼吸幕墙”由内层的中空铝合金隔热幕墙及外侧的钢构式点支撑玻璃幕墙、外侧格柵三部分组成并包括进气装置、出气装置、踏板格栅、空气过滤装置、防虫网等组成，根据目前的市场行情，各部分的估算价格约为：
中空铝合金隔热幕墙：700元/平方米
钢构式点支撑玻璃幕墙：800元/平方米
外侧格柵： 500元/平方米(分摊到幕墙面积内)
其他设施：500元/平方米
即双层换气幕墙的工程造价约为2500元/平方米
北京射击馆工程将“生态呼吸幕墙”主要运用于资格赛馆观众休息厅，设计面积2450平方米，该部分估算投资约为615万元。
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