1.簡介
20世紀對幕墻的要求在很多方面都有了提高.從而確立了新的建筑、生產、安裝及功能原則。這方面的發展與幕墻
防火、
隔音、
防水、
密封性、
防潮、
隔熱、
防雷、防雷達、
遮陽、自然
采光及通風等功能的改進攜手同步。現在，幕墻設計和施工關注的焦點已經轉向了重視客戶的長期滿意度。因此，對質量、功能性及資本成本的要求逐漸提高。一方面是我們現在設計和開發的出發點及建筑師、設計師、承包商及系統提供商的一風險因素一另一方面是客戶的期望和要求得不到滿足。施工中的物理學及建造和使用建筑所需的資源等方面的內容在立法中會越來越重要。客戶對建筑外墻的安全性(防火、防止攻擊等)及質量的要求會越來越嚴格。通過保證按計劃設計、施工.盡量減少所需的資金和相關風險從而優化整個施工順序也日益重要。這意味著通過優化功能、成本和效率要提供令客戶滿意、復雜性可控的產品和服務。
2.優化功能和運行成本
因為建筑物在整個生命周期所需的運行成本甚至會逐漸超過建設成本所以運行成本同樣十分重要。能源優化必須考慮到建筑物的供熱、制冷、通風和采光的能源消耗。還要注意保證各個房間高度的舒適性,眾所周知.這樣有利于提高效率從而最終減少勞動成本而勞動成本甚至遠遠高于建筑的運行稱本和維護成本。
因此系統提供商和幕墻制造商的另一個目標是進一步提高幕墻的保護功能和益處(如利用自然光和
太陽能)并重新使用
窗戶通風。因此人們期待能夠優化建筑外墻的整體功能。從今天的觀點來看，當務之急是意識到真正優化的幕墻應該既能反應用戶對舒適性的需要又能改變戶外環境口在極端情況下，它們必須只使用建筑物自身的
設備構件應該能夠保證利用最少的能耗取得舒適的室內環境。這就需要不斷對幕墻構件進行調整，這一點現在已經在技術上實現了可行。包括利用機械化構件的幕墻電氣化發展。
雙層幕墻的發展反應了不斷變化的使用要求外部環境會產生小氣候成為緩沖區及內部環境和外部環境交界面。各個構件的受控、優化且相互配合運轉會影響很多參數，如幕墻的總能量透過程度及
熱傳導性并發展成為“零能源狀態”。
在辦公建筑中—內部
熱負荷高、大面積使用玻璃—
太陽輻射會導致夏季室內溫度過高，以至于必須采取其他手段口如果室外氣溫足夠低，多余的熱量才能通過通風散發出去。然而.采用外部遮陽系統會更有效，并且不受室外空氣溫度的影響。不過.風力太大的情況下無法使用。這一事實導致了70年代排氣通風幕墻的開發。這種幕墻在傳統幕墻的內部多加了一層玻璃窗。它們之間的緩沖層中安裝了遮陽系統，從而免受天氣變化的侵擾。緩沖層與空調系統連在一起，這樣室內排除的部分空氣可以流過幕墻。因為這部分的空氣溫度與室溫基本相同內層玻璃窗可以減少外層幕墻、遮陽系統和室內之間長波
輻射的交換，所以遮陽系統可以不受氣候的影響，像外層幕墻一樣有效。因為玻璃窗內部表面常年保持室溫所以舒適度可以大大提高，另外也提高了房間的利用率口雙層排氣
通風系統還使得能源在建筑內部的重新分配成為可能，非常有趣。例如，如果早晨東邊幕墻中的空氣因為太陽輻射溫度升高西邊的幕墻就可以利用產生的多余的熱量。由透明玻璃和緩沖層中的遮陽系統構成的排氣通風雙層幕墻與陽光控制玻璃制成的幕墻相比具有很大優越性。雙層幕墻在春秋兩季能夠獲得較高的太陽能效能陰天也能夠常年改善室內照明。排氣通風系統還可以保證有效隔絕外部噪音。其缺點是空調系統必須常年運轉。
對空調系統的限制在的年代末出現了—那時人們發現了病態建筑癥候群并導致了對它的研究。排氣通風的雙層幕墻和坐落于喧鬧的接街道兩旁帶有開放式窗戶建筑的單層幕墻或者由于其位置或高度原因處于風口的建筑，只能有限考慮使用這種做法。簡單的雙層幕墻更適合這種情況。這種幕墻的特點是在傳統幕墻的外面多加一層
玻璃幕墻。將內層設計為建筑物實際的邊緣利用
隔熱材料或
絕緣材料。外層玻璃窗可以通風的保護性外墻可以讓空氣透進來，還能保護室內免受惡劣天氣的影響。外層幕墻和緩沖層的敞口以及流動阻力減少了房間的自然通風。除了能夠進行能源的再分配外簡單的雙層幕墻具有排氣通風幕墻的所有優點。將緩沖層分割成與樓層或窗戶等高的間隔并以水平軸為界優化了雙層幕墻的作用。有利于阻止異味、火災及濃煙通過緩沖層傳播，并且還降低了臨近房間之間的噪音傳遞。70年代在住宅項目中被動使用太陽能和夜間
冷卻得來經驗如今在一些辦公建筑中得到了運用口例如在不
供暖而天氣尚寒的時候可以使用簡單雙層幕墻緩沖層獲得太陽熱能。天氣炎熱的時候關緊窗戶，熱空氣排到室外。夜間窗戶打開，讓新鮮的空氣進來，冷卻
樓板的蓄熱層。施工和這種樓板的使用是一個重要因素。建筑物的使用及其特殊的開放時間、對舒適程度的要求以及業主的行為習質都會影響太陽能及夜間冷卻被動使用的可能性和效率。
積極使用太陽能取暖和發電是進一步減少建筑的主要能耗的良好途徑。這就要求在幕墻間額外添加一些設備包括特殊的蓄熱器和/或蓄電池，它們的動力學特征會影響效率。太陽輻射可以轉換成能量利用不同的媒介和原理提高房間溫度或建筑的供水系統。這方面的例子包括:
太陽能集熱器和/或太陽能熱水器或者吸熱器和
熱泵系統。它們可以使效率提高80%。在辦公樓中供水系統的
加熱只扮演一個次要角色。尤其是對這類建筑來說，可能出現的有趣事情是:利用太陽能熱水器和冷卻器的太陽能冷卻系統靠熱水運轉。這樣做排除了使用太陽能時經常會遇到的存儲問題。陽光越強烈建筑內部就越涼快。供求實現了平衡。
太陽能光伏組件可以直接將太陽能轉化成電能效率在5-15%左右。如今
太陽能光伏的開發已經經過了試驗階段，市場突破指日可待。如今已經在幕墻
面板和屋頂結構以及遮陽設施中得到廣泛應用。
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