双层玻璃幕墙节能分析及施工技术研究

摘要：在介绍双层玻璃幕墙基本构造、工作原理基础上，分析了其通风传热效率和节能效果。首先，针对双层玻璃幕墙的通风传热特性，从节能的角度出发，对双层玻璃幕墙的性能进行了全面分析。在施工技术方面，阐述了双层玻璃幕墙的测量放线、吊装准备、吊装施工与微调等关键步骤。通过具体的施工案例，探讨了双层玻璃幕墙施工过程中的难点和注意事项，并提出了相应的解决方案。研究结果表明，双层玻璃幕墙在节能方面具有显著优势，其通风传热效率远高于传统幕墙。

关键词：双层玻璃；幕墙；节能分析

0 " 引言

玻璃幕墙以其简洁、通透的外观和富有现代感的设计，深受建筑师和业主的青睐。双层玻璃幕墙在保持这一审美优势的同时，通过其独特的节能设计，实现了审美与功能性的完美结合[1-2]。这不仅满足了现代建筑对美观和舒适度的要求，也符合绿色、低碳、可持续发展的时代趋势。近年来，双层玻璃幕墙Low-E节能技术、镀膜技术等得到较为广泛应用，这些技术的应用不仅提高了双层玻璃幕墙的节能性能，也为其施工提供了更多的可能性和便利。

1 " 工程概况

某工程结构形式为框架核心筒结构，总建筑面积32921m2，其中地上建筑单体为19层研发车间，建筑面积约28776m2，外立面三层以上为玻璃幕墙，一二层为裙房，干挂石材，幕墙安装高度82.7m。为实现对建筑玻璃幕墙工程建设的全面优化，本文探讨了双层玻璃幕墙施工过程中的难点和注意事项，并提出了相应的解决方案。

2 " 双层玻璃幕墙结构及性能分析

2.1 " 结构

双层玻璃幕墙也称为热通道幕墙或双层表皮幕墙，通风传热效率是评估其性能的重要指标之一。这种幕墙设计通过其独特的双层结构，利用中间空气层的隔热作用，显著降低了进出墙体的热量，提高了建筑的保温隔热性能[3]。同时，通过合理设计供、排风系统，双层玻璃幕墙能够保证空气流通，有效排除室内热量，提高室内舒适度。双层玻璃幕墙结构如图1所示。

2.2 " 综合性能分析

双层玻璃幕墙作为一种现代建筑的外围护结构，其独特的双层设计不仅赋予了建筑独特的审美价值，更在节能方面展现出了显著的优势，具体表现在如下3个方面：

2.2.1 " 隔热性能

此玻璃幕墙由双层构成，两层玻璃之间存在一个隔层，此隔层起到了良好的隔热作用[4]。在夏季，外层玻璃阻挡了大部分太阳辐射热，减少了热量的传入；而在冬季阶段，内层玻璃又可以较好地控制室内热量的流失，保持室内温度在一个较舒适的范围。这种隔热性能使其在降低空调能耗、提高室内舒适度方面效果显著。

2.2.2 " 通风性能

双层玻璃幕墙的设计通常包括可开启的通风口或窗户，这使得空气能够自然流通，带走室内的热量和湿气，保持室内空气的清新和干燥。此外，通过合理设计通风口的位置和大小，可以实现有效的自然通风，进一步降低机械通风的能耗。在夏季，这种自然通风可以降低室内温度，减少空调的使用；在冬季，则可以避免室内热量的过度散失。

2.2.3 " 采光性能

双层玻璃幕墙的透光性较好，能够较好地利用自然光线进行室内照明，减少照明灯的使用。在降低建筑能耗的同时，还能够营造出舒适、明亮的室内环境。此外，通过采用特殊的光学材料和设计，还可以进一步提高双层玻璃幕墙的采光性能，使其在不同角度和光线下都能保持较好的视觉效果。

3 " 通风传热效率计算

双层玻璃幕墙的通风传热效率受到多种因素的影响，包括空腔深度、开口大小、室外温度、太阳辐射等。除上述提出的内容，在实际应用中，应用吸热玻璃可以进一步提升通风传热效率[5]。为更加直观地掌握此种玻璃的节能性能，设计玻璃的综合传热系数为K。夏季稳态传热时，K可以用下述公式计算：

K=1/Rz " " " " " " " " "（1）

式中：Rz代表双层玻璃幕墙的总热阻值。

Rz的计算公式如下：

Rz=1/he+1/hi+1/hd " " " " " " （2）

式中：he代表双层玻璃幕墙的外层玻璃换热系数。hi代表内层玻璃的双层玻璃幕墙的传热系数。hd代表玻璃中空层的综合传热系数。

he、hi、hd计算公式如下：

he=5.7+3.8Vwind " " " " " " "（3）

hi=1.8+3.8Vroom " " " " " " "（4）

hd=1/h+R1+R2 " " " " " " " （5）

式中：Vwind代表室外空气中的风速。Vroom代表室内空气中的风速。h代表换流程的对流系数。R1代表内玻璃热阻值。R2代表外玻璃热阻值。

完成计算后，将相关参数导入公式（1），即可得到双层玻璃幕墙的综合传热系数。

双层玻璃幕墙传热效率计算公式如下：

（6）

式中：η代表双层玻璃幕墙传热效率。Qw1代表经过太阳辐射后，外层玻璃所传递的热量。Qw2代表经过太阳辐射后，内层玻璃所传递的热量。

η计算后的数值越高，说明在排除外界因素影响时，玻璃在建筑中携带走的热量越多，反而进入室内环境的热量越少，由此可以证明其节能性能优良；反之，η计算后的数值越低，说明在相同条件下建筑带走的热量越少，传递进入室内的热量越多，对应的幕墙节能性能越差。

参照上述步骤，进行建筑内冬季的计算。此时建筑室内进风口与出风口均需处于关闭状态，可以将室内空气作为一层独立的热阻层参与计算[6]。按照上述步骤，即可完成对双层玻璃幕墙通风传热效率计算。

4 " 施工流程及要点

4.1 " 测量放线

在进行双层玻璃幕墙安装前，需要完成系统且完整地测量，按照从整体到局部的顺序，先完成结构测量，再完成幕墙测量。测量放线的基本流程如图2所示。

首先要详细研读图纸，深入剖析幕墙设计的测量关键点和潜在难点，从而制定出精确的测量方案。随后，对主体结构进行全面细致地检验，并复核[7]其平面轴线网及各层的高程数据，确保基准的精确性。对于主体结构周边实体，特别是那些形状不规则、存在不平整或弧形、拐角等部位的区域，需进行严格的尺寸偏差复查[8]。对于超出设计标准的部分，应采取修边措施。若无法直接修边，则应在调整后的幕墙设计图中进行补偿。

在结构和预埋件复核完成后，再次进行全面复测，确保所有测量结果均满足后续安装施工的要求。最后，对所有的测量数据进行系统地整理、汇总，并妥善存档，为整个项目的顺利实施提供坚实的数据支持。

4.2 " 吊装准备

吊装前准备工作流程如图3所示。根据幕墙单元的特点和工程进度，布置适当数量的移动式起重设备，并据此分配安装工人。采用以内抽式为辅、外挂式为主的吊装策略。每个吊点小组配置12名工人，负责同步进行起吊和安装工作。在吊装作业开始前，现场技术负责人将对安装工人进行详细的技术交底，包括起重设备起吊注意事项、大单元板块绑定和吊点确定，以确保起吊过程中板块的平衡。在吊装前，全面检查起重设备的配重、卷扬机、钢丝绳、防冲顶装置、断电锁死装置以及导向绳的牢固性，确保所有部件都处于良好状态。

4.3 " 吊装施工

4.3.1 " 放样和定位

完成结构尺寸和预埋件尺寸偏差检查后，运用电脑软件精确地绘制出转接件的楼层平面布局图。随后借助激光经纬仪和全站仪等高精度测量设备，在施工现场进行精确放样和定位工作。在放样过程中，所有参照转接件都以精确标定的参照轴和标高线为基准，而其他的中间转接件则根据放样图，以这些基准转接件为定位参考，进行精确地定位和安装。在进行转接件的现场安装时，要求精度应当满足表1中要求。

4.3.2 " 吊装与微调

吊装顺序按照逆时针，从左往右、从上往下进行。在继续安装新的幕墙板块之前，对先前已安装的板块进行精细的微调至关重要，以确保后续板块的安装质量和精度。水平标高的微调借助激光水平仪，参照相邻已精确调整过的板块，通过细微调节螺栓来实现对后续安装板块的高度调整，确保水平标高的准确性。竖向定位的精细调整通过精确测量板块间横竖接缝的宽度，评估板块间的竖向定位精度。在确保符合安装验收标准的前提下，对板块进行微小的横向调整，以确保板块能够准确就位。单元板块的安装质量控制标准如表2所示。

在进行大单元板块幕墙的楼层安装时，同步进行相邻两板块的精确对插拼接以及板块与对应连接件的对接。为了确保安装的准确性和灵活性，给连接件设计三向六自由度调节功能，使其可以在三维方向上自由移动，并围绕X、Y、Z轴进行旋转。这一设计特性确保了板块在吊装和固定过程中具备高度可调性，轻松应对各种安装场景。整个安装过程分为两个阶段：先在主体结构上安装连接件并进行初步调整，再在吊装过程中进行微调，以确保板块的精准定位。板块吊装微调如图4所示。

5 " 应用效果

通过对比采用双层玻璃幕墙前后的能耗数据，发现其节能效果显著。具体来说，夏季室内温度降低了约3～5℃，使得空调运行时间减少了约20%，从而降低了空调能耗。同时，冬季由于双层玻璃幕墙的保温性能，室内温度能够保持稳定，减少了采暖设备的运行时间，进一步降低了能源消耗。这些数据充分证明了双层玻璃幕墙在节能方面的显著优势。据测量，采用双层玻璃幕墙后，室内光照度提高了约15%，使得室内空间更加明亮、舒适。同时，双层玻璃幕墙的隔音性能也得到了显著提升，减少了外界噪音对室内环境的影响，进一步提高了室内舒适度。

6 " 结束语

本文通过具体的施工案例，探讨了双层玻璃幕墙施工过程中的难点和注意事项，并提出了相应的解决方案。研究结果表明，双层玻璃幕墙在节能方面具有显著优势，其通风传热效率远高于传统幕墙。

参考文献

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