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1、綠色建筑和綠色施工綠色建筑技術(shù) 1、定義 從采用技術(shù)的層面考慮，綠色建筑技術(shù)包涵： ①軟技術(shù)：即采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法、利用設(shè)計(jì)專用計(jì)算機(jī)模擬軟件對(duì)熱島、建筑熱工、風(fēng)場(chǎng)、日照、采光、通風(fēng)等方面進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì)。 ②硬技術(shù)：采用高性能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)部件、節(jié)能的冷熱源系統(tǒng)、高效的暖通空調(diào)設(shè)備以及利用可再生能源利用技術(shù)，例如：太陽(yáng)能集熱器、沼氣、地下蓄能(地下風(fēng)道、地下水直接利用)；海水供能、污水廢熱利用；太陽(yáng)能光伏板、光導(dǎo)管、風(fēng)能發(fā)電機(jī)等。 綠色/節(jié)能建筑應(yīng)該采用：產(chǎn)出投入比高的技術(shù)，而不是盲目采用昂貴技術(shù)，應(yīng)重視軟技術(shù)而不是偏重硬技術(shù)，深入、充分的方案論證，精心仔細(xì)的設(shè)計(jì)是保證，否則再昂貴的

2、設(shè)備也無(wú)法發(fā)揮作用，只是聾子的耳朵，軟技術(shù)比硬技術(shù)的成本低得多，但作用卻是決定性的。應(yīng)因地制宜采用適宜技術(shù)，而不應(yīng)該盲目追求新奇。 “先進(jìn)”體現(xiàn)在適宜和高效，不是“高新”。很多優(yōu)秀的傳統(tǒng)民居就是因地制宜的節(jié)能/綠色建筑的典型，如土窯洞、徽居。 對(duì)于關(guān)于太陽(yáng)能利用技術(shù)問(wèn)題，如果需要低品位能源，應(yīng)該直接利用太陽(yáng)能。生活熱水：太陽(yáng)能熱水器(平板熱水器、真空管熱水器)；采暖：直接利用太陽(yáng)熱（保證日照、太陽(yáng)房等）。太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)保證高品位能源的需要。北京，10m2最大輸出功率1。2kW，能瞬時(shí)帶動(dòng)1。5匹空調(diào)，價(jià)格約6~8萬(wàn)元。建議用途：室內(nèi)(如樓梯間、地下車庫(kù))照明、路燈；電視機(jī)、電冰箱等家用電器

3、；水景與綠地澆灌水泵（不需要蓄電池，是最好的選擇）。 2、綠色建筑設(shè)計(jì) （1）改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 構(gòu)想 總體設(shè)計(jì) 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì) 建筑 事實(shí)證明，這種接力棒式的設(shè)計(jì)流程弊病極大；國(guó)外調(diào)研表明：建筑能耗特性的30%以上決定于建筑設(shè)計(jì)階段（劍橋）。 （1） 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)理念 模擬 設(shè)計(jì) 建筑師的主觀控制 技術(shù)工程師的客觀模擬 結(jié)果 反復(fù)深入過(guò)程 充分完善設(shè)計(jì) 建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)的互動(dòng)過(guò)程，相互影響，完美結(jié)合。 3、新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)介紹 新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)分為非透光型圍護(hù)

4、結(jié)構(gòu)（各種新型結(jié)構(gòu)體系、各種可通風(fēng)墻體）和透光型圍護(hù)結(jié)構(gòu)（各種玻璃產(chǎn)品、各種型材、雙層皮、各種遮陽(yáng)形式）。 （1）新型CL結(jié)構(gòu)體系 CL結(jié)構(gòu)體系(Composite Light-weight 復(fù)合輕型)是一種新型復(fù)合墻建筑結(jié)構(gòu)體系，同其他結(jié)構(gòu)相比，具有環(huán)保、節(jié)能(不用黏土磚)、抗震、自重輕、工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。CL結(jié)構(gòu)體系的材料組成是CL網(wǎng)架板做主要承重構(gòu)件的骨架(偏居中放置，兩側(cè)澆筑混凝土)，以高壓高強(qiáng)石膏板作為施工澆筑混凝土的永久性模板(替代了鋼模板和抹灰層)；同時(shí)，內(nèi)隔墻采用高壓高強(qiáng)石膏空心砌塊砌筑而成。 CL建筑結(jié)構(gòu)體系是一種由復(fù)合式外墻板、復(fù)合式承重墻板、復(fù)合式樓板(或普通樓板)

5、、輕骨料混凝土內(nèi)隔板組成的全新結(jié)構(gòu)體系。它是集建筑結(jié)構(gòu)與保溫功能為一體的新型復(fù)合鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，綜合技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。CL建筑體系不僅可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的節(jié)能65%以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，還解決了目前普遍采用外墻粘貼、外掛保溫層技術(shù)產(chǎn)生的易裂縫、空鼓、滲漏、脫落等隱患，并集保溫、抗震、環(huán)保、施工周期短、技術(shù)成熟先進(jìn)、造價(jià)低等眾多優(yōu)點(diǎn)于一身，適用于城鎮(zhèn)各種形式的住宅建設(shè)。CL建筑體系推廣應(yīng)用后，可取代粘土磚制品，是目前替代磚混結(jié)構(gòu)的最佳體系。在施工中，它具有以下特點(diǎn): ①節(jié)約土地資源、節(jié)約能源　CL建筑體系不用黏土磚，按每條生產(chǎn)線提供50萬(wàn)/年住宅的材料計(jì)算，即相當(dāng)于1.2億塊黏土磚的

6、產(chǎn)量，每年可節(jié)約耕地300畝。同時(shí)CL體系若在全國(guó)采用，每年僅燒磚取暖可節(jié)約1億噸煤，相當(dāng)于全國(guó)煤炭年產(chǎn)量的10%。 ②保護(hù)環(huán)境　節(jié)能的同時(shí)減少了大氣污染，而且CL建筑體系建成后無(wú)輻射、無(wú)污染，屬綠色環(huán)保型住宅。另一方面，施工過(guò)程可以減少50%的建筑垃圾，這對(duì)日益密集的城市空間來(lái)說(shuō)，更是求之不得。 ③安全、高效　在安全性能方面，CL體系抗震性能比磚混結(jié)構(gòu)提高了2～3個(gè)地震烈度，優(yōu)于框架結(jié)構(gòu)；自重比磚混結(jié)構(gòu)減輕50%；保溫隔熱性能達(dá)到了國(guó)家規(guī)定50%的節(jié)能要求。CL體系還有效解決了墻體裂縫等建筑弊端，質(zhì)量穩(wěn)定。另外，CL體系產(chǎn)品供應(yīng)商為購(gòu)買CL體系住宅的業(yè)主在華泰保險(xiǎn)公司投保20年的質(zhì)量

7、保險(xiǎn)。在經(jīng)濟(jì)效益方面，CL體系比框架及框剪類結(jié)構(gòu)每平方米造價(jià)低100元左右；按使用面積計(jì)算，比磚混結(jié)構(gòu)低5%左右，帶來(lái)了直接經(jīng)濟(jì)效益。由于住宅內(nèi)外無(wú)外露梁柱，擴(kuò)大住房使用面積8%～10%。 ② 符合建筑施工與城市發(fā)展的要求CL體系70%的構(gòu)件均在工廠內(nèi)完在，減少了濕作業(yè)和施工占地，縮短了工期，實(shí)現(xiàn)了文明施工。由于城市框架的逐漸完善，越來(lái)越多的建筑屬“城中城”建設(shè)，為施工提供的空間越來(lái)越有限，所以減少施工占地，集中加工建筑構(gòu)件會(huì)日趨必要，目前，已有多個(gè)工程采用了CL建筑體系。 CL體系復(fù)合墻板 （2）ASA板輕型鋼框架鑲嵌式體系 輕

8、型鋼結(jié)構(gòu)ASA板鑲嵌式集成節(jié)能建筑體系，是指采用冷彎輕型方管、矩形管及高頻焊接輕型“H”型鋼，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用ASA系列板材進(jìn)行巧妙的組合達(dá)到房屋強(qiáng)度高、耐久性好、且保溫隔熱的目的。建筑體系制冷、供暖選用太陽(yáng)能、地?zé)崮埽ㄇ鍧嵞茉础⒃偕茉矗?，根?jù)地區(qū)不同也可選用海水發(fā)電、沼氣發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源。 ASA板以水泥、粉煤灰、發(fā)泡混凝土為主要原料，中間嵌入保溫材料聚苯板，ASA板內(nèi)嵌輕型鋼框架，就構(gòu)成了該建筑體系。 輕型鋼結(jié)構(gòu)ASA板建筑節(jié)能體系的優(yōu)點(diǎn)： ①高效節(jié)能 具有良好的保溫、隔熱性能?？筛鶕?jù)不同地區(qū)的氣候溫度，采用不同厚度和不同結(jié)構(gòu)形式的組合外墻和屋面。節(jié)能效果超過(guò)80%以上。該

9、建筑體系立足開(kāi)發(fā)應(yīng)用清潔能源、再生能源，廢舊的ASA板粉碎后還可作原料重新投入新的ASA板生產(chǎn)，屬超低能耗建筑。 ②節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材 建房不用一塊磚（板材生產(chǎn)原材料是水泥、粉煤灰），墻體薄，在不增加土地面積的情況下可增加使用面積10%—15%。普通磚混建筑每平方米施工 用水3噸，該體系屬干法作業(yè)（組裝式），每平方米用水不到30kg。板材按用戶需要尺寸加工，沒(méi)有邊角余料；鑲嵌式集成節(jié)能建筑體系與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)住宅體系 比較可節(jié)省鋼材30%—40%。 ③建筑速度快 建設(shè)周期僅為同等建筑面積（磚混結(jié)構(gòu)）的1/6。鋼結(jié)構(gòu)件、板材都在工廠預(yù)制好，現(xiàn)場(chǎng)施工快捷、方便、節(jié)省勞動(dòng)力。板材可鋸、釘、鉆、刨、

10、粘等作業(yè)。 ④ 防火、防腐、抗震 此建筑體系克服了普通鋼結(jié)構(gòu)裸露在外面防火性能差的缺點(diǎn)。鑲嵌式把鋼構(gòu)件包裹在板材中提高了防火性能，耐火極限可達(dá)4小時(shí)，并避免了鋼構(gòu)件裸露 在外面長(zhǎng)期接觸氧氣、水、酸堿介質(zhì)，阻斷了鋼構(gòu)件被腐蝕的條件，鋼構(gòu)件還經(jīng)特殊防腐處理，防腐性能好，房屋使用壽命為50年以上。經(jīng)清華大學(xué)土木系檢測(cè)， 通過(guò)九度大震房屋完好無(wú)損。八度地震設(shè)防區(qū)，可建六至八層建筑；七度地震設(shè)防區(qū)可建十二層以下建筑；六度地震設(shè)防區(qū)，可建十六層以下建筑。 ⑤隔聲 其板材采用專利發(fā)泡技術(shù)（板材內(nèi)部密閉微孔結(jié)構(gòu)，可高效阻隔聲音的傳遞），加上采用隔斷聲橋的結(jié)構(gòu)層，隔音效果強(qiáng)，16cm厚墻體隔聲性能超過(guò)3

11、7cm厚墻磚，外墻隔聲在40dB以上。 ⑥調(diào)節(jié)濕度 墻體板材具有呼吸性能，當(dāng)室內(nèi)潮氣過(guò)大時(shí)，墻體可吸收潮氣；室內(nèi)空氣干燥時(shí)墻體可釋放水分，起到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度的作用。對(duì)人的呼吸系統(tǒng)起到保護(hù)作用。 ⑦生產(chǎn)、使用過(guò)程中無(wú)毒無(wú)害 放射性物質(zhì)符合國(guó)家GB6566—2001標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)建設(shè)部及專家評(píng)審認(rèn)定為“健康建筑推薦產(chǎn)品”。 ⑦ 應(yīng)用范圍廣 該建筑體系不僅適合民用建筑（別墅、低層多層住宅），也適用于公共節(jié)能建筑及工業(yè)建筑（醫(yī)院、學(xué)校、商廈、餐廳、寫字樓等）。⑨低價(jià)位、高品位 此建筑體系是以低價(jià)位、低能耗建造高品位、高舒適度房屋，以高科技引領(lǐng)人居未來(lái)，給房屋開(kāi)發(fā)商帶來(lái)新的亮點(diǎn)、賣點(diǎn)；給居住者帶

12、來(lái)低能耗消費(fèi)，給國(guó)家?guī)?lái)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材。創(chuàng)造更大的社會(huì)效益。 屋面板 鋼板內(nèi)嵌夾心保溫外墻 樓板 （2） 通風(fēng)墻體 干掛式背通風(fēng)外墻保溫隔熱體系 外墻面設(shè)龍骨，以多種增強(qiáng)板作面層裝飾，龍骨間填保溫材料，在龍骨上安裝復(fù)合好的保溫裝飾板。 典型性能可調(diào)節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的研究 通過(guò)對(duì)通風(fēng)外墻保溫、隔熱測(cè)試、通風(fēng)與隔熱性能實(shí)驗(yàn)研究、理論分析，得出以下主要結(jié)論： ①與普通外墻相比，通風(fēng)外墻的隔熱性能提高約20％； ②合理的夾層寬度為50m

13、m~100mm；外立面的開(kāi)口面積約為0。05~0。10m2/ m 立面寬度； ③ 適用于不太注重保溫的夏熱冬冷、夏熱冬暖地區(qū)。 （4）新型透光型圍護(hù)結(jié)構(gòu) 利用真空玻璃--保溫瓶原理（1893年發(fā)明）研制。 特點(diǎn)：平板；透明；真空層0.1—0.2mm厚；兩片平板間有支撐物陳列；支撐物直徑0.3—0.6mm。 （5）太陽(yáng)墻 由集熱和氣流輸送兩部分系統(tǒng)組成。集熱系統(tǒng)為垂直墻板，一般為金屬板材，覆于建筑外墻的外側(cè)，上面開(kāi)有小孔，與墻體的間距一般200mm左右。氣流輸送系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)和管道?！疤?yáng)墻系統(tǒng)”可將50％－80％的太陽(yáng)輻射能量轉(zhuǎn)化為可用的熱能

14、。普通“太陽(yáng)墻系統(tǒng)”可將空氣加熱至高于環(huán)境溫度15℃至35 ℃。加玻璃的系統(tǒng)可提升溫度高達(dá)60 ℃。“太陽(yáng)墻”板一般安裝在距外墻10~30cm處，提供35~80立方米新風(fēng)量/hr。 太陽(yáng)墻系統(tǒng)（Solar Wall TM Systems）是一項(xiàng)用于提供經(jīng)濟(jì)適用的采暖通風(fēng)解決方案的太陽(yáng)能高科技新技術(shù)。 　 其突出優(yōu)點(diǎn)在于： ①造價(jià)低廉，無(wú)需維護(hù)； ②微能耗，從而降低運(yùn)行費(fèi)用； ③提供新鮮空氣，改善居民的室內(nèi)環(huán)境，預(yù)防疾病。由于不斷的技術(shù)改良，太陽(yáng)墻系統(tǒng)的成本大大下降。它作為一種外裝飾材料，具有美觀、醒目的特點(diǎn)。 太陽(yáng)墻的構(gòu)成及工作原理 　　太陽(yáng)墻全新風(fēng)

15、供暖系統(tǒng)核心組件是太陽(yáng)墻板。 屋頂太陽(yáng)墻系統(tǒng)： 太陽(yáng)墻板是在鋼板或鋁板表面鍍上一層熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)80%的高科技涂層，并在板上穿有許多微小孔縫，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)和加工處理制成的，能最大限度地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能。太陽(yáng)墻板組成太陽(yáng)墻系統(tǒng)的外殼，安裝后與傳統(tǒng)的金屬墻面（立面）相似。太陽(yáng)墻板有多種色彩選擇，易于融入建筑整體風(fēng)格。太陽(yáng)墻系統(tǒng)的工作原理：室外新鮮空氣經(jīng)太陽(yáng)墻系統(tǒng)加熱后由鼓風(fēng)機(jī)泵入室內(nèi)，置換室內(nèi)污濁空氣，起到供暖和換氣的雙重功效。簡(jiǎn)單地說(shuō)，太陽(yáng)墻可以最大限度地利用太陽(yáng)能，將其轉(zhuǎn)換成熱能，以熱空氣的形式傳遞到室內(nèi)。 　　為了體現(xiàn)政府在可再生能源使用中的表率作用，德國(guó)Erlangen市政廳建設(shè)

16、項(xiàng)目使用了太陽(yáng)墻空氣采太陽(yáng)墻暖系統(tǒng)為建筑提供采暖安裝在建筑正立面的太陽(yáng)墻充分表明了Erlangen市政府正以實(shí)際行動(dòng)來(lái)響應(yīng)歐盟提出的“綠色采曖”號(hào)召。把大樓的節(jié)能和減少運(yùn)行費(fèi)用作為考慮的頭等大事之一。建筑師關(guān)注的問(wèn)題不僅僅是如何在建筑中使用可再生能源，而是還要更多地考慮如何能將太陽(yáng)能系統(tǒng)與建筑立面有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。對(duì)建筑師來(lái)說(shuō)，建筑的外觀設(shè)計(jì)是極其重要的，但也要充分兼顧建筑運(yùn)行維護(hù)的需要。最終，綜合各方因素，太陽(yáng)墻系統(tǒng)被選中作為新建大樓的可再生能源系統(tǒng)。除了具有供熱量大、二氧化碳減排量大的優(yōu)點(diǎn)，還具有無(wú)需維護(hù)和無(wú)運(yùn)動(dòng)部件等特點(diǎn)。這一點(diǎn)對(duì)于安裝在建筑正立面上的太陽(yáng)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤其重要，因?yàn)橐坏┌惭b后

17、，很難在建筑立面上對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。解決方案：建筑師在這棟高層建筑的第6～14層之間設(shè)置了150m的太陽(yáng)墻。這一大膽的設(shè)計(jì)非常吸引人，在保證充足得熱量的同時(shí)對(duì)建筑立面起到了非常好的裝飾作用。該系統(tǒng)每周平均工作60小時(shí)，每分鐘可以為建筑供應(yīng)85.12m。的新鮮空氣。據(jù)計(jì)算，該系統(tǒng)每年減少的二氧化碳排放量達(dá)6噸。太陽(yáng)墻系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)：經(jīng)過(guò)測(cè)試，每平方米太陽(yáng)墻板在冬季日照正常情況下可向建筑物內(nèi)提供40m/h高于室外空氣17～35℃的新鮮空氣，每年可減少標(biāo)準(zhǔn)煤耗150kg，切實(shí)地為環(huán)保做出責(zé)獻(xiàn)。太陽(yáng)墻新風(fēng)系統(tǒng)在夏季可以為建筑起到遮蔭的作用，相比沒(méi)有太陽(yáng)墻覆蓋的墻面低5℃左右，間接地為空調(diào)節(jié)約了能源

18、。由于太陽(yáng)墻系統(tǒng)增加了墻面的隔熱系數(shù)，可使室內(nèi)冬暖夏涼，這是其他采暖設(shè)施無(wú)法比擬的。太陽(yáng)墻技術(shù)目前巳廣泛使用于加拿大、美國(guó)、歐洲及日本的住宅、廠房、學(xué)校、辦公樓等不同用途的建筑上。它已榮獲多項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，并被美國(guó)能源部評(píng)為先進(jìn)節(jié)能供暖技術(shù)發(fā)明。設(shè)于科羅拉多州的美國(guó)國(guó)家可再生能源研究所將其稱為迄今為止最為先進(jìn)的太陽(yáng)能供暖技術(shù)。2005年3月，太陽(yáng)墻技術(shù)應(yīng)用在中國(guó)大陸的典型工程“山東建工學(xué)院梅園一號(hào)學(xué)生公寓”已被中國(guó)建設(shè)部評(píng)為國(guó)家科技示。2005年9月，太陽(yáng)墻系統(tǒng)在北京奧運(yùn)村實(shí)驗(yàn)房上安裝完畢并投入使用，得到了奧運(yùn)村項(xiàng)目業(yè)主國(guó)奧投資有限公司的高度重視，將在奧運(yùn)設(shè)施建設(shè)上大規(guī)模推開(kāi)。太陽(yáng)墻技術(shù)同時(shí)也在農(nóng)

19、產(chǎn)品及食品干燥領(lǐng)域廣泛使用。2005年5月，太陽(yáng)墻農(nóng)用干燥的大型工程竣工并投入生產(chǎn)，節(jié)能效果十分顯著。 　　經(jīng)濟(jì)，環(huán)保和社會(huì)效益 ①經(jīng)濟(jì)效益分析 　　以青島地區(qū)為例：每平方米的太陽(yáng)墻板在冬季日照正常情況下每天可向室內(nèi)提供17.6MJ的熱量，為業(yè)戶節(jié)約可觀的采暖費(fèi)用。 ②造價(jià)及回報(bào)分析 　　安裝1m太陽(yáng)墻板需要1600元（包括框架材料），安裝lm 玻璃幕墻需要800元左右(高檔的玻璃幕墻造價(jià)可達(dá)1000元以上)，那么用太陽(yáng)墻板代替玻璃幕墻只需要多花800元。而太陽(yáng)墻板在冬季會(huì)以每天3.9元的回報(bào)速度來(lái)回饋用戶，以此速度來(lái)計(jì)算只需要205天便能收回太陽(yáng)墻板的投資。太陽(yáng)墻板的使用

20、壽命在30年以上，無(wú)須維護(hù)，梭每年能源價(jià)格上漲幅度為3%、通貨膨脹率為2 5%、銀行折現(xiàn)率（長(zhǎng)期）為9%來(lái)計(jì)算，太陽(yáng)墻系統(tǒng)在30年內(nèi)給業(yè)主帶來(lái)的平均投資回報(bào)率為17.5%。太陽(yáng)墻對(duì)環(huán)保和社會(huì)的效益貢獻(xiàn)巨大。根據(jù)測(cè)算，在中國(guó)華北地區(qū)每百平方米太陽(yáng)墻每年可節(jié)能折合人民幣3~5萬(wàn)元，同時(shí)減少二氧化碳排放約40噸。 （6）膜結(jié)構(gòu) 膜結(jié)構(gòu)（Membrane）是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式，是由多種高強(qiáng)薄膜材料（PVC或Teflon）及加強(qiáng)構(gòu)件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過(guò)一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結(jié)構(gòu)，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式.膜結(jié)構(gòu)可分

21、為充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類.充氣膜結(jié)構(gòu)是靠室內(nèi)不斷充氣，使室內(nèi)外產(chǎn)生一定壓力差（一般在10㎜～30㎜水柱之間），室內(nèi)外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力，從而實(shí)現(xiàn)較大的跨度.張拉膜結(jié)構(gòu)則通過(guò)柱及鋼架支承或鋼索張拉成型，其造型非常優(yōu)美靈活. A．材質(zhì)：膜結(jié)構(gòu)所用膜材料由基布和涂層兩部分組成.基布主要采用聚酯纖維和玻璃纖維材料；涂層材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材為聚酯纖維覆聚氯乙烯（PVC）和玻璃纖維覆聚聚四氟乙烯（Teflon）。PVC材料的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度低、彈性大、易老化、徐變大、自潔性差，但價(jià)格便宜，容易加工制作，色彩豐富，抗折疊性能好。為改善其性能，可在其表面涂一層聚四

22、氟乙烯涂層，提高其抗老化和自潔能力，其壽命可達(dá)到15年左右。Teflon材料強(qiáng)度高、彈性模量大、自潔、耐久耐火等性能好，但它價(jià)格較貴，不易折疊，對(duì)裁剪制作精度要求較高，壽命一般在30年以上，適用于永久建筑。 B．膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：用于膜結(jié)構(gòu)中的高強(qiáng)度柔韌薄膜稱膜材，它是一種耐久用、高強(qiáng)度的涂層織物，由織物和涂層復(fù)合而成，具有質(zhì)地柔韌、厚度小、重量輕、透光性好的特點(diǎn)。對(duì)自然光吸收和透射能力、阻燃，具有良好的耐久、防火、氣密等特性；表面經(jīng)過(guò)氟素處理或二氧化鈦處理的膜材料抗老化性能好，具有較高的自清潔性能。 ①建筑造型優(yōu)美 　　膜結(jié)構(gòu)建筑是21世紀(jì)最具代表性與充滿前途的建筑形式。它打破了純直線建筑

23、風(fēng)格的模式，以其獨(dú)有的優(yōu)美曲面造型，簡(jiǎn)潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合，呈現(xiàn)給人以耳目一新的感覺(jué)，同時(shí)給建筑設(shè)計(jì)師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間。 ②具有良好的環(huán)保性、透光性、自清潔性，膜材表面采用PVDF（聚偏二氟乙烯）涂層、或二氧化鈦涂層，具有較好的隔熱效果，對(duì)太陽(yáng)熱能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，傳熱13%，而透光率卻在20%以上，經(jīng)過(guò)10年的太陽(yáng)光直接照射，其輝度仍能保留70%。 ③適合覆蓋大跨度空間 　　膜結(jié)構(gòu)中所使用的膜材料每平方壹公斤左右，由于自重輕，加上鋼索、鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度材料的采用，與受力體系簡(jiǎn)潔合理——力大部分以軸力傳遞，故使膜結(jié)構(gòu)適合跨越大空間而形成開(kāi)闊的無(wú)

24、柱大跨度結(jié)構(gòu)體系。 ④防火性與抗震性 　　膜結(jié)構(gòu)建筑所采用的膜材具有卓越的阻燃性和耐高溫性，故能很好的滿足防火要求。由于結(jié)構(gòu)自重輕，又為柔性結(jié)構(gòu)且有較大變形能力，故抗震性能好。 ⑤工期短：膜材裁剪。拼合成型及骨架的鋼結(jié)構(gòu)、鋼索均在工廠加工制作，現(xiàn)場(chǎng)只需組裝，施工簡(jiǎn)便，故施工周期比傳統(tǒng)建筑短。 C．膜結(jié)構(gòu)體系： 　　膜結(jié)構(gòu)體系由膜面、邊索和脊索、谷索、支承結(jié)構(gòu)、錨固系統(tǒng)，以及各部分之間的連接節(jié)點(diǎn)等組成。 膜結(jié)構(gòu)按支承分類： 　　膜結(jié)構(gòu)按支承條件分類為：柔性支承結(jié)構(gòu)體系、剛性支承結(jié)構(gòu)體系、混合支承結(jié)構(gòu)體系。 膜結(jié)構(gòu)建筑按結(jié)構(gòu)分類： 膜結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)可分為：骨格式膜結(jié)構(gòu)、張拉式

25、膜結(jié)構(gòu)、充氣式膜結(jié)構(gòu)。 D．膜結(jié)構(gòu)建筑形式的分類： 　　從結(jié)構(gòu)上分可分為：骨架式膜結(jié)構(gòu)，張拉式膜結(jié)構(gòu)，充氣式膜結(jié)構(gòu)3種形式 ①骨架式膜結(jié)構(gòu)（Frame Supported Structure） 　　以鋼構(gòu)或是集成材構(gòu)成的屋頂骨架，在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式，下部支撐結(jié)構(gòu)安定性高，因屋頂造型比較單純，開(kāi)口部不易受限制，且經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，廣泛適用于任何大，小規(guī)模的空間。 骨格式膜結(jié)構(gòu) ②張拉式膜結(jié)構(gòu)（Tension Suspension Structure） 　　以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成，利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安 定的形式。除了可實(shí)踐具創(chuàng)意，創(chuàng)新且美觀的造型外

26、，也是最能展現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)精神的構(gòu)造形式。近年來(lái)，大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材料構(gòu)成鋼索網(wǎng)架來(lái)支撐上部膜材的形式。因施工精度要求高，結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)，且具豐富的表現(xiàn)力，所以造價(jià)略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。 ③充氣式膜結(jié)構(gòu)（Pneumatic Structure） 　　充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于屋頂結(jié)構(gòu)周邊，利用送風(fēng)系統(tǒng)讓室內(nèi)氣壓上升到一定壓力后，使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，以抵抗外力，因利用氣壓來(lái)支 撐，及鋼索作為輔助材，無(wú)需任何梁，柱支撐，可得更大的空間，施工快捷，經(jīng)濟(jì)效益高，但需維持進(jìn)行24小時(shí)送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在持續(xù)運(yùn)行及機(jī)器維護(hù)費(fèi)用的成本上較高。 　　現(xiàn)今，城市中已越來(lái)越多地可以見(jiàn)到膜結(jié)構(gòu)的身影。膜結(jié)

27、構(gòu)已經(jīng)被應(yīng)用到各類建筑結(jié)構(gòu)中，在我們的城市中充當(dāng)著不可或缺的角色： PTFE膜（聚四氟乙烯涂層覆蓋玻璃纖維織物）：PTFE膜材是在超細(xì)玻璃纖維織物上涂以聚四氟乙烯樹脂而成的材料，顏色多為白色。這種膜材有較好的焊接性能，有優(yōu)良的抗紫外線、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自潔性是所有建筑膜材中最好的，但柔韌性差，施工較困難，成本也十分驚人。在蓋格公司領(lǐng)導(dǎo)下，美國(guó)的杜邦公司、康寧玻纖公司、貝爾德建筑公司、化纖織布公司共同開(kāi)發(fā)永久性膜材。其加工方法是把玻纖織物多次快速放入特氟隆熔體中，使織物兩面皆有均勻的特氟隆涂層，使永久性的PTFE膜正式誕生。此后永久性膜結(jié)構(gòu)正式在美國(guó)風(fēng)行，許多學(xué)者對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)

28、行了深入的研究。20年后跟蹤檢測(cè)結(jié)果表明，這種膜材的力學(xué)性能與化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)只下降了20%~30%，顏色也幾乎沒(méi)變，膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學(xué)物質(zhì)微粒極難附著與滲透，經(jīng)雨水沖刷建筑膜可恢復(fù)其原有的清潔面層與透光性，這足以顯示出PTFE膜材的強(qiáng)大生命力和廣闊的市場(chǎng)前景。目前國(guó)外對(duì)這種膜材的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用比較成熟，生產(chǎn)廠家也很多，如德國(guó)Mehler公司、Verseidag公司，日本Taiyoko-gyo公司、中興化成工業(yè)株式會(huì)社、美國(guó)Chemfab公司、沙特阿拉伯ObeiKan公司等。 PTFE 膜材剛安裝時(shí)略微呈黃色，隨著太陽(yáng)光的照射，一般在3～6個(gè)月變?yōu)榧儼咨腹饴试?0 %～

29、15 %之間。盡管PTFE可以降低太陽(yáng)輻射得熱，但是由于透光率較小，會(huì)影響室內(nèi)自然采光效果。 ETFE膜(聚四氟乙烯)：由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接制成。ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性，而且機(jī)械強(qiáng)度高，加工性能好。近年來(lái)，ETFE膜材的應(yīng)用在很多方面可以取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景。這種膜材透光性特別好，號(hào)稱“軟玻璃”，質(zhì)量輕，只有同等大小玻璃的1%；韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，熔融溫度高達(dá)200℃；可有效的利用自然光，節(jié)約能源；良好的聲學(xué)性能。自清潔功能使表面不易沾污，且雨水沖刷即可

30、帶走沾污的少量污物，清潔周期大約為5年。另外，ETFE膜可在現(xiàn)成預(yù)制成薄膜氣泡，方便施工和維修。ETFE也有不足，如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣，維護(hù)費(fèi)用高等，但是隨著大型體育館、游客場(chǎng)所、候機(jī)大廳等的建設(shè)，ETFE更突顯自己的優(yōu)勢(shì)。目前生產(chǎn)這種膜材的公司很少，只有ASAHI（日本旭硝子）（AGC）、德國(guó)科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材，這種膜材的研發(fā)和應(yīng)用在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家也不過(guò)十幾年的歷史。 經(jīng)過(guò)改進(jìn)了的一種粉式聚合樹脂，具有張拉強(qiáng)度大，質(zhì)輕、透明等特點(diǎn)。由于ETFE薄膜自身很薄，單層薄膜厚度不超過(guò)0.5mm，因此可忽略膜材本身的熱阻。在多層膜之間形成多個(gè)空氣夾層，利用空氣層的熱阻

31、來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的保溫。當(dāng)采用5層ETFE薄膜的結(jié)構(gòu)，其傳熱系數(shù)K值可以降至1.0 W/m2。K左右。白色膜材透光率為50~55%，既能降低太陽(yáng)輻射得熱，控制溫差傳熱得熱，同時(shí)能提高室內(nèi)采光效果。 工程應(yīng)用： 北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館 “水立方”膜結(jié)構(gòu)采用ETFE膜材，是目前國(guó)內(nèi)最大的ETFE膜材結(jié)構(gòu)建筑，膜材采用進(jìn)口產(chǎn)品。“鳥巢”采用雙層膜結(jié)構(gòu)，外層用ETFE防雨雪防紫外線，內(nèi)層用PTFE達(dá)到保溫、防結(jié)露、隔音和光效的目的?！八⒎健辈捎秒p層ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)，共1437塊氣枕，每一塊都好像一個(gè)“水泡泡”，氣枕可以通過(guò)控制充氣量的多少，對(duì)遮光度和透光性進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效地利用自然光，節(jié)省能源，并且具有良好的

32、保溫隔熱、消除回聲，為運(yùn)動(dòng)員和觀眾提供溫馨，安逸的環(huán)境。 張膜充氣：四氟乙稀（ETFE）薄膜，（Bubble Wall）。 （7）典型性能可調(diào)節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)－雙層皮幕墻DSF 雙層皮玻璃幕墻（Double-Skin Faade，簡(jiǎn)稱DSF）的構(gòu)造形式最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代的歐洲，其目的是為了解決大面積玻璃幕墻建筑在夏季出現(xiàn)過(guò)熱的問(wèn)題、高層通風(fēng)可控的需求以及單純外遮陽(yáng)維修、清洗困難等問(wèn)題。主要做法是，在原有的玻璃幕墻上再增設(shè)一層玻璃幕墻，在夏季利用夾層百葉的遮擋與夾層通風(fēng)將過(guò)多的太陽(yáng)輻射熱排走，從而減少建筑物的空調(diào)能耗；冬季時(shí)打開(kāi)百葉，關(guān)閉通風(fēng)，形成溫室效應(yīng)。

33、 雙層皮幕墻作為一種較新的幕墻形式，近20年來(lái)在歐洲辦公建筑中應(yīng)用較多，據(jù)統(tǒng)計(jì)已建成的各種類型的DSF建筑在歐洲就有100座以上，分布于德國(guó)、英國(guó)、瑞士、比利時(shí)、芬蘭、瑞典等國(guó)家。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些高檔建筑也開(kāi)始了使用各類DSF的嘗試，國(guó)內(nèi)最近5年間陸續(xù)出現(xiàn)的雙層皮幕墻建筑如下表所示。雙層皮幕墻種類繁多，最為常見(jiàn)的是根據(jù)通風(fēng)方式的不同，分為外循環(huán)式和內(nèi)循環(huán)式兩種。其中外循環(huán)式還可分為外循環(huán)自然通風(fēng)式和外循環(huán)機(jī)械通風(fēng)。如下圖所示。此外還可以根據(jù)夾層空腔的大小、通風(fēng)口的位置、玻璃組合及遮陽(yáng)材料等不同分為其他類型，如“外掛式”、“箱式”、“井－箱式”和“廊道式”。但其實(shí)質(zhì)是在兩層皮之間留有一定寬度的

34、空氣間層，通過(guò)不同的空氣間層方式形成溫度緩沖空間。由于空氣間層的存在，因而可在其中安置遮陽(yáng)設(shè)施（如活動(dòng)式百葉、固定式百葉或者其他陽(yáng)光控制構(gòu)件）；通過(guò)調(diào)整間層設(shè)置的遮陽(yáng)百葉和利用外層幕墻上下部分的開(kāi)口的輔助自然通風(fēng)，可以獲得比普通建筑使用的內(nèi)置百葉較好的遮陽(yáng)效果，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)良好的隔聲性能和室內(nèi)通風(fēng)效果。 國(guó)內(nèi)雙層皮幕墻工程一覽 對(duì)于外循環(huán)自然通風(fēng)幕墻，其內(nèi)層幕墻一般由保溫性能良好的玻璃幕墻組成，主要起到冬季保溫，夏季隔熱的作用。而外層幕墻通常為單層玻璃幕墻，主要起到防護(hù)的作用，保護(hù)夾層內(nèi)的遮陽(yáng)裝置不受室外惡劣氣候的損壞，同時(shí)，設(shè)置在外層立面的

35、開(kāi)口可以調(diào)節(jié)夾層的通風(fēng)。這種幕墻的主要特點(diǎn)就是利用夾層百葉吸收太陽(yáng)輻射熱后形成的煙囪效益，驅(qū)動(dòng)夾層空間與室外進(jìn)行換氣，從而達(dá)到減少太陽(yáng)輻射得熱的目的。為了獲得較好的自然通風(fēng)效果，其夾層的寬度一般不小于400mm。與自然通風(fēng)的外循環(huán)雙層皮幕墻相比，外循環(huán)的機(jī)械通風(fēng)幕墻為了減少幕墻結(jié)構(gòu)對(duì)建筑面積的占用而縮小了兩層幕墻之間的間距，夾層間距一般小于200mm，由于夾層較窄，加上夾層百葉的設(shè)置，使得夾層通道的流動(dòng)阻力增大，為了減少太陽(yáng)輻射得熱，通常采用機(jī)械的方式對(duì)夾層進(jìn)行輔助通風(fēng)。當(dāng)夾層有效通風(fēng)寬度小于100mm時(shí)，單純依靠煙囪效應(yīng)進(jìn)行通風(fēng)已經(jīng)不可行，這時(shí)需要采用輔助機(jī)械通風(fēng)的方式來(lái)強(qiáng)化夾層的通風(fēng)，一般

36、通風(fēng)量不宜小于100m3/h?？紤]到增加通風(fēng)量直接影響風(fēng)機(jī)能耗，因此存在一個(gè)最佳的機(jī)械通風(fēng)量范圍。 對(duì)于內(nèi)循環(huán)機(jī)械通風(fēng)DSF幕墻，在構(gòu)造上與前面兩種幕墻有較大的區(qū)別。它把保溫性能好的幕墻設(shè)置在外層，而內(nèi)層幕墻為普通單層玻璃。它主要是依靠機(jī)械的方式將室內(nèi)的空氣抽進(jìn)夾層，利用溫度相對(duì)較低的室內(nèi)空氣來(lái)冷卻吸收太陽(yáng)輻射后升溫的夾層，減少太陽(yáng)輻射得熱。對(duì)于內(nèi)循環(huán)式DSF，適當(dāng)減少機(jī)械通風(fēng)量和提高通風(fēng)啟動(dòng)溫度可以節(jié)省電耗，不會(huì)增加房間負(fù)荷和裝機(jī)容量。 雙層皮幕墻進(jìn)出風(fēng)口的大小尺寸以及所處立面的位置也會(huì)不同程度的影響空氣流通通道的阻力，從而影響通風(fēng)量。一般而言，在不影響立面美觀的前提下，開(kāi)口面積越大越好

37、。對(duì)于孔板開(kāi)口，開(kāi)孔率不宜小于0.3；對(duì)于懸窗開(kāi)口，其開(kāi)啟角度不宜小于30。遮陽(yáng)百葉位置對(duì)于雙層皮幕墻的夾層通風(fēng)量也有一定影響。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算表明，百葉位置在夾層中間偏外10%～20%的寬度位置，有可能獲得最佳的隔熱和通風(fēng)效果。 盡管雙層皮幕墻有一定的節(jié)能效果，但是由于其使用會(huì)增加1500～2000元/m2（立面面積計(jì)算）的成本，同時(shí)會(huì)浪費(fèi)一定的使用面積，因此是否有必要采用需要慎重。 目前我國(guó)存在盲目推廣雙層皮幕墻的問(wèn)題，認(rèn)為雙層皮幕墻就是節(jié)能法寶，忽略了其氣候適應(yīng)性特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)構(gòu)造的高要求，應(yīng)用中出現(xiàn)比較多的問(wèn)題，包括不考慮氣候特征和建筑類型，盲目采用單一類型“不節(jié)能”的雙層皮幕墻形式。

38、 例如，南方炎熱地區(qū)辦公建筑盲目采用內(nèi)呼吸雙層皮幕墻，不考慮與外界通風(fēng)，結(jié)果消耗量風(fēng)機(jī)能耗、利用室內(nèi)低溫空氣帶走空腔熱量，節(jié)能效果有限。對(duì)于這種情況事實(shí)上完全用遮陽(yáng)系數(shù)在0.3以下的Low-e遮陽(yáng)型玻璃或淺色玻璃就可以，因?yàn)槔^續(xù)降低外窗的遮陽(yáng)性能后其節(jié)能效果相對(duì)很有限，或者直接就減少建筑的窗墻比、避免采用全玻璃幕墻建筑。又如，現(xiàn)在比較多的高檔住宅也采取雙層皮幕墻形式，有時(shí)候完全沒(méi)有必要。因?yàn)閷?duì)于住宅而言，完全可以直接采用固定外遮陽(yáng)的方式，節(jié)能效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性更好。 大型透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總結(jié) 設(shè)計(jì)中構(gòu)造錯(cuò)誤，甚至違背雙層皮幕墻設(shè)計(jì)基本原理。 問(wèn)題1：分不清外呼吸、內(nèi)呼吸幕墻系統(tǒng)對(duì)內(nèi)、外層

39、玻璃的不同性能要求，比較常見(jiàn)的問(wèn)題就是無(wú)論內(nèi)呼吸、外呼吸方式，外層玻璃均為采用單玻、內(nèi)層玻璃為中空玻璃。事實(shí)上，對(duì)于內(nèi)呼吸幕墻而言，高性能的玻璃置于外層節(jié)能效果更好。 問(wèn)題2：無(wú)法通風(fēng)，或者無(wú)法有效通風(fēng)。主要原因包括夾層空間面積不夠，或者上下多層連通通風(fēng)，實(shí)際通風(fēng)效果有限。通風(fēng)效果不佳，無(wú)法帶走夾層的太陽(yáng)輻射熱量，有的時(shí)候空調(diào)能耗還會(huì)增加（特別對(duì)于公建而言，這種雙層皮幕墻方式會(huì)增強(qiáng)保溫性能，反而不利于過(guò)渡季或夏季夜間散熱）。 問(wèn)題3：夾層不設(shè)置遮陽(yáng)百葉，或采用簡(jiǎn)單的絲網(wǎng)印刷或彩釉百葉，或者遮陽(yáng)百葉設(shè)置在室外（如北京某建筑）。夾層不設(shè)遮陽(yáng)百葉，整體遮陽(yáng)系數(shù)的降低不過(guò)10%左右，完全沒(méi)有必要采取雙層皮構(gòu)造方式。而對(duì)于既采用雙層皮幕墻，如果僅僅是在外層或內(nèi)層多鍍上一層彩釉層或增加絲網(wǎng)印刷，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性能十分有限（只能依賴通風(fēng)），也沒(méi)有必要采用雙層皮幕墻方式。