一、前言
　　隨著科學技術的進步、經(jīng)濟的發(fā)展，建筑領域的變革日新月異， 新技術研究、發(fā)展突飛猛進，新材料應用層出不窮。高層和新型建筑外墻大量采用的幕墻也從較初的明框玻璃幕墻、隱框玻璃幕墻，發(fā)展到目前較為先進的點連接玻璃幕墻。但由于上述形式的玻璃幕墻在使用過程中不可避免會產(chǎn)生嚴重光污染、大量消耗能源、干擾視線等不利因素。近年來，在德國、美國和北歐一些國家，由于其特殊的氣候條件和嚴格的環(huán)境質(zhì)量標準，迫切需要提供一種新型的玻璃幕墻。這種幕墻可以獲取大量日照，提供良好的自然通風，又能節(jié)約能源，并為室內(nèi)提供舒適的環(huán)境。科研人員經(jīng)過多年努力，終于研制出了熱通道玻璃幕墻，它可以被稱之為新一代幕墻。
　　二、熱通道幕墻的設計原理
　　熱通道幕墻又被稱為雙層幕墻、呼吸式幕墻。它主要由兩層玻璃幕墻和中間形成的一個通風換氣通道組成。熱通道幕墻根據(jù)結構不同可分為封閉式內(nèi)循環(huán)體系和敞開式外循環(huán)體系兩種類型。
　　內(nèi)循環(huán)熱通道幕墻通常在冬季較為寒冷的地區(qū)使用，其外層玻璃幕墻一般為全封閉，內(nèi)層玻璃幕墻下部設有通風口，熱通道與室內(nèi)吊頂內(nèi)暖通系統(tǒng)抽風管相通，室內(nèi)空氣通過通風口進入熱通道，通過強制性空氣流動循環(huán)，使內(nèi)側幕墻表面溫度達到或接近室內(nèi)溫度，從而在靠近玻璃幕墻附近區(qū)域形成良好的工作環(huán)境。
　　外循環(huán)熱通道幕墻則是在外層玻璃幕墻上下兩端設有進風和排風裝置，與熱通道相連。冬天由于陽光的照射，熱通道內(nèi)空氣溫度像一個溫室，可以提高內(nèi)側幕墻的外表面溫度，減少建筑物采暖運行費用。夏天熱通道內(nèi)溫度升高，這時打開熱通道上下兩端的進排風口，在熱通道內(nèi)由于“煙囪”效應產(chǎn)生氣流，氣流運動帶走通道內(nèi)的熱量，降低內(nèi)側幕墻外表面溫度，減少空調(diào)負荷，節(jié)省能源。
　　三、熱通道幕墻的結構設計
　　3.1 幕墻設計
　　內(nèi)循環(huán)熱通道幕墻外層玻璃一般選用中空鋼化；內(nèi)層玻璃則選擇單片鋼化玻璃，結構型材選用斷熱材料，盡量減少室內(nèi)外熱量的交換。
　　外循環(huán)熱通道幕墻外層玻璃幕墻通常由單片或夾層鋼化以及非斷熱型材料組成。內(nèi)層玻璃幕墻則由中空玻璃和斷熱型材料組成，構造型式可做成單元式或點駁式。
　　3.2 熱通道結構設計
　　熱通道幕墻的熱通道尺寸以及配套的遮陽裝置、進出風口設計等是熱通道幕墻設計的關鍵，對幕墻通風效果以及節(jié)能效率起至關重要的作用。
　　3.2.1 內(nèi)循環(huán)熱通道幕墻
　　內(nèi)循環(huán)熱通道幕墻熱通道空腔高度一般為建筑物結構層高，內(nèi)外層玻璃之間寬度100mm——200mm，中間安裝遮陽裝置。熱通道上部與室內(nèi)吊頂內(nèi)的風管相連，下部設有通風口，可以形成空氣循環(huán)，見圖1。遮陽系統(tǒng)設計為自上而下電控升降，頁片可以電控或手控調(diào)節(jié)傾角，以便掌握直射光線進入室內(nèi)的強弱，控制采光。采用內(nèi)循環(huán)熱通道幕墻的建筑物在暖通設計中需考慮與幕墻熱通道的風管連接以及強制性空氣循環(huán)所需的動力。
　　3.2.2 外循環(huán)熱通道幕墻
　　外循環(huán)熱通道幕墻根據(jù)建筑物所處氣候、環(huán)境以及建筑結構設計不同，其熱通道空腔的高度與寬度應根據(jù)具體情況綜合考慮，確定為一個適當?shù)谋壤Ｓ捎谕鈱硬Ａ粔ι习惭b有進出風口，自然條件下的灰塵、昆蟲等不可避免會進入空腔內(nèi)，對外層玻璃及結構件、內(nèi)層玻璃以及中間的遮陽系統(tǒng)造成污染。因此，外循環(huán)熱通道幕墻的熱通道需考慮人員能夠進入通道內(nèi)進行清洗作業(yè)。外循環(huán)熱通道幕墻同樣需要安裝遮陽裝置， 控制采光。對于進出風口的設計則需綜合考慮建筑物所處氣候、環(huán)境條件以及建筑物及幕墻特點。德國埃森市“RWE”總部大樓采用的就是外循環(huán)熱通道幕墻。其外層幕墻上設置了精巧的魚嘴型進出風口，既受樓宇自動控制系統(tǒng)管理，也可人工調(diào)控啟閉。由于進入通道內(nèi)的空氣直接從室外獲取，為防止上、下氣流短路，進、出風口開啟和關閉應不同步（見圖2）。

　　四、需解決的問題
　　4.1 經(jīng)濟性
　　熱通道幕墻在歐美等國開發(fā)利用時間不長，在我國尚處于研究試驗階段。這種高科技的節(jié)能幕墻在結構上必須采用雙層幕墻，加上高科技的結構型材及遮陽裝置，進、出風口等，有相關人士估算在西歐，其造價成本約為金額7000元/米2，在我國，即使部分材料可用國產(chǎn)產(chǎn)品替代，造價也達4000元/米2。但由于其節(jié)能率很高，計算和實際使用情況證明，這種幕墻使用6年，其造價相當于一般中空玻璃幕墻1800元/米2左右，使用10年，加上折舊考慮，相當于單層幕墻1200元/米2。因此，從長遠利益來看，經(jīng)濟效益是明顯的，也是可行的。
　　4.2 熱通道的設計問題
　　我國的自然氣候、環(huán)境條件不同于歐美國家，即使在國內(nèi)，由于我國地域遼闊，各地氣候、溫度差異也很大。因此，如選用熱通道幕墻，尤其是外循環(huán)熱通道幕墻時，較好能根據(jù)當?shù)貤l件進行試驗。有條件的科研設計單位可以選擇相應課題進行研究，做好技術儲備，選擇好合適的熱通道尺寸、進出風口大小，保證幕墻保溫節(jié)能及隔音降噪達到較佳，同時能避免大量積塵及昆蟲吸附在通道內(nèi)，影響外觀效果。
　　3、消防問題
　　熱通道內(nèi)的煙囪效應會造成消防上的隱患，因此，在設計熱通道時應與大樓的消防分區(qū)及啟動緊急信號系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮。
　　總之，熱通道幕墻是一項新興技術產(chǎn)品，集暖、熱、光、幕墻材料等技術于一體，是幕墻技術發(fā)展的一個趨勢，值得我國從事幕墻工程的有關人員加以重視，積較研制開發(fā)，逐步制訂并完善相應規(guī)范。