呼吸式幕墙，又称双层幕墙、双层通风幕墙、热通道幕墙等，90 年代在欧洲出现，它由内、外两道幕墙组成，内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气可以从下部进风口进入，又从上部排风口离开这一空间，这一空间经常处于空气流动状态，热量在这一空间流动。
        一、呼吸式幕墙的原理与分类
        呼吸式幕墙由内外两层玻璃幕墙组成，与传统幕墙相比，它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，由于此换气层中空气的流通或循环的作用，使内层幕墙的温度接近室内温度，减小温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42%-52%；制冷时节约能源38%-60%.另外由于双层幕墙的使用，整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙根据通风层的结构的不同可分为“封闭式内循环体系”和“敞开式外循环体系”两种。
        1.封闭式内循环体系呼吸式幕墙
         封闭式内循环体系呼吸式幕墙，一般在冬季较为寒冷的地区使用，其外层原则上是完全封闭的，一般由断热型材与中空玻璃组成外层玻璃幕墙，其内层一般为单层玻璃组成的玻璃幕墙或可开启窗，以便对外层幕墙进行清洗。两层幕墙之间的通风换气层一般为100-200毫米。通风换气层与吊顶部位设置的暖通系统抽风管相连，形成自下而上的强制性空气循环，室内空气通过内层玻璃下部的通风口进入换气层，使内侧幕墙玻璃温度达到或接近室内温度，从而形成优越的温度条件，达到节能效果。同时可以在通道内设置可调控的百页窗或垂帘，可有效地调节日照遮阳，为室内创造更加舒适的环境。
        2.敞开式外循环体系呼吸式幕墙
        敞开式外循环体系呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反，其外层是单层玻璃与非断热型材组成的玻璃幕墙，内层是由中空玻璃与断热型材组成的幕墙。内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排风装置，通道内也可设置百页等遮阳装置。冬季时，关闭通风层两端的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，有效地提高了内层玻璃的温度，减少建筑物的采暖费用。夏季时，打开换气层的进排风口，在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮，形成自下而上的空气流，由于烟囱效应带走通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少制冷费用。另外，通过对进排风口的控制以及对内层幕墙结构的设计，达到由通风层向室内输送新鲜空气的目的，从而优化建筑通风质量。
        可见“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点，在舒适节能方面更为突出，提供了高层超高层建筑自然通风的可能，从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。
        二、呼吸式幕墙的优点
        呼吸式幕墙与传统的单层幕墙相比有如下突出的优点：
        1、从原理上，呼吸式幕墙采用“烟囱效应”与“温室效应”的原理，是从幕墙的功能上解决节能问题；单层幕墙则只是从材料的选用上，通过材料本身的特性来达到一定的节能效果。
        2、从环保上，呼吸式幕墙由于其功能解决节能，外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响（“光污染”）；单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑，玻璃一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。
        3、从节能上，呼吸式幕墙由于换气层的作用，比单层幕墙节能约50%.是解决建筑节能的一个新的方向。
        4、从使用上，换气层的出现，使呼吸式幕墙夏季节省制冷费用，冬季可节省取暖费用。同时遮阳百叶置于换气层，能有效地防止日晒又不影响立面效果。
        5、从舒适度方面，呼吸式幕墙的隔音性能可达到55dB，让室内生活与工作的人们有一个清静的环境；另一方面，无论天气好坏，勿须开窗换气层都可直接将自然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，从而提高室内的舒适度。并有效地降低高层建筑单纯依赖暖通设备机械通风带来的弊病。
        由于呼吸式幕墙的上述优点，使之在国际上众多发达国家得到了很大的发展，在我国也已开始得到重视，并进入了使用阶段。
        三、呼吸式幕墙的应用
        由于“封闭式内循环体系呼吸式幕墙”与大厦的通风系统相连接，它的运行会增大通风系统的功率，从而需增大投入与消耗，因而其应用不多。“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”作为一种更新形式的呼吸式幕墙得到了广泛采用。下面将以“敞开式外循环体系呼吸式幕墙”为例，对呼吸式幕墙系统的应用作介绍。
        1. 结构型式
        呼吸式幕墙由于是双层体系，在目前幕墙结构型式多样化的今天，两层幕墙可以根据建筑效果的需要有很多种组合，但是为了最大限度地突出呼吸式幕墙的通风、节能、环保的特点，一般采用如下几种结构型式：
        ①、内外层结构一体式，即内外层幕墙做成一体或一个单元。构成通风层的内外两层幕墙共用一根竖骨料，外层可做成明框或隐框形式，内层则做成可开启窗或固定窗。当两层幕墙一体地做成单元式，则每个单元犹如一个个玻璃箱子，因此也被称为“箱体式幕墙”或“窄腔双层幕墙”。北京凯晨广场就是采用此种结构形式：

        北京凯晨的双层幕墙在设计概念上将两层玻璃或内外层面板结合到同以型材或组合型才上，加工成单元幕墙，内外面板的间隙则作为热通道，通道宽度为167.5mm，即为上述所说的“箱体式幕墙”或“窄腔双层幕墙”，标准节点如图一~图五所示，它具有以下几个特点：

        a.完全按单元式幕墙进行设计，以层作为一个通气单元，加工,制作,安装均具有单元式幕墙的优点,所有构件在车间制作，组合成单元板块后，在现场吊装；利用强大，先进的车间设备确保幕墙构件加工精度能完美体现建筑效果。

        b. 气流组织方案：水平方向以幕墙柱间为单元,竖直方向以一层为单元,每个单元单独组成进风与排风。进风口和出风口的均处于自然通风状态。炎热的夏季可以使冷空气从下风口进入，通过单元板块两侧的通风口带走通道内的热空气，从而达到空调节能的效果。内层幕墙底部一个分格设有内倒窗，可以随时自由开启通新风，进一步拉近了人与自然的距离；寒冷的冬季，关闭内层倒窗单元,利用单元幕墙内层通良好的保温隔热性能达到保温节能的目的。

        c.双层幕墙外层可以开启，可以方便地从外立面进行清洗维护。这种室外维护方式相比室内维护方式，能有效地减少对室内正常工作的影响，同时避免了室内开启维修易受室内装饰，器物影响的缺点。

        d.由于双层玻璃均结合在同一单元龙骨上，安装相对其它双层幕墙大为简单,有利与缩短工期。

        e.嵌套成熟的单元构造，幕墙力学，保温，防水等各项性能均能达到较高水平。

        ②、内外层结构分体式，即内外两层幕墙各成体系，为形成通气层通过其它方式进行隔断。由于此种型式的两层幕墙分别独立，外层结构可选用明框、隐框或点式玻璃幕墙结构。内层结构可选用各种幕墙型式或推拉、平开窗的型式。通常幕墙厚度在400mm以上，人可以在其内部移动清洁，因此也被称作“宽腔双层幕墙”。杭州市民中心就是此类结构形式。如图六~图十一，以下是杭州市民中心广场幕墙的特点介绍。

        杭州市民中心幕墙工程的双层幕墙采用箱体式的构造，每层楼板间有水平分格，不同房间的幕墙间有防火玻璃隔断。因此具有隔音好、无渗透性噪音、防火性好、私密性好等优点。

        进、出风口错开，可防止进、排气"短路"。进、出风口的分布形式为"一进两出"。一个进风口两个出风口的效果明显优于相反的布置，因为出风口处有较大的反转出口角度以及遮阳百叶箱体的阻挡，空气流动的阻力比进风口处大。而且"一进两出"的布置也会产生较高的进风速度，加强夹层空气的扰动，从而改善幕墙通道内的通风状况，降低热通道中间高度的内层玻璃的温度。至于通风口的立面尺寸，则是经过了大量空气模拟计算后，经过比较确定的，完全满足通道内空气流动的需要。

        通风百叶采用流线型的外观设计，可以减小气体流动的阻力，而且还可以起到导流的作用。通风口处的铝合金通风控制板，可以通过电动链式控制器实现电动控制。采用铰链控制可以节省风口处的空间，并且便于电机藏在控制板背后，防止它对气流造成较大影响。通风控制板在夏季以及过度季节打开，则可以在夏季利用自然通风，主要是凭借烟囱效应，排出双层幕墙夹层内过热的空气，降低夹层内的温度；而在过渡季节，因为外界环境是有利的，则可以利用室外空气进入室内，以降低室内能耗。在冬季，可以关闭通风控制板，使夹层空腔成为一个封闭的空间，利用温室效应达到保温的效果。外层幕墙采用了8+1.52PVB+8mm厚半钢化透明夹层玻璃，而型材则为不断热的单元件及其它普通型材。因为在外呼吸式宽通道双层幕墙中，室外空气可以经由进、出风口进入夹层空腔里，所以外层幕墙更多的是起到保护的作用，可以屏蔽掉室外恶劣天气状况的影响，并达到一定的隔音效果，对于保温隔热的要求的并不高。因此外层幕墙通常会采用白玻夹层玻璃，可以增加可见光的透过率，满足室内的采光需要，增加通透感。两层幕墙之间的间距为600mm，有利于达到良好的通风效果。而且人在通道中可以自由行走，便于对夹层装置，如遮阳百叶等进行清洗和维护。夹层空腔内的遮阳百叶位于离外层幕墙约1/3夹层宽度的地方。在这个位置上可以避免高温空气通过对流方式向内层幕墙传递过多热量，也可防止遮阳百叶与外层幕墙之间过热，因此可以获得有效的通风降温效果。遮阳百叶的宽度取为夹层宽度的1/6，这样在得到良好而大气的视觉效果同时，不会对空气流动造成较大的沿程阻力。遮阳百叶叶片的倾角以及百叶放下的高度采用电动/手动控制，可根据太阳光的入射角度及太阳辐射的强度进行电动/手动调节，以确保良好的隔热效果并满足室内用户的采光需要。另外，遮阳百叶在吸收了太阳辐射后，温度升高，并且向通道内辐射热量，这也是通道内烟囱效应的最为重要的动力来源。遮阳百叶处的隔栅没有与横梁底部齐平，是因为遮阳百叶的实际堆栈高度所致。遮阳百叶在完全收起时，必须能隐在铝板背后，以保证立面视觉效果的干净、整洁。而此处靠室外侧的铝板采用穿孔铝板，可以减小气体流动的阻力，防止该位置热空气过多堆积。靠遮阳百叶内侧的铝板上部做适当弯折，可起到导风板的作用。

       本系统的附加构件（包括进、出风口的通风百叶，通风口处的防虫网，进风口处的铝合金格栅，以及遮阳百叶处的隔栅等），在保证强度的基础上，将尺寸尽量做到最小，以减小通风阻挡率，进而减小压力损失。这些附加构件的几何尺寸对于通风性能影响相当大，因为其造成的压力损失远远大于它自身的阻挡率。

        内层内倒平移窗采用了多腔体构造的断热型材，并且断热条达到了30mm，再加上中空Low-E玻璃的应用，确保了双层幕墙能实现优越的保温隔热性能。

        2. 换气层与材料
        呼吸式幕墙换气层是关键，其进出风口的设置、换气层的宽度大小、材料的选用等直接影响到其性能的发挥。
        一般来讲，北方寒冷地区因采暖时间长，选用呼吸式幕墙时，主要是利用换气层的“温室效应”来减少室内热量的散失。内层采用中空LOW-E玻璃、断热铝型材，以及相对较大的换气层宽度将会达到较好的节能效果。
        南方温暖地区，因冷气使用时间较长，利用呼吸式幕墙换气层的“烟囱效应”来降低内层玻璃表面的温度可达到节能目的。因此外层采用热反射玻璃，以及相对较小的换气层宽度，将会增强烟囱效应的效果，来达到最佳的节能状态。
        四、重点与难点
        呼吸式幕墙在我国起步比较晚，还会有很多具体问题需要解决，如：换气层的宽度（体积）确定。如何才能使其保温节能与隔音降噪达到最佳，目前缺乏理论依据，只能依赖实验，需从设计计算上找到理论依据。
        进出风口的设计也是呼吸式幕墙的一个重点，选用不当时一方面会造成换气层循环气流的短路，降低节能效果；另一方面进风口会带入大量的灰尘而影响建筑的外观效果，尤其是西北风沙较大的地区更应慎重。
        由于换气层的烟囱效应会造成消防上的隐患，所以在通风换气层的设计时应与大厦防火分区设计相结合。
        成本问题，也是呼吸式幕墙的推广使用的一大障碍。呼吸式幕墙由于结构双层、技术含量高，较单层幕墙价格高，如果采用呼吸式幕墙，一次性投资会增加。
        五、呼吸式幕墙的发展——智能幕墙
        当呼吸式幕墙在国内刚刚起步的时侯，在德国、美国等发达国家已将呼吸式幕墙与电子计算机系统结合在一起，发展了智能幕墙。采用智能幕墙系统的建筑其能耗只相当于传统幕墙的30%，可见智能幕墙将是节能环保幕墙发展的又一新的目标。
        智能幕墙是呼吸式幕墙的延伸，是智能化建筑的基础上将建筑配套技术（暖、热、光、电）的适度控制，在幕墙材料、太阳能的有效利用，通过计算机网络进行有效的调节室内空气、温度和光线，从而节省了建筑物使用过程的能源，降低了生产和建筑物使用过程的费用。它包括以下几个部分：呼吸式幕墙、通风系统、遮阳系统、空调系统、环境监测系统、智能化控制系统等。
        智能幕墙的关键在智能控制系统，这种智能化控制系统是一套较为复杂的系统工程，是从功能要求到控制模式，从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及到气侯温度湿度空气新鲜度照度的测量，取暖、通风空调遮阳等机构运行状态信息采集及控制，电力系统的配置及控制，楼宇计算机控制等多方面因素。
        六、结束语
        建筑的表皮在当前愈来愈受到关注，但一般只是作为设计手法的重要对象，忽视了建筑表皮是影响室内热舒适度和建筑能耗的重要因素和关键部位。夏热冬冷地区建筑同时面对冬、夏两种极端气候，单一的材料无法同时满足对冬季保温和夏季防热、隔热的要求。在极端气候共存的地区，“双层皮”玻璃幕墙更加需要适应性、复合性的概念。在设计过程中我们不能走“双层皮”时髦概念的路线，而应加深对双层皮的生态层次的理解和掌握，这样，双层幕墙的应用才可以走的更长远。