通風(fēng)雙層幕墻傳熱特性模擬研究.pdf

1、通風(fēng)雙層玻璃幕墻的應(yīng)用可以帶來優(yōu)美的建筑外形、舒適的室內(nèi)環(huán)境及良好的節(jié)能效果，然而幕墻的設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，需要綜合考慮許多因素。要想能夠準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出適合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)的通風(fēng)雙層玻璃幕墻系統(tǒng)，需要對(duì)其傳熱特性進(jìn)行全面的研究。由于影響幕墻傳熱特性的因素多且復(fù)雜，目前國內(nèi)對(duì)這方面的研究還只是處于起步階段，大多是以介紹性為主，這限制了通風(fēng)雙層玻璃幕墻在國內(nèi)的大量應(yīng)用和推廣。因此，有必要通過研究對(duì)通風(fēng)雙層玻璃幕墻節(jié)能性有個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，一方面為

2、工程設(shè)計(jì)人員提供參考，另一方面也可以為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供依據(jù)。
　　本文受湖南省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（NO.08JJ3093）資助，采用節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模擬法和CFD數(shù)值模擬法，對(duì)單樓層通風(fēng)雙層玻璃幕墻的傳熱特性進(jìn)行理論分析和模擬研究，具體開展工作如下：
　?。ㄒ唬┕?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模擬法以長沙某一外呼吸雙層玻璃幕墻為模型，建立了熱工網(wǎng)絡(luò)，并采用 Window6.2等軟件模擬研究其傳熱特性，并分別研究玻璃類型、熱通道寬度等因素對(duì)該種幕墻的傳熱

3、特性的影響。
　　主要取得結(jié)論為：玻璃類型和熱通道的寬度對(duì)通風(fēng)雙層玻璃幕墻傳熱特性影響較大；幕墻玻璃材料的選擇以提高幕墻的整體傳熱性能為目的，兼顧考慮建筑美觀等因素；增加幕墻熱通道的寬度也能提高其傳熱特性。一般在中國夏熱冬冷地區(qū)，選擇幕墻熱通道寬度一般在500mm左右時(shí)，既可滿足減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失的要求,改善幕墻傳熱特性，又可節(jié)約建筑使用面積。
　?。ǘ〤FD數(shù)值模擬法采用FLUENT模擬軟件，選用RNG k-ε紊流模型和

4、P1輻射模型模擬熱通道中空氣的流動(dòng)規(guī)律及外界太陽輻射的影響。并與國外文獻(xiàn)上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究。
　　主要取得結(jié)論為：CFD模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。通過對(duì)熱通道內(nèi)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分析發(fā)現(xiàn)，在熱通道出風(fēng)口上部產(chǎn)生了明顯的回流現(xiàn)象，而在熱通道內(nèi)側(cè)玻璃壁上下角處也有局部回流現(xiàn)象，這些回流區(qū)域由于在熱通道中流動(dòng)時(shí)間過長而吸熱較多，因此溫度也較高。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免回流現(xiàn)象的產(chǎn)生。
　?。ㄈ⒐?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模擬值和CFD模擬值對(duì)比分析

5、研究。
　　主要取得結(jié)論為：以上兩種模擬法有較好的吻合度，幕墻設(shè)計(jì)前進(jìn)行模擬時(shí)，值得互相參考和借鑒。兩種或三種模擬方法相結(jié)合的方法已經(jīng)越來越成熟，在工程實(shí)際中值得推廣應(yīng)用。
　?。ㄋ模┚C合考慮各項(xiàng)性能因素，最終還優(yōu)化設(shè)計(jì)出適合夏熱冬冷地區(qū)使用的單樓層通風(fēng)雙層玻璃幕墻系統(tǒng)。優(yōu)化設(shè)計(jì)要考慮因素較多，如熱通道的寬度、玻璃及遮陽的選擇和安裝，通風(fēng)的組織及運(yùn)行策略，但都是基于建筑節(jié)能出發(fā)進(jìn)行。設(shè)計(jì)階段還可以通過節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模擬法和CFD數(shù)