內(nèi)呼吸玻璃幕墻綜合傳熱系數(shù)CFD模擬計(jì)算

基于界面能量平衡的輻射原理,建立了可呼吸式玻璃幕墻三維數(shù)學(xué)模型,耦合求解了黏性不可壓縮流體和固體內(nèi)熱傳導(dǎo)及部件間熱輻射傳熱過程。在華北地區(qū)典型氣象條件下,對(duì)呼吸式玻璃幕墻的夏季隔熱和冬季的保溫防結(jié)露及通風(fēng)換氣特性給予了分析。所得結(jié)論將有利于推進(jìn)現(xiàn)代生態(tài)型美學(xué)建筑的發(fā)展。

選取適用于夏熱冬冷地區(qū)的箱體式雙層皮玻璃幕墻作為研究對(duì)象,建立物理模型.分析該形式幕墻的傳熱機(jī)理,建立能量平衡方程,并給出方程中玻璃和遮陽裝置總吸收率以及等效輻射換熱系數(shù)的計(jì)算公式.采用cfd(computationalfluiddynamics)方法確定了通風(fēng)腔中的平均氣流速度.結(jié)合傳熱機(jī)理,分析了其熱阻的構(gòu)成,給出了總熱阻的計(jì)算方法,最后求得綜合傳熱系數(shù).

簡(jiǎn)述了雙層玻璃幕墻的節(jié)能原理。應(yīng)用cfd技術(shù)對(duì)夏季簡(jiǎn)化的雙層玻璃幕墻模型進(jìn)行熱工分析,揭示了熱通道內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)規(guī)律,指出雙層玻璃幕墻存在的問題,并比較了幾種不同設(shè)計(jì)方案的差異。最后,計(jì)算出幕墻綜合傳熱系數(shù)和熱效率兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù),可為雙層玻璃幕墻的工程設(shè)計(jì)提供參考。

以長(zhǎng)沙一外呼吸玻璃幕墻為例,建立了熱工網(wǎng)絡(luò)模型和數(shù)學(xué)模型。采用window6.2和energyplus2.2軟件模擬計(jì)算了不同幕墻的綜合傳熱系數(shù)和設(shè)計(jì)日冷熱負(fù)荷。分析了玻璃類型和通風(fēng)腔寬度對(duì)幕墻建筑負(fù)荷的影響,并進(jìn)行了能耗和經(jīng)濟(jì)可行性分析。

外呼吸式雙層玻璃幕墻模擬分析 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 金鳳云孫春華夏國(guó)強(qiáng) 雙層玻璃幕墻最早出現(xiàn)在歐洲，其結(jié)構(gòu)形式為在原有玻璃幕墻的外面再加一層玻璃幕 墻，中間形成通風(fēng)通道，同時(shí)在外層幕墻上設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。根據(jù)空氣流動(dòng)方式的不同， 雙層幕墻又分為外呼吸式和內(nèi)呼吸式兩種。夏季，利用內(nèi)外層幕墻之間形成通風(fēng)通道的煙囪 效應(yīng)和自然通風(fēng)，帶走通道間的熱量，降低內(nèi)層幕墻外表面溫度，達(dá)到降低房間溫度的作用， 此種通風(fēng)方式即為外呼吸式。冬季則關(guān)閉通風(fēng)口，形成溫室效應(yīng)，提高保溫效果降低取暖能 耗，此種方式稱為內(nèi)呼吸式。 【1】、【2】 近年來，隨著我國(guó)對(duì)建筑節(jié)能問題的日益關(guān)注，雙層玻 璃幕墻在我國(guó)應(yīng)用越來越廣泛。一些專業(yè)技術(shù)人員也開始對(duì)雙層幕墻在實(shí)驗(yàn)研究 【3】、【4】 、理 論分析 【5】、【6】 、計(jì)算模擬方面 【7】、【8】 做了相關(guān)的研究。 本文針對(duì)某辦公建筑

呼吸式幕墻,又稱雙層幕墻、雙層通風(fēng)幕墻、熱通道幕墻等。它由內(nèi)、外兩道幕墻組成,內(nèi)外幕墻之間形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間,空氣可以從下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入,又從上部排風(fēng)口離開這一空間,這一空間經(jīng)常處于空氣流動(dòng)狀態(tài),熱量在這一空間流動(dòng)。根據(jù)通風(fēng)層的結(jié)構(gòu)不同,呼吸式幕墻可分為"封閉式內(nèi)循環(huán)體系"和"敞開式外循環(huán)體系"兩種。由于換氣層中空氣的流通或循環(huán)的作用,內(nèi)層幕墻的溫

節(jié)能建筑是未來辦公建筑的發(fā)展方向,雙層可呼吸玻璃幕墻代表了辦公建筑節(jié)能的一大特點(diǎn)。從雙層可呼吸玻璃幕墻工作原理、工程實(shí)例分析、發(fā)展前景與研究動(dòng)態(tài)等幾個(gè)方面,系統(tǒng)闡述了這種幕墻的技術(shù)構(gòu)造,并給出了經(jīng)濟(jì)分析。

本文討論了玻璃幕墻傳熱系數(shù)對(duì)中央空調(diào)冷/熱負(fù)荷的影響,測(cè)量和計(jì)算了不同傳熱系數(shù)的節(jié)能量、運(yùn)行費(fèi)用。結(jié)果表明,改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能是實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和保護(hù)環(huán)境的有效途徑之一

對(duì)于集辦公、酒店與商業(yè)為一體的玻璃幕墻建筑來說,影響空調(diào)冷負(fù)荷的主要因素是圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷和新風(fēng)冷負(fù)荷。本文通過設(shè)定照明開關(guān)時(shí)間表、房間人員逐時(shí)在室率和電器設(shè)備逐時(shí)使用率,模擬計(jì)算了上海某大廈設(shè)計(jì)日逐時(shí)空調(diào)冷負(fù)荷,并對(duì)設(shè)計(jì)日空調(diào)負(fù)荷特性進(jìn)行了分析。同時(shí),本文對(duì)玻璃幕墻的遮陽系數(shù)與傳熱系數(shù)對(duì)空調(diào)負(fù)荷的影響做了定量分析,得出玻璃幕墻的遮陽系數(shù)是影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)空調(diào)冷負(fù)荷的主要因素,而傳熱系數(shù)的影響幾乎可以忽略不計(jì)的結(jié)論。

以雙層呼吸玻璃幕墻為對(duì)象,本文分析了不同玻璃組合方式對(duì)雙層玻璃幕墻熱工性能的影響。研究表明由于存在空氣腔和中空玻璃,雙層呼吸玻璃幕墻的傳熱系數(shù)大都滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)就標(biāo)準(zhǔn)》。雙層呼吸玻璃幕墻的遮陽系數(shù)受玻璃組合方式影響很大,室內(nèi)側(cè)玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)雙層呼吸幕墻的遮陽系數(shù)和太陽輻射得熱中的對(duì)流成分比例有很大影響。即使采用中空low-e玻璃等導(dǎo)熱系數(shù)和遮陽系數(shù)都較低的玻璃,不恰當(dāng)?shù)牟ＡЫM合方式仍可能會(huì)使雙層呼吸玻璃幕墻遮陽系數(shù)不滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定性指標(biāo)要求。

展示了一個(gè)通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(cfd)計(jì)算機(jī)模擬獲得雙層玻璃幕墻傳熱特征的方法。通過cfd模擬計(jì)算的結(jié)果,擬合得到了雙層玻璃幕墻系統(tǒng)和單層玻璃幕墻系統(tǒng)的室內(nèi)得熱與太陽輻射和室內(nèi)外溫差兩個(gè)變量之間的線性近似公式。該關(guān)系表征了幕墻系統(tǒng)的傳熱特征:太陽得熱系數(shù)和有效傳熱系數(shù)(或u值)。用該公式估算夏冬季透過幕墻的室外冷(熱)負(fù)荷十分方便,工程實(shí)用性很高。

對(duì)某建筑外呼吸雙層通風(fēng)玻璃幕墻內(nèi)的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析。討論了遮陽設(shè)施、空氣層寬度等因素對(duì)綜合傳熱系數(shù)的影響。分析比較了外呼吸雙層玻璃幕墻建筑和四種單層玻璃幕墻建筑的供暖空調(diào)能耗。結(jié)果表明,外呼吸雙層通風(fēng)玻璃幕墻是一種節(jié)能的生態(tài)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)cfd通用軟件來對(duì)某實(shí)際工程雙層玻璃幕墻進(jìn)行熱工模擬,得到熱通道內(nèi)的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上計(jì)算出進(jìn)風(fēng)口的空氣流量、平均溫度、平均風(fēng)速等物理量,并求出綜合傳熱系數(shù)k和通風(fēng)除熱效率η,然后總結(jié)一些規(guī)律。

新型夾層玻璃幕墻與夾層玻璃幕墻計(jì)算 一、前言 　　1.1什么是夾層玻璃？ 　　夾層玻璃是由兩片或兩片以上玻璃，由中間層與玻璃牢固的韌性粘 接合成的復(fù)合玻璃制品。中間層一般為透明的有機(jī)材料。夾層玻璃具有 很高的抗沖擊和抗貫穿性能，在受到?jīng)_擊破碎時(shí)，使得無論垂直安裝還 是傾斜安裝，均能抵擋意外撞擊的穿透。一般情況下，而且還能保持一 定的可見度，從而起到安全防護(hù)作用。因此，又稱為夾層安全玻璃。 　　1.2夾層玻璃在建筑物上的應(yīng)用： 　　（1）外開窗、屋面玻璃、吊頂、采光窗等部位這些部位均可使用 夾層玻璃。特別是當(dāng)屋面玻璃最高點(diǎn)距離地面大于5m時(shí)，必須使用夾 層玻璃。 　?。?）人群集中的公共場(chǎng)所和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所中裝配的有框玻璃隔斷、電 梯上用于展望外景的展望窗、樓梯扶手用玻璃、屋頂廣場(chǎng)及陽臺(tái)欄桿等 這些部位均可使用夾層玻璃。這些部位均是與人體接觸較多的部位，夾 層玻璃不僅可以降低玻璃破裂后

文章闡述了夾層玻璃幕墻的概念,并從安全、力學(xué)角度探討了新型漸層玻璃幕墻的施工建設(shè).

6.玻璃幕墻

平米單價(jià) （元） 鋁合金骨架180系列kg14.824.5362.6. 鍍鋅鐵件90x9x7kg2.036.914 鍍鋅預(yù)埋鋼板180x200x8kg0.66.94.14 化學(xué)螺栓m12x160套1.22.83.362 中空鋼化玻璃6（low-e）+9a+6㎡1240247.2 不銹鋼戴帽螺栓m12x450套1.322.33.03 不銹鋼螺栓m12x110套1.322.83.7 自攻螺栓m5x25顆22.40.081.79 巖棉5cm㎡0.091111 鍍鋅鐵皮1.2mm㎡0.24286.72 泡沫條φ20mmm2.480.30.74 雙面彈性膠帶8x10m3.650.82.92 結(jié)構(gòu)膠dc995支0.765441.04 耐候密封膠dc791支0.84

2．1概況 本工程玻璃幕墻共約為m2。 3．1施工組織人員結(jié)構(gòu) 該工程設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理1人，地盤經(jīng)理1人，項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師1人、 質(zhì)安監(jiān)總負(fù)貢1人，全面負(fù)責(zé)工程施工的組織、設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)、質(zhì) 量、安全的指導(dǎo)和處理各方面的協(xié)調(diào)工作，設(shè)立地盤工程師1人，現(xiàn) 場(chǎng)施工隊(duì)長(zhǎng)3人，安全檢查員1人，質(zhì)量檢查員2人，全面負(fù)責(zé)安裝 人員的現(xiàn)場(chǎng)組織、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)施工及安全消防工作的具體實(shí)施。根據(jù)工 程和施工面積及施工總進(jìn)度要求，組織30人左右的施工安裝隊(duì)伍，按 工程的施工及工作量進(jìn)行配置。 3．2施工技術(shù)準(zhǔn)備工作 3．3本工程幕墻施工的難點(diǎn)及重點(diǎn) a．立柱的安裝精度控制： b．玻璃組框件結(jié)構(gòu)膠打膠質(zhì)量的控制 c．密封膠填縫的控制。 4．幕墻的制作 a．鋁材加工按其特點(diǎn)分別在車間和工地內(nèi)進(jìn)行，車間和工地廠房 應(yīng)有良好的清潔條件。 b．用于加工鋁型材的設(shè)備，機(jī)具應(yīng)能保證加工的精度要求

玻璃幕墻優(yōu)缺點(diǎn) 一、優(yōu)點(diǎn) 1、玻璃幕墻建筑 玻璃幕墻是當(dāng)代的一種新型墻體,它賦予建筑的最大特點(diǎn)是將建 筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機(jī)地統(tǒng)一起來，建 筑物從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，隨陽光、月色、燈光的變化給人 以動(dòng)態(tài)的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏偉華麗的玻璃幕墻建 筑，如紐約世界貿(mào)易中心、芝加哥石油大廈、西爾斯大廈都采用了玻 璃幕墻。香港中國(guó)銀行大廈、北京長(zhǎng)城飯店和上海聯(lián)誼大廈也相繼采 用。 反光絕緣玻璃厚6毫米，墻面自重約50kg/㎡，有輕巧美觀、不 易污染、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。幕墻外層玻璃的里側(cè)涂有彩色的金屬鍍膜， 從外觀上看整片外墻猶如一面鏡子，將天空和周圍環(huán)境的景色映入其 中，光線變化時(shí)，影像色彩斑斕、變化無窮。在光線的反射下，室內(nèi) 不受強(qiáng)光照射，視覺柔和。中國(guó)1983年首次在北京長(zhǎng)城飯店工程中 采用。 去過美國(guó)紐約的人大凡會(huì)被其繁華的都市風(fēng)貌所折服

幕墻按其材料可分為鋁合金玻璃幕墻，鋁板幕墻(鋁合金單板或復(fù)合鋁板)， 鋼板幕墻、石板幕墻、陶瓷板幕墻以及用上述材料組合而成的組合式幕墻。按外 形可分為：平直幕墻、折線幕墻、圓弧幕墻、曲面幕墻和異形幕墻等。按結(jié)構(gòu)形 式可分為：有框幕墻、隱框幕墻和半隱框幕墻。由于上述各種幕墻使建筑物路面 建筑造型新穎多變，虛實(shí)對(duì)比強(qiáng)烈，環(huán)境色彩鮮艷明快，給人們以喜聞樂見的建 筑藝術(shù)形象，使城市增加了無窮的魅力。 國(guó)內(nèi)近幾年新建造的幕墻從制作安裝上均屬于框架式幕墻，在國(guó)際上已有十幾年 歷史，這種幕墻的主要特點(diǎn)是：加工制作安裝大部分在工地上完成(但隱框、半 隱框幕墻要先在加工廠粘好玻璃)。國(guó)際上最先進(jìn)的幕墻為"單元式"幕墻，也稱 第三代幕墻。這種幕墻的主要特點(diǎn)為：在幕墻加工廠制作好幕墻的單元板塊， 設(shè)計(jì)制作要求很嚴(yán)，屬于高科技技術(shù)，在我國(guó)屬新技術(shù)。單元式幕墻近兩年在國(guó) 內(nèi)已開

在計(jì)算框的傳熱系數(shù)時(shí)，按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》jgj/t151-2008的規(guī) 定，可以通過輸入數(shù)據(jù)，用二維有限單元法進(jìn)行數(shù)字計(jì)算，得到框的傳熱系數(shù)。也可以采用 該規(guī)范附錄b提供的方法計(jì)算框的傳熱系數(shù)，本計(jì)算中采用的是后者，以下關(guān)于框的傳熱系 統(tǒng)的說明均來自《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》jgj/t151-2008附錄b，其圖表索引號(hào) 同樣是該規(guī)范中的圖表號(hào)！ 本計(jì)算中給出的所有的數(shù)值全部是窗垂直安裝的情況。傳熱系數(shù)的數(shù)值包括了外框面積 的影響。計(jì)算傳熱系數(shù)的數(shù)值時(shí)取內(nèi)表面換熱系數(shù)hin=8.0w/m 2 ·k和外表面換熱系數(shù)hout=23 w/m 2 ·k。 框的傳熱系數(shù)uf的數(shù)值可以通過下列程序獲得： 1：塑料窗框 表b.0.2帶金屬鋼襯的塑料窗框的傳熱系數(shù) 窗框材料窗框種類uf[w/(m 2.k)] 聚氨酯帶有金屬加強(qiáng)筋，型材

中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 ｊｇｊ１０２—９６ 中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 ｊｇｊ１０２—９６ 主編單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院 批準(zhǔn)部門：中華人民共和國(guó)建設(shè)部 施行日期：１９９６年１２月３０日 關(guān)于發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》的通知建標(biāo)［１９ ９６］４４７號(hào) 各省、自治區(qū)、直轄市建委（建設(shè)廳），計(jì)劃單列市建委，國(guó)務(wù) 院有關(guān)部門： 根據(jù)建設(shè)部建標(biāo)，［１９９１］第４１３號(hào)文的要求，由中國(guó)建 筑科學(xué)研究院主編的《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》，業(yè)經(jīng)審查，現(xiàn) 批準(zhǔn)為強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)ｊｇｊ１０２—９６，自１９６年 １２月３０日起施行。 本規(guī)范由建設(shè)部建筑工程標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)歸口單位中國(guó)建筑科學(xué)研究院 歸口管理并負(fù)責(zé)具體解釋。 本規(guī)范由建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所組織出版。 中華人民共和國(guó)建設(shè)部 １９９６年７月３０日 目次 １總則 ２術(shù)語、符號(hào) ２．１術(shù)語 ２