通風(fēng)幕墻的熱工模型

對杭州市某建筑的外呼吸式雙層通風(fēng)幕墻進(jìn)行了熱工性能的模擬分析,依據(jù)jgjt151-2008,采用幕墻門窗熱工性能計(jì)算軟件對內(nèi)外層幕墻的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)以及可見光透射比等參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算,并計(jì)算冬季封閉及夏季通風(fēng)狀態(tài)下的傳熱系數(shù),采用cfd技術(shù)對雙層通風(fēng)幕墻空腔內(nèi)的速度場和溫度場進(jìn)行模擬分析。本研究成果直接指導(dǎo)了該項(xiàng)目雙層幕墻的熱工設(shè)計(jì),且對類似工程具有很好的借鑒價值。

本文較為全面地討論了雙層通風(fēng)幕墻的主要性能與特點(diǎn)。

雙層通風(fēng)幕墻產(chǎn)生于上個世紀(jì)九十年代的歐洲，由于其隔熱、保溫、隔聲性能較好，在工程建造中廣泛應(yīng)用。由于雙層通風(fēng)幕墻的工程造價較高，且技術(shù)比較復(fù)雜，加之占用了大量的建筑空間，因而在建筑工程中的應(yīng)用受到很大限制。本文主要對雙層通風(fēng)幕墻的構(gòu)造進(jìn)行分析，進(jìn)而結(jié)合具體的工程案例進(jìn)行說明，為工程建設(shè)提供相關(guān)借鑒。

雙層通風(fēng)幕墻于20世紀(jì)90年代在歐州出現(xiàn)，并逐漸得到應(yīng)用，尤其在德國應(yīng)用更為廣泛。它對提高幕墻的保溫、隔熱、隔聲功能起很大的作用，目前國內(nèi)也在設(shè)計(jì)建造雙層通風(fēng)幕墻。

雙層通風(fēng)幕墻能夠較好的解決自然采光與建筑物理性能間的矛盾,應(yīng)用前景廣泛。本文追溯雙層通風(fēng)幕墻的歷史及演化過程,并總結(jié)了目前國內(nèi)雙層通風(fēng)幕墻發(fā)展現(xiàn)狀,對我國雙層通風(fēng)幕墻以后的發(fā)展具有借鑒作用。

介紹了雙層通風(fēng)幕墻的發(fā)展現(xiàn)狀、系統(tǒng)原理及構(gòu)成,分析了其所具有的優(yōu)越性,并對影響其推廣和使用的因素進(jìn)行了探討,以促使幕墻在滿足裝飾作用的同時又達(dá)到節(jié)能降耗的效果。

雙層通風(fēng)幕墻的構(gòu)造及工程應(yīng)用

夏熱地區(qū)熱通道玻璃幕墻的熱工數(shù)學(xué)模型——本文介紹了熱通道玻璃幕墻的簡單數(shù)學(xué)模型。模型的物理概念和trombe墻相似。該幕墻由外側(cè)單層和內(nèi)層中空玻璃組成熱通道。列出穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下熱通道的熱平衡方程，通過線性矩陣求解了兩個玻璃和通道內(nèi)空氣的平均溫度，并使用...

分析室內(nèi)外火災(zāi)對于通風(fēng)幕墻的影響以及幕墻材料的受火反應(yīng),介紹不同幕墻系統(tǒng)的防火構(gòu)造措施。

雙層通風(fēng)幕墻結(jié)構(gòu)復(fù)雜,分類方式眾多,文章簡述了國內(nèi)外各種雙層通風(fēng)幕墻的分類方式和功能特點(diǎn),并在綜合分析各種分類方式的基礎(chǔ)上,結(jié)合建筑師的應(yīng)用要求對其分類進(jìn)行了優(yōu)化。

淺析雙層通風(fēng)幕墻 摘要：文章主要闡述了雙層通風(fēng)幕墻構(gòu)造、分類及其應(yīng)用，重點(diǎn)突出它的節(jié) 能環(huán)保特點(diǎn)，對建筑師和投資者等有很好的參考意義。 關(guān)鍵字：雙層通風(fēng)幕墻特點(diǎn)應(yīng)用 珍貴的能源是人類耐以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，保護(hù)我們生存的地球環(huán)境是 關(guān)系到人類生死存亡的迫切任務(wù)，因此，節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前人類尋 求可持續(xù)良性發(fā)展的主題之一，環(huán)保要求節(jié)能，節(jié)能促進(jìn)環(huán)保。作為現(xiàn)代建筑的 象征，建筑幕墻得到越來越廣泛的應(yīng)用，但是包括幕墻、門窗在內(nèi)的建筑外圍護(hù) 結(jié)構(gòu)綜合能耗占建筑能耗的75%以上，現(xiàn)在廣泛使用的單層玻璃幕墻雖然逐漸采 用鍍膜玻璃、中空玻璃、斷熱型材等其他節(jié)能材料，但仍存在能耗較大的問題。 最近幾年發(fā)展的雙層通風(fēng)幕墻以其科學(xué)的結(jié)構(gòu)、完善的功能、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念, 充分利用太陽能、自然通風(fēng)換氣，降低空調(diào)能耗，減少風(fēng)雨及惡劣氣候的影響， 營造舒適溫馨的生活或工作環(huán)境，越來越受到建

介紹了帶遮陽百葉的熱通道玻璃幕墻的簡單數(shù)學(xué)模型。該幕墻由外側(cè)單層玻璃幕墻和內(nèi)側(cè)中空玻璃幕墻組成熱通道,通道中內(nèi)置遮陽百葉以減少太陽能透射得熱。在夏熱地區(qū),空氣在通道中被太陽輻射加熱,處于自然通風(fēng)狀態(tài)之下。列出了穩(wěn)態(tài)條件下系統(tǒng)的熱平衡方程,通過線性矩陣求解了太陽輻射和外界環(huán)境溫度分別改變時,兩個玻璃和通道內(nèi)兩個空氣層及百葉的平均溫度。計(jì)算模擬表明,內(nèi)置遮陽百葉的熱通道幕墻的內(nèi)層中空玻璃的外表面溫度較傳統(tǒng)單層幕墻的表面溫度有明顯降低;與無遮陽百葉的熱通道幕墻相比,室內(nèi)透射得熱量有很大減少,傳熱系數(shù)也比中空玻璃和無遮陽百葉的熱通道幕墻有顯著降低。

智能幕墻中通風(fēng)幕墻最主要的功能和特點(diǎn)就是節(jié)能。智能幕墻中通風(fēng)幕墻主要是由外幕墻結(jié)構(gòu)、內(nèi)幕墻結(jié)構(gòu)、進(jìn)風(fēng)裝置、排風(fēng)裝置以及動力機(jī)械系統(tǒng)等組成，有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是封閉武通風(fēng)幕墻，一種是開敞式通風(fēng)幕墻。在智能幕墻中通風(fēng)幕墻中，外幕墻結(jié)構(gòu)一般都是選用透光性好的幕墻結(jié)構(gòu)，例如點(diǎn)支式全玻璃幕墻等，內(nèi)幕墻結(jié)構(gòu)都是選用落地窗式幕墻結(jié)構(gòu)。進(jìn)風(fēng)裝置在緩沖區(qū)的下端，排風(fēng)裝置在緩沖區(qū)的上端，空氣都是在緩沖區(qū)內(nèi)流通等。通風(fēng)幕墻的節(jié)能技術(shù)分析主要包括：封閉式通風(fēng)幕墻節(jié)能技術(shù)、開敞武通風(fēng)幕墻節(jié)能技術(shù)以及保溫隔熱節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)。保溫隔熱節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)主要包括：保溫設(shè)計(jì)、隔熱設(shè)計(jì)以及隔輻射熱傳播設(shè)計(jì)。

玻璃幕墻結(jié)構(gòu)廣泛用于高標(biāo)準(zhǔn)的建筑外墻裝飾,由于其隔熱、保溫效果不如實(shí)心墻體,且產(chǎn)生光污染。因此,在采用玻璃幕墻的同時,如何從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡可能節(jié)省能源、減少玻璃光污染是面臨的新課題。文中以深圳電視中心大廈為例,介紹了設(shè)計(jì)中采用的一些做法,為同類工程提供有益的參考。

隨著計(jì)算機(jī)資源的不斷豐富,研究雙層玻璃幕墻的熱工計(jì)算模型逐漸多樣化。主要分為6種:集總參數(shù)模型、無量綱分析法、氣流網(wǎng)絡(luò)模型、有限體積模型、區(qū)域模型、cfd模型,本文分別介紹了6種模型的特點(diǎn)及應(yīng)用。

研究雙層幕墻在溫差作用下引起熱氣流流動狀態(tài)。針對雙層幕墻通道,建立氣流的n-s動量方程、連續(xù)性方程和溫度場方程,將通道分成有限段單元,在一維流動下尋求方程組的解析解,通過單元間的速度、壓力及溫度連續(xù)條件化為數(shù)值解,開發(fā)有限分析計(jì)算軟件,并給出計(jì)算實(shí)例。

研究雙層幕墻在不同太陽熱輻射產(chǎn)生的溫差作用下引起的熱氣流流動狀態(tài),建立熱氣流的動力學(xué)方程、連續(xù)性方程和溫度場方程,將通道分成有限段單元,用有限分析法尋求局部解析解轉(zhuǎn)化為全局?jǐn)?shù)值解,設(shè)計(jì)有限分析計(jì)算軟件。根據(jù)氣候資料,用數(shù)據(jù)處理法計(jì)算幕墻所在地春、秋季太陽輻射照度,以及雙層幕墻的熱氣流。

長期以來,在各種幕墻的主體結(jié)構(gòu)保溫中,無論采用哪種構(gòu)造方式,保溫層承受的風(fēng)荷載很少被人注意,以致在很多實(shí)際工程中,出現(xiàn)了填充的保溫層坍塌、離層、脫離等現(xiàn)象,特別是在使用一些低容重的礦物棉或在濕熱條件作用后失去強(qiáng)度的礦物棉條件下。這一方面是材料自身強(qiáng)度的問題,另一方面是在實(shí)際使用過程中老化后風(fēng)荷載對材料的影響。通風(fēng)幕墻的等壓結(jié)構(gòu)或緩壓結(jié)構(gòu),可降低面板的荷載設(shè)計(jì),使用更低強(qiáng)度的面板和龍骨,這一方面為降低面板荷載帶來了機(jī)遇,但另一方面對內(nèi)部的保溫層帶來了極大的挑戰(zhàn)。

熱帶建筑第4卷第3期 22tropicarchitecture2006年9月 收稿日期:2006年5月. 作者簡介:趙立華(1968-),女,副教授. 雙層外通風(fēng)玻璃幕墻熱工性能模擬分析 趙立華高云飛李麗陳卓倫 (華南理工大學(xué)亞熱帶建筑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州,510640) 摘要:以杭州某實(shí)際工程為例,采用cfd方法,模擬分析了雙層通風(fēng)玻璃幕墻的氣體流動情況和溫度場分布情況,討論 了遮陽設(shè)施、空氣層寬度等因素對雙層通風(fēng)玻璃幕墻綜合傳熱系數(shù)的影響;利用能耗分析軟件對工程中應(yīng)用的雙層通風(fēng) 玻璃幕墻與其他各種單層玻璃幕墻進(jìn)行了能耗比較分析。 關(guān)鍵詞:雙層通風(fēng)玻璃幕墻;速度場;溫度場;綜合傳熱系數(shù) simulationandanalysisofthetherma

對某建筑外呼吸雙層通風(fēng)玻璃幕墻內(nèi)的速度場和溫度場進(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。

雙層通風(fēng)幕墻是當(dāng)今生態(tài)建筑中普遍采用的一項(xiàng)技術(shù)．被譽(yù)為“可呼吸的皮膚”它主要針對以往幕墻耗能高、室內(nèi)空氣質(zhì)量差等問題，用雙層體系作維護(hù)結(jié)構(gòu)，提供自然通風(fēng)以增加室內(nèi)空間舒適度、降低能耗。雙層皮通風(fēng)外墻種類繁多，但其實(shí)質(zhì)是在雙層墻之聞留有一定寬度的空氣間層，此空氣間層被空氣“廊”以不同方式分隔而形成一系列溫度緩沖空間，該文會著重在雙層通風(fēng)幕墻的作用原理以及設(shè)置方法做出一定的闡述。

通過對雙層通風(fēng)玻璃幕墻的節(jié)能原理及其傳熱過程的分析,并運(yùn)用cfd流體模型對幕墻傳熱進(jìn)行了模擬分析,驗(yàn)證了其節(jié)能原理,推導(dǎo)出幕墻的整體傳熱系數(shù),為雙層通風(fēng)玻璃幕墻的熱工設(shè)計(jì)提供計(jì)算依據(jù),并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)建議。