建筑環(huán)境學論文——太陽輻射下雙層玻璃幕墻能耗研究(已修改)
2025-06-21 22:20 本頁面
【正文】 土木工程與力學學院 建筑環(huán)境與能源應用工程 建筑環(huán)境學 論 文 指導老師：親愛可親的周葉老師 13級建筑環(huán)境與能源應用工程二班 王智華 2021800813 建筑環(huán)境學論文 —— 太陽輻射下雙層玻璃幕墻能耗研究 學院： 土木 工程與力學學院 班級： 建環(huán)二班 姓名： 王智華 學號： 2021800813 摘要： 由于雙層玻璃幕墻在能耗效率和隔聲降噪等方面遠優(yōu)于單層玻璃幕墻，這使得近年來雙層玻璃幕墻在我國發(fā)展迅速。但是，因為雙層玻璃幕墻的傳熱過程十分復雜，工程設計人員很難準確計算雙層玻璃幕墻的能耗。目前，幾乎沒有研究直接關注透過雙層玻璃幕墻的室內(nèi)得熱量，而室內(nèi)得熱量是與建筑能耗直接相關的。 本文中給出的線性公式只是針對本實驗中所使用的玻璃組合，考慮到實驗所消耗的時間成本和人力成本巨大，本文利用實驗數(shù)據(jù)來驗證計算流體力學 軟件的模型設置，對于不同玻璃組合的雙層玻璃幕墻可采用軟件模擬的手段得到類似的計算雙層玻璃幕墻能耗的公式。在驗證軟件模型的研究中，以實驗測量的初始值為邊界條件，利用計算流體力學軟件FLUENT12． 0對四種不同太陽輻射的實驗工況進行了模擬。模擬結果中通過雙層玻璃幕墻進入室內(nèi)的熱量結果與實驗測量結果非常相近，因此可以證明模擬模型的準確性。同時，實驗中也進行了一組雙層玻璃幕墻空腔中加入遮陽布的實驗，以此來考量遮陽設施的節(jié)能效果。 最后，總結了本文的主要成果、研究中存在的問題及對下一步工作的展望。 關鍵字 ： ：雙層玻 璃幕墻；太陽輻射；實驗驗證；計算流體力學模擬；能耗計算 正文： 自從上世紀中葉以來，玻璃幕墻以其通透及富有現(xiàn)代力的外觀贏得了眾多建 筑師的喜愛，首先在一批超高層中得以應用。隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展以及工業(yè)技術 的成熟，現(xiàn)代都市中越來越多的建筑使用玻璃幕墻作為建筑表皮。雖然玻璃的透 光性在建筑采光上有很大的優(yōu)勢，使建筑內(nèi)環(huán)境顯得明亮，但是大量的太陽輻射 通過玻璃進入室內(nèi)，也極大的增加了空調(diào)能耗。而傳統(tǒng)的單層玻璃幕墻在使用外 遮陽時，也存在著影響建筑立面以及遮陽構件安裝困難等問題。因此，雖然內(nèi)遮 陽的 效果非常不好，但依然是現(xiàn)在單層玻璃幕墻的主要遮陽形式。 雙層玻璃幕墻作為單層玻璃幕墻的改進形式，主要有三方面優(yōu)勢：一是雙層 玻璃幕墻本身是由外側玻璃及中空玻璃組成，在選用中空玻璃時使用太陽得熱系 數(shù)低的 lowe玻璃時，雙層玻璃幕墻系統(tǒng)本身的太陽得熱系數(shù)就會低于單層玻璃 幕墻；二是在雙層玻璃幕墻的上下兩側各有一個開口，由于煙囪效應可以形成熱 對流，帶走一部分玻璃吸收的熱量；三是在雙層玻璃幕墻的空腔內(nèi)裝置遮陽設備， 既安全可靠又不影響建筑的外立面，卻可以大幅度的減小建筑能耗。因此，雙層 玻璃幕墻自從上世紀 90年代開始，在全球都得到了廣泛的發(fā)展。 但是由于在雙層玻璃幕墻中同時存在著相互耦合且不穩(wěn)定的太陽輻射熱傳 遞；內(nèi)外層玻璃表面、中間遮陽與空腔氣體的對流換熱；內(nèi)層玻璃與室內(nèi)的輻射 換熱等耦合熱過程
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