双层通风玻璃幕墙热工性能模拟分析
发表时间：2017-10-10T19:44:35.430Z 来源：《基层建设》2017年第14期作者：梁镒声
[导读] 摘要：本文通过建立标准分析模型，对双层通风玻璃幕墙的热工性能进行研究分析，重点阐述了不同工况及设计参数下对幕墙热能性能的影响变化，从而找出双层通风玻璃幕墙热工性能的影响规律，以期为有关方面提供参考借鉴。
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摘要：本文通过建立标准分析模型，对双层通风玻璃幕墙的热工性能进行研究分析，重点阐述了不同工况及设计参数下对幕墙热能性能的影响变化，从而找出双层通风玻璃幕墙热工性能的影响规律，以期为有关方面提供参考借鉴。
关键词：通风玻璃；幕墙；热工性能；模拟
双层通风玻璃幕墙作为一种新型环保节能玻璃幕墙，由内、外两层幕墙组成，中间形成热通道，通过控制空气的流动可进行热量交换，达到冬季保温、夏季隔热的效果。由于其热工性能影响因素较多，为获取影响其热工性能的规律因素，现采用不同设计参数的双层幕墙及在不同工况条件下进行模拟实验，以分析其变化对热工性能的影响，从而帮助实际工程的设计提供数据支持。
1 建立标准分析模型
本文建立了典型内循环双层幕墙模型，采用Gambit软件对模型进行网格划分，应用Fluent定义其边界条件并进行热工性能分析。内循环双层幕墙示意图及相关尺寸见图1，图中H、B和D分别表示热通道的高度、宽度、厚度，din表示进风口高度，dout表示方形出风口边长。H取固定值3000mm，D取固定值200mm。参考《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》，采用冬季标准计算条件计算传热系数。外层玻璃为6+12+6mm厚的中空玻璃，内层玻璃为6mm厚单片玻璃。本文所研究的各影响参数及其取值见表1。
2.1 不同进风口高度时热工性能随出风口风速变化结果
空气间层高度为3000mm，宽度为1000mm，厚度为200mm，进风口高度分别为10mm、25mm、50mm、100mm时，外玻1（WB1）外表面、外玻2（WB2）内表面、内玻（NB）内表面、出风口（OUTLET）的平均温度以及U值随出风口风速变化结果见图2。此时各模型玻璃表面辐射率均为0.84。
由图2可知：
（1）外玻1外表面、外玻2内表面、内玻内表面、出风口的加权平均温度均随出风口风速的增大而提高；
（2）各模型U值随出风口风速的增大而降低；
（3）关闭出风口无机械通风时，各热工性能数据结果基本相同；
（4）当出风口风速由0变化到0.1m/s时，各模型外玻1外表面、外玻2内表面、内玻内表面平均温度均有显著提高，U值明显减小，特别是进风口高度为100mm对应模型的温度和U值变化幅度最大；进风口高度为10mm、25mm、50mm和100mm对应模型的外玻1外表面平均温度分别提高了0.14℃、0.36℃、0.64℃、1.1℃；进风口高度为10mm、25mm、50mm和100mm对应模型的外玻2内表面平均温度分别提高了0.55℃、1.39℃、2.45℃、4.19℃；进风口高度为10mm、25mm、50mm和100mm对应模型的内玻内表面平均温度分别提高了
0.39℃、0.94℃、1.6℃、2.61℃；进风口高度为10mm、25mm、50mm和100mm对应模型的U值分别减小了0.07W/（m2?K）、0.19W/（m2?K）、0.33W/（m2?K）、0.53W/（m2?K）；
（5）外玻1外表面、外玻2内表面的加权平均温度随出风口风速的增大具有相近的变化规律：进风口高度为10mm时，其温度整体提高速度最快，之后依次是进风口高度为25mm、50mm、100mm对应模型温度；当进风口高度为10mm和25mm时，其温度变化速度较为均匀；当进风口高度为50mm和100mm时出风口风速从0到0.1m/s时，其温度变化幅度较大，之后温度提高速度较为均匀；
（6）出风口风速为0-0.1m/s时，各对应模型的内玻内表面加权平均温度均显著提高；出风口风速大于2m/s时，进风口高度为25mm和50mm对应模型的温度基本相等；
（7）进风口高度为10mm时，在相同出风口风速条件下其出风口加权平均温度均为最低；出风口风速为0-2m/s时，出风口温度随进风