被动蒸发冷却式双层皮玻璃幕墙传热过程分析
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幕墙设计中的热量传递分析幕墙作为现代建筑的一种重要设计元素,不仅具有美观的外观效果,还能在保温、节能等方面发挥重要作用。
然而,在幕墙的设计和使用过程中,热量传递一直是一个需要关注的重要问题。
本文将对幕墙设计中的热量传递进行详细分析,并探讨一些相关的解决方案。
一、热量传递的基本原理热量传递是指热能从高温区传递到低温区的过程。
在幕墙设计中,热量传递主要分为三种形式:传导、对流和辐射。
1. 传导:传导是通过固体材料内部粒子的碰撞和振动传递热量的过程。
在幕墙设计中,传导主要通过幕墙构件(如铝合金等)进行传递。
传导热量的大小与材料的热传导系数和厚度有关。
2. 对流:对流是指通过流体介质(如空气)的变动传递热量的过程。
在幕墙设计中,空气是主要的传热介质,因此对流的影响非常重要。
对流传热的大小与空气流动速度、温度差等因素有关。
3. 辐射:辐射是指热量以电磁波的形式传递的过程。
它对幕墙传热的影响取决于幕墙材料的吸收、反射和发射能力。
一般来说,暖色调的材料吸收能力较高,而冷色调的材料反射能力较高。
辐射传热的大小与材料表面的温度、表面发射系数等因素有关。
二、热量传递的影响因素在幕墙设计中,热量传递受到多个因素的影响。
主要的影响因素包括外部温度、内部温度、幕墙材料的热物性、幕墙结构设计等。
1. 外部温度:外部温度是指幕墙表面与室外环境之间的温差。
外部温度的高低直接影响着幕墙设计的保温效果。
在寒冷地区,应采用保温性能较好的材料和结构来减少热量传递。
而在炎热地区,则需要考虑降低幕墙内部温度的方法。
2. 内部温度:内部温度是指幕墙内空间与室内环境之间的温差。
内部温度的高低直接影响幕墙的传热,过高的温度会导致传导和对流传热的增加。
因此,在幕墙设计中需要合理控制室内温度。
3. 幕墙材料的热物性:幕墙材料的热传导系数、热容量和厚度等物性参数直接影响着热量传递的大小。
选择合适的幕墙材料可以在一定程度上减少热量传递。
4. 幕墙结构设计:幕墙结构设计中的细节也会对热量传递产生影响。
太阳辐射条件下双层皮玻璃幕墙性能动态分析的开题报告题目:太阳辐射条件下双层皮玻璃幕墙性能动态分析背景与意义:双层皮玻璃幕墙作为一种新型建筑幕墙,具有良好的隔热隔音性能、通透性和美观性。
然而,在夏季高温条件下,太阳辐射对双层玻璃幕墙的热性能和采光性能会产生较大影响,可能导致室内温度过高、光线过亮等问题。
因此,对于双层皮玻璃幕墙在太阳辐射条件下的性能分析具有重要意义,能够为设计和实际应用提供理论支持和技术参考。
研究内容:本研究将针对太阳辐射条件下双层皮玻璃幕墙的热性能和采光性能分别进行动态分析。
具体研究内容如下:1. 建立双层皮玻璃幕墙的数值模型,包括玻璃板、隔热层、支撑结构等部分。
2. 根据太阳辐射特点,建立太阳辐射模型,考虑不同季节、日照角度等因素对太阳辐射的影响。
3. 运用有限元软件对双层玻璃幕墙在太阳辐射条件下的热传递过程进行模拟计算,并分析热传递路径、热传递系数、表面温度等参数的变化规律。
4. 运用光学模拟软件对双层玻璃幕墙在太阳辐射条件下的光透过率和照度分布进行模拟计算,并分析不同条件下的光学性能。
预期成果:1. 建立太阳辐射条件下双层皮玻璃幕墙动态性能分析的研究模型,提高了幕墙性能研究的科学性和可靠性。
2. 分析双层玻璃幕墙在太阳辐射条件下的热性能变化规律和机理,为幕墙热工性能优化提供理论支持。
3. 分析双层玻璃幕墙在太阳辐射条件下的光学性能变化规律和机理,为幕墙采光性能优化提供理论支持。
4. 提出针对太阳辐射条件下双层皮玻璃幕墙的性能优化策略,为幕墙设计和实际应用提供技术参考。
关键词:双层皮玻璃幕墙;太阳辐射;热性能;采光性能;动态分析。
双层皮玻璃幕墙热特性的简化计算方法宁勇飞;张杰;陈刚【摘要】双层皮玻璃幕墙的复杂热工特性使得它在建筑设计过程中热工参数和计算方法存在诸多的不确定性.为了避免采用复杂耗时的数值计算方法,本文采用集总方法,结合实测数据,对双层皮玻璃幕墙系统的热工性能进行了模拟计算.结果显示,模拟结果与实测结果吻合度较好,该法在幕墙设计计算中可行.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2015(034)002【总页数】4页(P68-70,67)【关键词】双层皮玻璃幕墙;热工性能;集总方法【作者】宁勇飞;张杰;陈刚【作者单位】南华大学城市建设学院;南华大学城市建设学院;南华大学城市建设学院【正文语种】中文双层皮玻璃幕墙已经成为现代建筑广泛采用的墙体形式,作为一种特殊围护结构,具有传统墙体不具备的优点,绚丽的玻璃使建筑呈现出美丽的外观,良好的透光性使人与自然环境具有更好的亲近感[1]。
此外,双层皮玻璃幕墙系统具有良好的隔声性能和节能特性[2,3]。
双层皮玻璃幕墙通常由内、外两层玻璃层及中间空气腔构成。
为了防止眩光和达到一定的节能效果,通常在双层皮玻璃幕墙中设置百叶遮阳装置或者遮阳卷帘。
然而,双层皮玻璃幕墙复杂的热工特性和不同气候条件下的适用性方面的研究尚不够完善[4~6]。
国内的李荣敏[7]等人用有限元分析软件ANSYS对玻璃幕墙热通道的气流组织进行了模拟分析,认为并非所有双层皮玻璃幕墙都能实现烟囱效应。
刘斌[8]采用CFD软件对双层皮玻璃幕墙的热工参数进行了计算。
在欧洲玻璃幕墙的应用与研究较为广泛,Elisabeth Gratia[9~11]等人通过大量的现场实验与软件模拟分析对比,对双层皮玻璃幕墙的节能性能进行了较为全面的研究。
Heinrich Manz[12]分析了双层玻璃幕墙的光学、动态传热和流体动力学特性,并通过实验进行验证,具有较好的一致性。
本文采用简化的集总方法,结合冬季实测数据,模拟分析双层皮玻璃幕墙系统的逐时温度变化规律,为建筑设计过程中双层皮通风玻璃幕墙参数设计提供参考。
双层玻璃幕墙节能技术工作原理分析摘要:双层玻璃幕墙(DSF)的节能效果已经得到广泛认可,但对于多少设计工作而言,其节能原理认知仍不全面,从而在建设设计环节缺少灵活性,无法充分发挥双层玻璃幕墙的节能作用。
本文对双层玻璃幕墙的节能原理进行解析,从而为建筑师在方案设计阶段提供技术支持。
关键词:双层幕墙,建筑节能,工作原理陕西省土地工程建设集团内部科研项目(DJNY-YB-2023-06)一、双层幕墙空气流动控制原理根据《建筑幕墙》GB/T 21086—2007中的定义,双层玻璃幕墙是由外层幕墙、热通道和内层幕墙(或门、窗)构成,且在热通道内可以形成空气有序流动的建筑幕墙。
其中的空腔是其区别于普通单层幕墙的重要特征。
空腔内空气的流性能是幕墙设计的依据,也是决定其气候适应性、热舒适性和节能性的基础[[1]]。
因此,双层玻璃幕墙不同于一般的围护结构,它实际是一个复杂的系统,不同的气象条件、玻璃材料、空腔尺寸、遮阳设置等都会对其运行效果运行产生显著的影响。
因此理解双层幕墙(DSF)系统内的传热机理和通风原理对合理选择幕墙的运行模式和控制策略至关重要。
图1 外循环与内循双层幕墙系统双层幕墙在冬季的工作原理,即在冬季关闭上下通风口,形成封闭的缓冲层,由此使空腔内获得更高的温度和更小的空气流动,增强幕墙系统的保温性能[[2]]。
图1为双层幕墙在夏季的运行模式,即在夏季打开上下通风口,利用热压形成自然通风,辅助空气间层及内侧玻璃外表面降温,增强幕墙系统的通风散热效果。
因此,准确的传热计算和气流模拟是体现双层幕墙利用效果和节能潜力的关键。
动状态和空腔两侧各层界面材质的物理特性决定了幕墙系统的传热和通风性能。
根据通风方式的不同,双层通风幕墙根据通风方式的不同一般可分为内循环双层玻璃幕墙和外循环双层玻璃幕墙两种,分别如图1所示。
基于上述背景,本章以Grasshopper 的参数化设计平台为基础,利用性能模拟工具Arch Sim和多目标优化工具Octopus,对筛选得到的关键设计要素进行参数化定义,从而实现对不同输入参数的快速模拟与结果反馈,以提高样本数量和计算效率,增强结论的准确性和适用性,使结论既考虑高大空间建筑的特殊性,又符合方案阶段的设计特点和需要,真正服务于DSF在高大空间建筑中的设计实践。
浅谈双层玻璃幕墙的工作原理及设计要点双层玻璃幕墙的工作原理:寒冷季节,玻璃幕墙可以最大限度的吸收太阳辐射热,通过调节进出风口的大小,可以控制适当的新风换气量,而进入两层玻璃幕墙之间的缓冲空间的空气,已被阳光初步加热。
再送入室内时可减少送暖量。
夏季炎热时期,位于两层玻璃空间的遮阳设施被放下来,绝大部分太阳辐射能量在这里被挡住,并通过精心组织的自然通风排到建筑之外。
由于外层玻璃具有遮风避雨及防盗作用,夜间室外冷空气可以通过开启的内侧窗户冷却建筑。
楼板等高蓄热体,次日上午气温上升时,楼板、墙体等将会有效地冷却室内温度。
/ r# 在春秋季节双层幕墙的开启可以完全打开室内达到完全自然通风。
双层玻璃幕墙的通风模式:双层玻璃幕墙的主要优点之一是全年大部分时间里可以实行自然通风包括高层建筑在刮风下雨的天气里。
在组织通风系统时要考虑避免室内排出的浑浊空气,被再次吸如室内。
在实际工程中有下列四种双层幕墙通风系统。
1)楼层水平进出风口对角通风系统2)带窗下墙的通风系统3)竖向窗框进风,横向排风系统: n4)带竖向风道的箱式外窗排风系统- q双层智能玻璃幕墙的优点:8双层玻璃幕墙的最大优点在于它能够根据外界条件的变化而调节其机制,以达到最大限度地利用自然光照明、取暖、通风,同时减少过多的热辐射、眩光、风沙等不利条件以创造舒适健康的室内环境。
具体优点:#运用空气热压原理和烟囱效应,把新鲜空气吸入室内,同时把室内污浊空气排到室外,并能够有效防止灰尘进入室内。
实现一年四季,无论刮风下雨,特别上在高层建筑上都能达到自然通风。
由于采用双层玻璃幕墙和中间缓冲空气层,使幕墙整体的冬季保温,夏季隔热性能非常优越。
高层建筑遮阳可以设置在双层玻璃幕墙中间,可以把太阳能隔在室外。
这在一般高层建筑上是做不到的。
合理的采光功能,可根据使用者的需要调整光线的亮度和入深入射方向。
由于形成了中间空气缓冲层,使冬季主要进入室内的空气得到初步加温;夏季主要的热辐射被遮挡在中间缓冲层之后,被有组织地排出室外,因而能够有效地节约采暖制冷能源。
第十部分、被动式双层幕墙热工计算第一章、工程概况本工程为奥运射击馆现象,幕墙形式为被动式双层幕墙。
第二章、计算依据及参考资料业主提供的招标图纸及技术要求;1、本公司设计的幕墙投标方案图;2、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003);3、《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-93);4、《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113-2003);5、《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》;6、《空气调节设计手册》中国建筑工业出版社;7、《高层建筑空调与节能》同济大学出版社;8、《空气调节的科学基础》中国建筑工业出版社。
9、《建筑物理》华南理工大学出版社10、《工程流体力学》高等教育出版社第三章主要材料及计算参数一、主要材料及热工参数二、基本参数内外幕墙玻璃之间的热通道宽度为:575 mm(可视区域),430 mm(层间位置)。
建筑总高:17.700 m建筑层高:5 m建筑室内净高:3.26 m建筑位置:北京市(北纬39o48’),以北纬40o计算。
大气透明度等级:4级。
根据《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003)附表C 。
空气渗透性能分级:Ⅱ级。
内层幕墙开启扇缝隙渗风系数:0.3 m3/(m·h·Pa0.67)。
夏季空调室外计算干球温度:33.2 ℃;夏季空调室外计算日平均温度:28.6 ℃;夏季空调室外通风温度:30.0 ℃;冬季空调室外计算干球温度:-12.0 ℃;冬季空调室外通风温度:-5.0 ℃。
夏季空调室内计算温度:26.0 ℃;冬季空调室内计算温度:20.0 ℃。
空气的比热容取:1.004 kJ/kg·K第四章、夏季工况下的玻璃幕墙热工计算一、通道日射得热量计算日射得热取决于很多因素,从太阳辐射方面来讲,辐射强度、入射角均依纬度、月份、日期、时间的不同而不同。
从幕墙本身的结构来说,它随玻璃的光学性能、幕墙结构、特性、是否遮阳等而异。
双层玻璃通风幕墙工作原理双层玻璃通风幕墙,这听起来是不是有点高大上?像是高楼大厦里那些让人看了就觉得特别有科技感的东西。
说实话,你可能天天都在它旁边走来走去,却从来没想过它到底是怎么一回事。
今天我们就来聊聊这个有点神秘的东西,解开它的面纱。
别看它名字复杂,其实它的工作原理挺简单的。
就像你穿了一件透气的衣服,走在路上,风一吹,凉爽的感觉是不是立马就来了?双层玻璃通风幕墙也差不多是这个原理,它通过两层玻璃之间的空气流动来调节室内外温度,让建筑看起来更有科技感,还能保持室内环境舒适。
你要是仔细看看现代城市的那些高楼大厦,特别是那些玻璃外立面的建筑,肯定能发现很多地方用的都是双层玻璃幕墙。
这种设计,不光好看,还能节能降温。
怎么做到的呢?其实就是通过玻璃外面的一层和里面的一层之间的空气流动来达到自然通风的效果。
这两层玻璃之间留有一个空隙,好比人类的“透气皮肤”,空气通过这个空隙流动,既能带走外面热气,又能保持室内的温度。
你想啊,外面太阳毒辣,室内热得像蒸笼一样,双层玻璃幕墙一通风,立马就能降低温度,几乎不需要开空调,舒适又省电。
可是别以为这只是简单的玻璃加空气流动那么回事儿,这里面其实有点学问。
外面那层玻璃的主要作用就是挡住太阳的热量,同时又不妨碍室内的光线照进来,给你一种明亮的感觉。
然后,外层玻璃和内层玻璃之间的空气流动,不光是让热气排出去那么简单,它还能把室内的湿气带走,避免出现潮湿的情况。
你也知道,潮湿的环境容易让墙壁发霉,空气不新鲜,对健康不太好。
双层玻璃幕墙的通风功能,恰恰能防止这些问题。
当然了,双层玻璃通风幕墙的好处可不止这些。
比如,它还能起到隔音的效果。
你想想,城市里车水马龙,噪音那是相当的大,有了这种玻璃幕墙,隔音效果明显,安静多了。
特别是那些住在高层的人,隔着玻璃都能感觉到外面世界的喧嚣,而有了双层玻璃以后,这些噪音就被有效地隔离开了。
就算外面风大得像台风一样,你也能安安静静地待在室内,不受打扰,简直就是城市生活的“避风港”!可是,双层玻璃通风幕墙也是有讲究的,不能随便装。
双层通风玻璃幕墙的热过程及热工设计发表时间:2016-08-02T16:20:27.780Z 来源:《基层建设》2016年9期作者:杭飞[导读] 随着科学发展和人们生活水平的不断提高,当前建筑对玻璃幕墙的要求越来越高,玻璃幕墙的通风性和传热性也更受重视。
浙江大学建筑设计研究院有限公司 310012摘要:随着科学发展和人们生活水平的不断提高,当前建筑对玻璃幕墙的要求越来越高,玻璃幕墙的通风性和传热性也更受重视。
但是,由于我国对双层通风玻璃幕墙的设计和使用时间都比较短,因此对其热工计算还存在一定的不足和缺陷,本文就主要针对这一问题,分析了双层通风玻璃幕墙的传热过程和节能原理,同时根据CFD流体模型,模拟分析了双层通风玻璃幕墙的传热过程,在得出玻璃幕墙整体传热系数的同时,进一步印证节能原理,进而服务于双层通风玻璃幕墙的热工设计,提出相关建议。
关键词:双层通风;玻璃幕墙;热工设计随着高层建筑时代的到来,玻璃幕墙的应用越来越普遍,由于其具有良好的通透性、质感强越来越受到建筑业的欢迎。
玻璃幕墙结合了科学技术的应用及建筑美学设计的优势,是现代建筑业的结晶,与传统的单层玻璃幕墙相比,其设计理念先进、结构科学合理、功能相对完善,受到人们的喜爱。
一、双层通风玻璃幕墙概述双层通风玻璃幕墙结构不断优化,内外两层玻璃幕墙发挥了不同的作用。
外层幕墙通常选择有框玻璃幕墙或者点支式玻璃幕墙,对于防止风雨等恶劣气候的到来具有巨大作用;而内层幕墙往往选用明框玻璃幕墙,通常要进行维修或清洁,为了使其更加方便,在设计时一般会开设活动窗。
内外层科学合理的设计结构,形成了相对封闭的热通道,加强了空气的相对流动、交换过程。
(空气循环示意图见图1)根据空气流动方式的划分,双层通风玻璃幕墙又分为封闭式内通风幕墙、开敞式外通风幕墙,由于前者的空气循环主要通过机械系统实现,对设备的要求较高,对于采暖地区应用更为有利。
开敞式外通风幕墙则主要依靠自然通风,不需要借助专业机械设备,相对来说,成本较低,当室外的风在进风口进入后,外层幕墙与内层幕墙形成的热通道将热量带走,然后从外层的幕墙排风口排出,对封闭的内层幕墙完全不影响。
双层玻璃幕墙自然对流换热的数值模拟江苏经贸职业技术学院马骞徐建峰宋保银摘要简要介绍了双层玻璃幕墙的节能原理,建立了双层幕墙空气腔内的流体力学和传热学二维稳态数学模型,用数值计算的方法得出空气腔内的温度分布和速度分布。
结果可以看出,幕墙的散热效果与遮阳板的位置有一定关系,遮阳板越靠近外层幕墙,其散热效果越明显。
关键词双层玻璃幕墙自然对流数值模拟1 概述建筑幕墙作为建筑的外围护结构,其热工性能直接影响建筑能耗。
现在广泛使用的单层玻璃幕墙,虽然逐渐采用热反射镀膜玻璃、中空玻璃、断热型材等其它节能材料,在热工性能方面比过去的门窗有所改善,但仍然存在能耗较大的问题。
最近几年发展的双层玻璃幕墙以其科学的结构、完善的功能、先进的设计理念,充分利用太阳能、自然通风换气,降低空调能耗,减少风及恶劣气候的影响,营造舒适温馨的生活和工作环境等优点,越来越受到建筑师和投资者的青睐。
1.1双层玻璃幕墙的组成双层玻璃幕墙是由内、外两层玻璃幕墙组成,两层幕墙中间要形成一个通道,同时外层幕墙设置进风口和出风口。
外层幕墙一般是厚度为12mm或15mm左右的固定玻璃,不能自由打开。
内层幕墙是由两个玻璃薄层夹着一层空气薄层,所以可以说双层玻璃幕墙结构其实包含着三层玻璃[1,2]。
内层幕墙可以是窗户,也可以是玻璃门,因此是可以打开的。
两层幕墙间的中层空间宽度没有严格限制,可以在0.2m~1.4m范围内变化。
里面的空气以自然对流为主。
同时由于中层空间的存在,因而双层玻璃幕墙能提供一个保护空间以安置遮阳设施(如活动式百叶、固定式百叶或价格昂贵的阳光控制构件)。
已有的实验数据资料证明,在双层墓墙间设置的遮阳百叶比普通建筑使用的内置百叶具有更佳的遮阳效果。
1.2双层幕墙的节能原理双层幕墙的节能是指幕墙在夏季利用遮阳板吸热产生空气自然对流,通过通风换气将太阳辐射能带到室外,从而降低室内温度;在冬季(尤其是夜晚)形成多重隔热,提高保温效果,降低取暖能耗。