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。