【幕墻熱工性能】

（一）性能模擬

內(nèi)循環(huán)雙層通風(fēng)玻璃幕墻熱工性能模擬內(nèi)循環(huán)雙層玻璃幕墻通道熱氣流流動(dòng)屬流動(dòng)力學(xué)及傳熱傳質(zhì)學(xué)問(wèn)題，包含質(zhì)量的傳遞、動(dòng)量及能(熱)量的交換等諸多因素，極其復(fù)雜。國(guó)內(nèi)外的研究多半停留在實(shí)驗(yàn)階段，理論計(jì)算要精確求解流體動(dòng)力學(xué)和傳熱方程十分困難，邊界條件復(fù)雜。但是雙層通風(fēng)玻璃幕墻的熱工計(jì)算不但是雙層通風(fēng)玻璃幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，更是設(shè)計(jì)方案在實(shí)際應(yīng)用中效果檢驗(yàn)的重要依據(jù)。因此本工程立足于結(jié)合熱工性能計(jì)算分析和CFD模擬計(jì)算進(jìn)行內(nèi)循環(huán)式雙層通風(fēng)玻璃幕墻(內(nèi)置遮陽(yáng)百葉)的熱工性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，并將研究成果用于某大型實(shí)際工程，指導(dǎo)實(shí)際雙層通風(fēng)玻璃幕墻工程熱工設(shè)計(jì)。

1.幕墻傳熱系數(shù)計(jì)算原理

整幅幕墻的傳熱系數(shù)的計(jì)算公式為：

U=∑A_iU_i/A

(2-4-17)

式中A_i——單元i的面積；

A——整幅雙層通風(fēng)玻璃幕墻的面積;

U_i——單元i的傳熱系數(shù);

U——整幅幕墻的傳熱系數(shù)。

U=∑A_cgU_cg+∑A_fU_f+∑A_egU_eg+∑A_PU_P/A_i  

(2?4?18)

式中A_cg—計(jì)算單元中心區(qū)域玻璃面積;

A_f——框的投影面積;

A_eg——玻璃單元邊緣面積;

A_p——面板的面積;

U_cg——玻璃中心區(qū)域的傳熱系數(shù);

U_f——框的傳熱系數(shù);

U_eg——玻璃邊緣區(qū)域的傳熱系數(shù)

U_P——面板的傳熱系數(shù)。

2.計(jì)算邊界條件

   工程所在地為南方某地，只考慮建筑夏季空調(diào)負(fù)荷，只對(duì)夏季計(jì)算條件進(jìn)行內(nèi)循環(huán)雙層通風(fēng)玻璃幕墻的熱工性能研究。根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50176，確定夏季計(jì)算條件為:

   室外氣溫:36.5°C,室內(nèi)溫度:26°C,，室外表面換熱系數(shù):h_out=19W/(m’.K);室內(nèi)表面換熱系數(shù):h_in=8W/(m².K);室內(nèi)平均輻射溫度T_rm.in=T_in;室外平均輻射溫度T_rn=T_in;太陽(yáng)輻射照度I_s=500W/m²(傳熱系數(shù)計(jì)算時(shí)取I,=0W/m²)。

3.材料相關(guān)物理參數(shù)設(shè)置

  模擬計(jì)算之前，應(yīng)先分別確定幕墻玻璃、鋁型材、遮陽(yáng)百葉、膠條等其他配件的物理性能參數(shù)。根據(jù)各種玻璃的測(cè)試光譜數(shù)據(jù)和玻璃光學(xué)熱工計(jì)算模塊得到玻璃的熱工性能參數(shù)，見(jiàn)表2-4-21。

表2-4-21 玻璃熱工性能參數(shù)

  鋁合金型材表面處理采用氟碳噴涂,型材表面發(fā)射率取0.9。鋁質(zhì)遮陽(yáng)百葉寬度50mm,長(zhǎng)度按幕墻分格寬度,百葉全開(kāi)時(shí)水平間距50mm,鋁合金百葉厚度1.5mm,表面銀色油漆,太陽(yáng)吸收系數(shù)取0.35。幕墻其他構(gòu)配件的熱工性能參數(shù)選取參考《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-2008的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4. 內(nèi)、外層幕墻傳熱系數(shù)模擬計(jì)算結(jié)果

全部節(jié)點(diǎn)模擬計(jì)算結(jié)果見(jiàn)2-4-22。對(duì)內(nèi)、外層幕墻熱工性能進(jìn)行模擬計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-4-23。

表2-4-22內(nèi)、外層幕墻各節(jié)點(diǎn)模擬計(jì)算結(jié)果

表2-4-22內(nèi)、外層幕墻熱工性能計(jì)算結(jié)果

根據(jù)外層，內(nèi)層玻璃幕墻的計(jì)算結(jié)果及南方地區(qū)夏季計(jì)算條件，按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T 151—2008的相關(guān)計(jì)算方法，內(nèi)循環(huán)雙層通風(fēng)玻璃幕墻封閉狀態(tài)下，遮陽(yáng)百葉全開(kāi)、全閉、向室內(nèi)傾斜45°狀態(tài)下的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-4-24

表2-4-24 夏季封閉空腔光學(xué)熱工計(jì)算結(jié)果

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