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不同季节通风双层玻璃幕墙对室内热环境影响的研究

作　者: 万谦兆
导　师: 杨华
学　校: 河北工业大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 通风双层玻璃幕墙室内热环境数值模拟
分类号: TU111.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

通风双层玻璃幕墙不仅通透、美观，因其兼具夏季隔热和冬季保温的特点而具有降低建筑能耗的功效。通风双层玻璃幕墙改善室内热环境的效果和其合理的使用方式密切相关。开展不同季节通风双层玻璃幕墙对室内热环境作用规律的研究具有重要意义。本文以天津地区为代表，选择某实际的通风双层玻璃幕墙办公建筑为基础，搭建了幕墙对室内热环境影响的实验系统，在全年不同季节进行了幕墙对室内热环境影响的实验研究。其中夏季主要开展了太阳辐射强度、有无幕墙、外层幕墙通风口启闭、幕墙高度和有无夹层内遮阳等因素对室内热环境影响的实验研究；冬季则进行了太阳辐射强度、有无幕墙、内层幕墙通风口启闭和幕墙高度对室内热环境影响的研究；过渡季节针对太阳辐射强度、内外层幕墙通风口使用方式和幕墙高度等方面对室内热环境的影响进行了实验测试与分析。通过对全年不同季节多工况的实验数据分析得出：夹层内温度变化主要取决于太阳辐射强度的大小。晴天时幕墙均能起到一定的改善室内热环境的作用，其中夏季可使室内平均温度降低约1℃；冬季则能使室内平均温度升高约0.85℃。在太阳辐射作用下幕墙夹层内空气的温度随高度的增加而增加。实验研究结果得出了该建筑幕墙合理使用方式为：夏季白天应开启外层幕墙顶部和底部通风口，使夹层内和室外形成外循环的通风方式，晴天时还应考虑使用夹层内遮阳；冬季日间晴天时，开启内层幕墙通风口，使夹层内和室内形成内循环的通风方式，冬季其余时日则应关闭内层幕墙的通风口；过渡季节晴朗日，开启外层幕墙底部通风口以及内层幕墙的通风口，使室外新风通过夹层的加热作用后进入到室内，既能改善室内热环境又能满足用户对新风量的需求。本文同时借助了CFD数值计算原理，以实验系统为对象应用Fluent软件模拟计算了夏季幕墙高度变化对室内热环境影响的规律。模拟结果表明：幕墙高7.2m时其所起到的改善室内热环境的效果较为理想。模拟结果可为通风双层玻璃幕墙的设计和使用提供一定参考依据。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  §1-1 通风双层玻璃幕墙概述  9-10
    1-1-1 通风双层玻璃幕墙简介  9-10
    1-1-2 通风双层玻璃幕墙的基本特点  10
  §1-2 通风双层玻璃幕墙的国内外研究现状  10-14
    1-2-1 国外研究现状  10-12
    1-2-2 国内研究现状  12-14
  §1-3 本课题研究的意义及内容  14-16
    1-3-1 研究意义  14-15
    1-3-2 研究内容  15-16
第二章通风双层玻璃幕墙对室内热环境影响的机理  16-22
  §2-1 通风双层玻璃幕墙的分类  16-19
  §2-2 通风双层玻璃幕墙工作原理  19-20
  §2-3 影响通风双层玻璃幕墙热工性能的因素  20-21
  §2-4 本章小结  21-22
第三章夏季通风双层玻璃幕墙对室内热环境影响的实验研究  22-37
  §3-1 实验系统介绍  22-25
  §3-2 实验内容、实验仪器及测试方案  25-26
    3-2-1 实验内容  25
    3-2-2 实验仪器  25
    3-2-3 实验方案  25-26
  §3-3 实验测试结果及数据分析  26-36
    3-3-1 太阳辐射强度对夹层内温度的影响  26-27
    3-3-2 有、无通风双层玻璃幕墙对室内温度的影响  27-29
    3-3-3 外层幕墙通风口启、闭对夹层内温度及室内温度的影响  29-32
    3-3-4 幕墙高度对室内温度的影响  32-34
    3-3-5 夹层遮阳对室内温度的影响  34-36
  §3-4 本章小结  36-37
第四章冬季通风双层玻璃幕墙对室内热环境影响的实验研究  37-46
  §4-1 实验内容及方案  37-38
    4-1-1 实验房间  37
    4-1-2 实验内容  37
    4-1-3 实验方案  37-38
  §4-2 实验测试结果及其数据分析  38-44
    4-2-1 太阳辐射强度及室外温度对夹层内温度的影响  38-39
    4-2-2 有、无通风双层玻璃幕墙对室内温度的影响  39-41
    4-2-3 内层幕墙通风口启、闭对夹层内温度及室内温度的影响  41-43
    4-2-4 幕墙高度对夹层内温度及室内温度的影响  43-44
  §4-3 本章小结  44-46
第五章过渡季节通风双层玻璃幕墙对室内热环境影响的实验研究  46-53
  §5-1 实验内容及方案  46-47
    5-1-1 实验房间  46
    5-1-2 实验内容  46
    5-1-3 实验方案  46-47
  §5-2 实验测试结果及其数据分析  47-51
    5-2-1 太阳辐射强度及室外温度对夹层内温度的影响  47-48
    5-2-2 幕墙通风口开启方式对夹层内温度及室内温度的影响  48-50
    5-2-3 幕墙高度对夹层内温度及室内温度的影响  50-51
  §5-3 本章小结  51-53
第六章通风双层玻璃幕墙对室内热环境影响的数值模拟  53-64
  §6-1 CFD 模拟基础知识  53-56
    6-1-1 CFD 简介  53
    6-1-2 Fluent 软件介绍  53-54
    6-1-3 辐射模型选取  54
    6-1-4 Boussinesq 假设  54
    6-1-5 湍流模型  54-56
  §6-2 模型的建立及可靠性验证  56-59
    6-2-1 物理模型的建立  56-57
    6-2-2 数学模型的建立及边界条件的设置  57
    6-2-3 模型可靠性验证  57-59
  §6-3 幕墙高度对室内热环境影响的模拟  59-62
  §6-4 本章小结  62-64
第七章结论与展望  64-66
  §7-1 结论  64-65
  §7-2 展望  65-66
参考文献  66-69
致谢  69

不同季节通风双层玻璃幕墙对室内热环境影响的研究

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