《7王衍金夏热冬冷地区双层皮幕墙动态建模与实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《7王衍金夏热冬冷地区双层皮幕墙动态建模与实验（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、LOGO湖南大学土木工程学院湖南大学土木工程学院夏热冬冷地区双层皮玻璃幕夏热冬冷地区双层皮玻璃幕墙的动态模拟及实验研究墙的动态模拟及实验研究王衍金，陈友明王衍金，陈友明LOGO主要内容主要内容研究目的研究目的1模型的建立模型的建立2验证验证3实验比较实验比较4LOGO一、研究目的一、研究目的 建筑节能的要求 对其热性能或能耗性能缺乏了解 现有软件或模拟方法存在一些困难和不足 为设计者提供相对简单、快速的方法LOGO双层皮玻璃幕墙的构造双层皮玻璃幕墙的构造室外侧室内侧室外侧室内侧LOGO二、模型的建立二、模型的建立光学计算光学计算传热模型传热模型气流计算气流计算动态模型动态模型LOGO1. 光学
2、计算光学计算 多层玻璃幕墙系统的光学计算 1）直射辐射 2） 散射辐射遮阳百叶的光学计算 1）直射-直射辐射 2）直射-散射辐射 3） 散射-散射辐射 LOGO多层玻璃幕墙系统的光学计算多层玻璃幕墙系统的光学计算方法：净辐射原理0sun12345LOGO多层玻璃幕墙系统直射辐射的计算多层玻璃幕墙系统直射辐射的计算直射辐射能流计算式直射辐射能流计算式：G=X-1Brbb,i , bb,i分别第分别第i层的直射层的直射-直射反射和透射率，上标直射反射和透射率，上标f, b分别表示前向和后向分别表示前向和后向 LOGO多层玻璃幕墙系统散射辐射的计算多层玻璃幕墙系统散射辐射的计算散射辐射能流计算式：散
3、射辐射能流计算式： J=Y-1Crbd,i , bd,i分别第分别第i层的直射层的直射-散射反射和透射率，上标散射反射和透射率，上标f, b分别表示前向和后向分别表示前向和后向 LOGO系统总透过率、反射率、吸收率的计算系统总透过率、反射率、吸收率的计算系统总透过率：系统总反射率：系统总吸收率：=1-rLOGO百叶光学计算百叶光学计算1. 直射-直射辐射(考虑镜面特性)直射-直射反射率：R1R2CEABDFGR1R2CEABDFR3R1R2CABDR1FH直射-直射透射率：直射-直射吸收率： : 散射因子 rsl : 叶片反射率Ra: 被反射部分 所占的比例rai: 第i次反射所 占的比例LO
4、GO百叶直射百叶直射-散射辐射散射辐射R1R2ABCDEFG1234567Eb直射光学入射到百叶表面，部分以直射辐射形式传递，其余部分以散射辐射形式传递LOGO百叶直射百叶直射-散射辐射散射辐射直射-散射辐射能流计算式：E=X-1BFij为表面i与表面j之间角系数直射直射-散射反射率：散射反射率：直射直射-散射透射率：散射透射率：直射直射-散射吸收率：散射吸收率：LOGO百叶散射百叶散射-散射辐射散射辐射fbfb12kfb0fb6i12ki1rbkrb12rb2k1rf12rf2krfkfbfb1234512345fb0fb6EdEt,d散射散射-散射反射率散射反射率:散射散射-散射透射率散射
5、透射率:散射散射-散射透射率散射透射率:LOGO百叶总反射率、透过率、吸收率的计算百叶总反射率、透过率、吸收率的计算百叶总反射率：百叶总透射率：百叶总吸收率：LOGO2. 传热模型传热模型 为了使计算过程更简单，计算速度更快，基于区域方法，充分考虑太阳辐射的影响以及纵向和横向气流对系统传热的影响。LOGO传热方程传热方程(1) 中空外层玻璃(eg层)(2) 中空玻璃空气夹层(gap层)(3) 中空内层玻璃(ig层)LOGO传热方程传热方程(4) 外空腔(ca1层)(5) 百叶(bl层)LOGO传热方程传热方程(6) 内空腔(ca2层)(7) 内侧玻璃(ing层)LOGO3. 气流计算气流计算a
6、. 外空腔，内空腔 b. 外空腔，内空腔 c. 外空腔，内空腔d. 外空腔，内空腔(1) 气流方向气流方向LOGO热压的计算热压的计算整个空腔产生的热压： 外空腔产生的热压： 内空腔产生的热压： o: 室外空气密度。ca,mean: 空腔平均空气密度。ca1,mean: 外空腔平均空气密度。ca2,mean: 内空腔平均空气密度。LOGO气流流量的计算气流流量的计算幕墙入口质量气流质量： 底部或顶部流入外空腔的气流流量： v， ca1分别是空腔入口和外空腔入口流量系数。分别是空腔入口和外空腔入口流量系数。LOGO气流流量的计算气流流量的计算底部或顶部流入内空腔的气流流量： 穿过百叶的横向气流流
7、量： ca2， bl分别是内空腔入口和百叶叶片间流量系数。分别是内空腔入口和百叶叶片间流量系数。LOGO区域质量守恒区域质量守恒LOGO三、实验验证三、实验验证1. 实验装置测点散射辐射仪总辐射仪LOGO测点布置测点布置(b)0.4002.560热电偶热线风速仪太阳辐射仪0.0800.0800.1402.5602.0000.3000.7000.7000.4400.1000.3300.6700.6702.0002.2000.5001.0000.500(a)1#2#3#LOGO室外太阳辐射值及室内外温度值LOGO结果比较结果比较eg层温度实测值和模拟值tmax=2.1LOGO结果比较结果比较ig层
8、温度实测值和模拟值tmax=1.8LOGO结果比较结果比较bl层温度实测值和模拟值tmax=2.2LOGO结果比较结果比较ing层温度实测值和模拟值tmax=1.6LOGO结果比较结果比较ca1层温度实测值和模拟值tmax=2.4LOGO结果比较结果比较ca2层温度实测值和模拟值tmax=2.6LOGO四、实验比较四、实验比较空腔间距对双层皮玻璃幕墙内侧玻璃温度、进出口空气温度、通风量的影响。百叶位置对双层皮玻璃幕墙内侧玻璃温度、内外空腔温度值的影响。百叶角度对内侧玻璃温度值的影响。LOGO空腔间距对内侧玻璃温度的影响空腔间距对内侧玻璃温度的影响空腔间距分别为10cm和20cm的内侧玻璃温度比
9、较。二者结果比较接近。LOGO空腔间距对内侧玻璃温度的影响空腔间距对内侧玻璃温度的影响空腔间距分别为30cm和40cm的内侧玻璃温度比较空腔间距40cm时，内侧玻璃温度之更低LOGO空腔间距对进、出口空气温度的影响空腔间距对进、出口空气温度的影响同一组实验比较结果来开，空腔间距对进、出口空气同一组实验比较结果来开，空腔间距对进、出口空气温度并无太大影响。温度并无太大影响。LOGO空腔间距对进、出口空气温度的影响空腔间距对进、出口空气温度的影响空腔间距对通风量的影响较小空腔间距对通风量的影响较小LOGO百叶位置对内侧玻璃温度的影响百叶位置对内侧玻璃温度的影响百叶分别距离外侧玻璃20cm和30cm
10、的比较。二者结果比较接近。LOGO百叶位置对内侧玻璃温度的影响百叶位置对内侧玻璃温度的影响百叶分别距离外侧玻璃20cm和10cm的比较。二者结果比较接近。LOGO外空腔温度外空腔温度内空腔温度内空腔温度百叶位置对内、外空腔温度的影响百叶位置对内、外空腔温度的影响LOGO百叶位置对内、外空腔温度的影响百叶位置对内、外空腔温度的影响外空腔温度外空腔温度内空腔温度内空腔温度LOGO百叶角度对内侧玻璃温度的影响百叶角度对内侧玻璃温度的影响t=1.21.6t=1.11.5t=0.51.0LOGO百叶角度对进入室内太阳辐射的影响百叶角度对进入室内太阳辐射的影响百叶角度从0调节至30后，最大辐射值qmax=36.4 W/m2, 减少约78%。LOGO结 论 通过实验验证，本模型可用于双层皮玻璃幕墙动态模拟及能耗计算； 改变空腔间距及百叶位置对双层皮玻璃幕墙热性能的影响不大。调节百叶角度能有效的提高双层皮玻璃幕墙的热性能。LOGO
