【幕墙热工性能】

（一）性能模拟

内循环双层通风玻璃幕墙热工性能模拟内循环双层玻璃幕墙通道热气流流动属流动力学及传热传质学问题，包含质量的传递、动量及能(热)量的交换等诸多因素，极其复杂。国内外的研究多半停留在实验阶段，理论计算要精确求解流体动力学和传热方程十分困难，边界条件复杂。但是双层通风玻璃幕墙的热工计算不但是双层通风玻璃幕墙节能设计的重要环节，更是设计方案在实际应用中效果检验的重要依据。因此本工程立足于结合热工性能计算分析和CFD模拟计算进行内循环式双层通风玻璃幕墙(内置遮阳百叶)的热工性能进行系统研究，并将研究成果用于某大型实际工程，指导实际双层通风玻璃幕墙工程热工设计。

1.幕墙传热系数计算原理

整幅幕墙的传热系数的计算公式为：

U=∑A_iU_i/A

(2-4-17)

式中A_i——单元i的面积；

A——整幅双层通风玻璃幕墙的面积;

U_i——单元i的传热系数;

U——整幅幕墙的传热系数。

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

(2−4−18)

式中A_cg—计算单元中心区域玻璃面积;

A_f——框的投影面积;

A_eg——玻璃单元边缘面积;

A_p——面板的面积;

U_cg——玻璃中心区域的传热系数;

U_f——框的传热系数;

U_eg——玻璃边缘区域的传热系数

U_P——面板的传热系数。

2.计算边界条件

   工程所在地为南方某地，只考虑建筑夏季空调负荷，只对夏季计算条件进行内循环双层通风玻璃幕墙的热工性能研究。根据《民用建筑热工设计规范》GB50176，确定夏季计算条件为:

   室外气温:36.5°C,室内温度:26°C,，室外表面换热系数:h_out=19W/(m’.K);室内表面换热系数:h_in=8W/(m².K);室内平均辐射温度T_rm.in=T_in;室外平均辐射温度T_rn=T_in;太阳辐射照度I_s=500W/m²(传热系数计算时取I,=0W/m²)。

3.材料相关物理参数设置

  模拟计算之前，应先分别确定幕墙玻璃、铝型材、遮阳百叶、胶条等其他配件的物理性能参数。根据各种玻璃的测试光谱数据和玻璃光学热工计算模块得到玻璃的热工性能参数，见表2-4-21。

表2-4-21 玻璃热工性能参数

  铝合金型材表面处理采用氟碳喷涂,型材表面发射率取0.9。铝质遮阳百叶宽度50mm,长度按幕墙分格宽度,百叶全开时水平间距50mm,铝合金百叶厚度1.5mm,表面银色油漆,太阳吸收系数取0.35。幕墙其他构配件的热工性能参数选取参考《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008的相关标准。

4. 内、外层幕墙传热系数模拟计算结果

全部节点模拟计算结果见2-4-22。对内、外层幕墙热工性能进行模拟计算,计算结果见表2-4-23。

表2-4-22内、外层幕墙各节点模拟计算结果

表2-4-22内、外层幕墙热工性能计算结果

根据外层，内层玻璃幕墙的计算结果及南方地区夏季计算条件，按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T 151—2008的相关计算方法，内循环双层通风玻璃幕墙封闭状态下，遮阳百叶全开、全闭、向室内倾斜45°状态下的计算结果见表2-4-24

表2-4-24 夏季封闭空腔光学热工计算结果

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