双层玻璃幕墙在夏热冬暖地区的改良研究

论文摘要

上世纪50年代以来,玻璃幕墙开始大规模运用于建筑外围护结构,然而由于传统的玻璃幕墙的保温隔热性能远不及传统墙体,大大增加了建筑的空调和采暖能耗。加上上世纪末能源危机,能源价格飞涨,迫使人们去思考一种更为节能的幕墙形式。双层玻璃幕墙作为一种新的幕墙形式,近二十年来发展迅速,被公认为具有“生态”意义的建造方式,近几十余年来在欧洲发达国家得以广泛运用,双层玻璃幕墙为建筑提供了一个缓冲层,其在冬季的被动式利用太阳能的潜力已得到公认,欧洲已建成的实例提供了足够的证据,但它在夏季的防热能力却一直饱受诟病,在以夏季防热为己任的夏热冬暖地区,双层玻璃是否能够运用?如何改良?本文将对此进行探索。考虑到双层玻璃幕墙的构造及热物理性能比较复杂,论文首先对双层玻璃幕墙的分类及发展作了简单的介绍,介绍了国外一些双层玻璃幕墙的实际案例,接着,论文立足于夏热冬暖地区的气候特点,研究适用于夏热冬暖地区的双层玻璃幕墙的结构设计,遮阳设计,防雨防虫设计和自然通风设计;运用已有的设计方法,作者及其合作者搭建了一栋双层玻璃幕墙,通过实测的方法测试了双层玻璃幕墙在冬季和夏季的热工性能并对影响其热工性能的各要素做了分析;最后,论文运用测试的数据作为边界条件,用CFD软件模拟的方法模拟了夏季工况下空腔内的空气温度,并把模拟结果和实际测试的结果进行了对比分析,验证了模拟工具的可靠性,在此基础上,分析了不同进、出风口面积,宽度,高度以及不同遮阳形式对双层玻璃幕墙夏季隔热性能的影响;论文的最后总结了本文研究的不足并对未来双层玻璃幕墙的发展作了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 双层玻璃幕墙的发展及研究概况
• 1.1.1 双层玻璃幕墙的发展
• 1.1.2 双层玻璃幕墙的分类
• 1.1.3 双层玻璃幕墙的研究概况
• 1.2 问题的提出
• 1.3 本文的研究范围、内容和方法
• 第二章 改良型双层玻璃幕墙的构造设计
• 2.1 地理位置及气候特点
• 2.2 外循环双层玻璃幕墙的热过程分析
• 2.3 改良型双层玻璃幕墙的构造设计
• 2.3.1 结构设计
• 2.3.2 窗框的选择
• 2.3.3 玻璃的选择
• 2.3.4 防虫防雨的设计
• 2.3.5 防止冷风渗透的设计
• 2.4 改良型双层玻璃幕墙的遮阳设计
• 2.5 改良型双层玻璃幕墙的通风设计
• 2.6 本章小结
• 第三章 双层玻璃幕墙冬季热工测试
• 3.1 试验台及实验方案简介
• 3.1.1 试验台介绍
• 3.1.2 测点布置
• 3.1.3 实验设备
• 3.2 实验实测
• 3.2.1 工况一测试
• 3.2.2 工况二测试
• 3.2.3 两工况对比分析
• 3.3 实验结论
• 第四章 双层玻璃幕墙夏季热工测试
• 4.1 试验台及实验方案简介
• 4.1.1 试验台介绍
• 4.1.2 测点布置
• 4.1.3 实验设备
• 4.1.4 实验方案简介
• 4.2 实验实测
• 4.2.1 实验工况设计
• 4.2.2 三工况实测
• 4.2.3 三工况对比分析
• 4.3 实验结论
• 第五章 双层玻璃幕墙的光热模拟分析
• 5.1 理论模型及模拟思路
• 5.1.1 ECOTECT 软件验证
• 5.1.2 FLUENT 软件验证
• 5.1.3 验证结果分析
• 5.2 影响双层幕墙夏季隔热效果的因素分析
• 5.2.1 实验方案设计
• 5.2.2 边界条件设置
• 5.2.3 实验过程
• 5.2.4 实验结论
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.1.1 冬季测试
• 6.1.2 夏季测试
• 6.1.3 模拟实验
• 6.2 进一步工作的建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附表