試驗通過觀察常見的6種工作狀態,測量雙層幕墻各個表面所接受的太陽輻射照度量和溫度,分析遮陽百葉開啟程度和進風口風量(由進風口風機是否開啟送風來控制,未開啟時稱為“自然熱氣流”或“煙囪效應”;開啟后稱為“強化熱氣流”)組合作用對溫度場的影響并計算相應的雙層玻璃幕墻綜合效率。6種工況下雙層幕墻的實驗數據列于表2。
表2 六種工況實驗數據的對比
從上述的試驗結果,可看出強化熱氣流比自然熱氣流(“煙囪效應”)帶走的熱量多,促進了通道降溫的效果。夏季太陽輻射照度強,強化熱氣流流量增加約2倍,在中午時段熱氣流帶走的熱量提升作用較大;冬季太陽總輻射較弱,強化熱氣流流量只增加約1.5倍,而且中午時段熱氣流帶走的熱量的提升作用與其他時段相當,都為約30~40%。在相同條件下打開風機強化熱氣流后,強化“煙囪效應”能比自然熱氣流工況下增大熱氣流流量,增加熱氣流流動帶走的熱量(熱功率),提升雙層玻璃幕墻綜合節能性。
4.結論
在先前的實驗研究中[17],我們通過對利用太陽能發電驅動風機對雙層幕墻強迫通風,發現了熱通道內的強化煙囪效應。在此基礎上,本文建立熱氣流的三維流體動力學模型,利用FLUENT軟件進行熱工模擬,同時設計實物模型,分別按無遮陽、遮陽百葉全開及遮陽百葉關閉三種方式進行一系列實驗,得到熱通道幕墻在六種工況下強化熱氣流的溫度場和速度場,并與自然熱氣流進行對比,得出結論如下:
1)強迫送風能在雙層幕墻的熱通道內產生“強化煙囪效應”,導致強化熱氣流流量及熱功率的顯著增加。
2)利用三維流體動力學熱工模擬得到的流場和溫度場與實驗結果一致,從另外的角度充分驗證了強迫送風所產生的“強化煙囪效應”。
3)流體動力學熱工模擬可準確反映熱通道內的空氣流動規律,為雙層幕墻節能技術提供了新的理論研究方向,對雙層玻璃幕墻的優化設計具有較大的實用意義。
參考文獻:
[1] 陳海, 姜海清, 郭金基, 等.太陽輻射作用下雙層玻璃幕墻熱通道的節能計算和實驗研究[J]. 中山大學學報(自然科學版), 2006, 45(6): 35-39.
[2] 張桂先, 陳立冬, 丁鷗. CFD流體模型在雙層換氣幕墻傳熱分析中的應用[J]. 工程建設與設計, 2003 (9): 4-7.
[3] 陳海輝, 鄧先和, 熊建明. 熱通道玻璃幕墻的熱工計算[J]. 華南理工人學學報(自然科學版), 2003, 31(3): 89-92.
[4] H. Manz, A. Schaelin, H. Simmler. Airflow patterns and thermal behavior of mechanically ventilated glass double facades[J]. Building and Environment, 2004, 39(9): 1023-1033.
[5] Xiao-li Xu, Zhao Yang. Natural ventilation in the double skin facade with venetian blind[J]. Energy and Buildings, 2008, 40(8): 1498-1504.
[6] Elisabeth Gratia, Andre De Herde. Natural ventilation in a double-skin façade[J]. Energy and Buildings, 36(2): 137-146.
[7] 撒世忠, 周亞素, 魏世雄 等.夏熱地區熱通道玻璃幕墻的熱工數學模型[J]. 建筑熱能通風空調. 2005, 24(6): 9-18
[8] 劉韜, 顧平道, 魏世雄. 熱通道玻璃幕墻熱工性能的CFD數值模擬[J]. 東華大學學報(自然科學版). 2008, 34(4): 486-489.
[9] 李榮敏, 顧建明. 玻璃幕墻熱通道內氣流組織的模擬與分析[J]. 暖通空調, 2007, 37(1):23-28.
[10] 程義華, 撒世忠, 周亞素 等.帶遮陽百葉熱通道幕墻的熱工數學模型[J]. 建筑熱能通風空調, 2006, 25(4): 10-15.
[11] GAN G.. Thermal transmittance of multiple glazing computational fluid dynamics prediction[J]. Applied Thermal Engineering, 2001, 21: 1583-1592.
[12] GBT 19-87 (2001年版), 采暖通風與空氣調節設計規范[S]. 北京:中國建筑工業出版社.
[13] JGJ/T 151-2008, 建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程[S]. 北京: 中國建筑工業出版社.
[14] 陳海, 姜海清, 郭金基 等. 雙層通風幕墻熱氣流有限分析計算方法的研究[J]. 中山大學學報(自然科學版), 2005, 44(1): 34-37.
[15] N. Safer, M. Woloszyn, J. J. Roux, Three-dimensional simulation with a CFD tool of the airflow phenomena in single floor double-skin facade equipped with a venetian blind[J], Solar Energy 79 (2005) 193-203.
[16] 韓占忠, 工敬, 蘭小平. FLUENT流體工程仿真計算實例與應用[M]. 北京:北京理工大學出版社, 2004.
[17] 陳海, 毛伙南, 王秋 等.節能型熱通道光伏幕墻熱氣流計算與實驗研究[J]. 中山大學學報(自然科學版), 2011, 50(5): 39-43.
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三 雙層幕墻的傳熱
單層幕墻傳熱是在室內和室外之間直接進行,而雙層幕墻分離出一個介乎室內和室外之間的中間層,稱之為熱通道,雙層幕墻傳熱是在室內和熱通道、熱通道和室外之間進行。它的傳熱方式,同樣也有四種:
3.1 熱輻射。熱的載體由
作為我國首次研發的性價比優異的新型節能雙層幕墻,真空玻璃雙層幕墻提升了雙層幕墻的性能,而成本與傳統的中空玻璃雙層幕墻相近,它的使用將為建筑節能提供一條新的途徑。
文章導讀:采用雙幕墻的建筑在發生火災時,火焰和煙氣蔓延上有何特點?需要采取哪些消防措施?這些都是消防部門、業主和建筑設計師所關心的問題。