试验通过观察常见的6种工作状态,测量双层幕墙各个表面所接受的太阳辐射照度量和温度,分析遮阳百叶开启程度和进风口风量(由进风口风机是否开启送风来控制,未开启时称为“自然热气流”或“烟囱效应”;开启后称为“强化热气流”)组合作用对温度场的影响并计算相应的双层玻璃幕墙综合效率。6种工况下双层幕墙的实验数据列于表2。
表2 六种工况实验数据的对比
从上述的试验结果,可看出强化热气流比自然热气流(“烟囱效应”)带走的热量多,促进了通道降温的效果。夏季太阳辐射照度强,强化热气流流量增加约2倍,在中午时段热气流带走的热量提升作用较大;冬季太阳总辐射较弱,强化热气流流量只增加约1.5倍,而且中午时段热气流带走的热量的提升作用与其他时段相当,都为约30~40%。在相同条件下打开风机强化热气流后,强化“烟囱效应”能比自然热气流工况下增大热气流流量,增加热气流流动带走的热量(热功率),提升双层玻璃幕墙综合节能性。
4.结论
在先前的实验研究中[17],我们通过对利用太阳能发电驱动风机对双层幕墙强迫通风,发现了热通道内的强化烟囱效应。在此基础上,本文建立热气流的三维流体动力学模型,利用FLUENT软件进行热工模拟,同时设计实物模型,分别按无遮阳、遮阳百叶全开及遮阳百叶关闭三种方式进行一系列实验,得到热通道幕墙在六种工况下强化热气流的温度场和速度场,并与自然热气流进行对比,得出结论如下:
1)强迫送风能在双层幕墙的热通道内产生“强化烟囱效应”,导致强化热气流流量及热功率的显著增加。
2)利用三维流体动力学热工模拟得到的流场和温度场与实验结果一致,从另外的角度充分验证了强迫送风所产生的“强化烟囱效应”。
3)流体动力学热工模拟可准确反映热通道内的空气流动规律,为双层幕墙节能技术提供了新的理论研究方向,对双层玻璃幕墙的优化设计具有较大的实用意义。
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三 双层幕墙的传热
单层幕墙传热是在室内和室外之间直接进行,而双层幕墙分离出一个介乎室内和室外之间的中间层,称之为热通道,双层幕墙传热是在室内和热通道、热通道和室外之间进行。它的传热方式,同样也有四种:
3.1 热辐射。热的载体由
作为我国首次研发的性价比优异的新型节能双层幕墙,真空玻璃双层幕墙提升了双层幕墙的性能,而成本与传统的中空玻璃双层幕墙相近,它的使用将为建筑节能提供一条新的途径。
文章导读:采用双幕墙的建筑在发生火灾时,火焰和烟气蔓延上有何特点?需要采取哪些消防措施?这些都是消防部门、业主和建筑设计师所关心的问题。