寒冷地区玻璃幕墙建筑物的能耗研究(附件)【字数：9693】
双层玻璃幕墙目前被我国广泛采用，不仅因为幕墙使建筑更具艺术性和现代感，还因为夏季良好的散热和冬季保温特点降低了建筑的能耗。然而幕墙的设计十分复杂，不同幕墙热通道宽度对幕墙的热工性能影响巨大，寒冷地区对热通道玻璃幕墙提出了进一步的要求。因此，研究寒冷地区不同热通道宽度玻璃幕墙对能耗的影响很有意义。本文选择哈尔滨地区为代表，分析了双层热通道玻璃幕墙的传热原理和方法，对不同热通道宽度的玻璃幕墙对能耗的影响进行了研究。根据哈尔滨地区各种参数，采用Gambit建立双层玻璃幕墙的模型，热通道宽度分别取200mm、300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm，并用Fluent软件进行温度场和速度场数值模拟进一步探究能耗问题。关键词双层热通道玻璃幕墙；热通道宽度；数值模拟；温度场；速度场；能耗
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2 国内外玻璃幕墙的发展史 1
1.3 研究内容以及研究的意义 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.1 研究意义 2
第二章 双层热通道玻璃幕墙系统概述 4
2.1双层热通道玻璃幕墙简介 4
2.2双层热通道玻璃幕墙的类型 4
2.3封闭式内循环热通道幕墙与开敞式外循环热通道玻璃幕墙节能原理 4
2.4 热通道玻璃幕墙的分类 6
2.4.1 根据结构分类 6
2.4.2 根据通风原理分类 9
2.5热通道玻璃幕墙的工作原理 9
2.6 双层热通道玻璃幕墙的优缺点 10
2.6.1双层热通道玻璃幕墙的优点 10
2.6.2双层热通道玻璃幕墙的缺点 10
第三章 双层热通道玻璃幕墙数值模拟 12
3.1 CFD软件简介 12
3.2湍流模型的选取 12
3.3辐射模型的选取 15
3.4夏季哈尔滨地区双层玻璃幕墙的数值模拟分析 15
3.4.1建立几何模型 15
3.4.2边界条件的设置 16
3.4.3 模拟结果 18
3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
.3.1 温度场分布图 18
3.4.3.2 速度场分布图 19
第四章 不同热通道宽度对玻璃幕墙热工性能的影响 21
4.1 热通道宽度的影响 21
4.2 模拟结果分析 21
第五章 冬季双层热通道玻璃幕墙系统热工性能研究 23
5.1 寒冷地区气候特征 23
5.2 双层热通道玻璃幕墙冬季传热方式 23
5.3 双层热通道玻璃幕墙系统的气密性研究 23
5.4 冬季哈尔滨地区双层玻璃幕墙的数值模拟分析 24
5.5建立模型 24
5.6边界条件设置 25
5.7模拟结果分析 25
第六章 结论 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1研究背景
时代在发展，经济水平在提高，人们的生活水平也在提高，人们开始对生活环境提出更多的要求，但是生活质量的提高往往是以牺牲能源为代价的。在全球能耗中无论是发展中国家还是发达国家建筑能耗占的比重很大，比如日本是30%，美国35%左右，我国是发展中国家，建筑能耗占了25%左右，制冷和供热能耗占了接近2/3。经过粗略估算，通过合理的节能措施可以减少2/3到3/4的建筑能耗[1]。因此，在世界能源需求紧迫，而建筑能耗比例不断提升的今天，各国都将建筑节能问题列为研究的重点[2]。
玻璃幕墙突破了传统门窗墙的结构，把墙体门窗融为一体，也把建筑的装饰功能和使用功能合为一体。装饰功能上甚至是远远超越传统的建筑，更符合现代人的审美。
我国的玻璃幕墙的增长很快，现阶段每年大概有600万平方米，并以10%左右的速度增加。我国人民的素质越来越高，对生活环境的追求越来越高，也越来越重视居住建筑的外围栏结构，外围栏结构的节能性能和室内制冷和制热的能耗关系密切。玻璃幕墙的节能会成为人民关注的重点。
1.2 国内外玻璃幕墙的发展史
上个世纪70年代能源危机过后，人们开始意识到玻璃幕墙的能源消耗非常大，西方发达国家一马当先，首先开始研究玻璃幕墙[3]。研究发现，玻璃幕墙对能源消耗影响因素最大的是材料。从单层玻璃到中空玻璃、真空玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等。从导热性不好的铝型材发展到隔热断桥铝型材，发展非常快。直到上世纪80年代，热通道玻璃幕墙研制成功，也是在这个时代我国的玻璃幕墙开始了发展[45]。虽然开始的比较晚，但是发展迅猛，迅速赶追西方发达国家研究的进程。2010年，我国公共建筑采用玻璃幕墙已达到五分之一，到了2011年涨到了接近五分之二，发展势头十分猛。而到如今，我国已经成为了玻璃的最大生产和使用国，年平均产量在7000万平方米左右，而且这个产量还在不断增长，越来越多玻璃幕墙方面的人才投入到这个迅猛上升产业的研究中，研究出了多种多样具有不同功能的玻璃，同时人们对玻璃需求越来越大，要求要求越高，一切都源于经济的发展。经济发展水平的提高，人们对于生活环境舒适度的要求也越来越高。随着我国玻璃幕墙的不断发展，玻璃幕墙的研究设计也在节能环保的道路上不断前进着，带给人们更加舒适的生活体验。
近年来，欧洲发达国家广泛采用双层玻璃幕墙系统，利用冬季太阳照射使热通道内的空气升温形成温室效应，相当于一个温度缓冲层，保温效果显而易见，而且欧洲的建筑证明了这一点。国内玻璃幕墙的技术和新产品大部分源于欧美国家这是众所周知的，因为欧美玻璃幕墙的体系相对健全、起步较早。建筑设计的时候幕墙顾问一直都有参与，并且施工的时候工人都必须完全听从幕墙顾问的要求。建筑完成后都有专业人员进行长时间的关于舒适度和能耗等的跟踪调查，然后对方案进行修改优化，实践与理论结合，掌握很成熟的一套方法技术，有的国家把玻璃幕墙技术纳入了教科书[68]。
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2 国内外玻璃幕墙的发展史 1
1.3 研究内容以及研究的意义 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.1 研究意义 2
第二章 双层热通道玻璃幕墙系统概述 4
2.1双层热通道玻璃幕墙简介 4
2.2双层热通道玻璃幕墙的类型 4
2.3封闭式内循环热通道幕墙与开敞式外循环热通道玻璃幕墙节能原理 4
2.4 热通道玻璃幕墙的分类 6
2.4.1 根据结构分类 6
2.4.2 根据通风原理分类 9
2.5热通道玻璃幕墙的工作原理 9
2.6 双层热通道玻璃幕墙的优缺点 10
2.6.1双层热通道玻璃幕墙的优点 10
2.6.2双层热通道玻璃幕墙的缺点 10
第三章 双层热通道玻璃幕墙数值模拟 12
3.1 CFD软件简介 12
3.2湍流模型的选取 12
3.3辐射模型的选取 15
3.4夏季哈尔滨地区双层玻璃幕墙的数值模拟分析 15
3.4.1建立几何模型 15
3.4.2边界条件的设置 16
3.4.3 模拟结果 18
3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
.3.1 温度场分布图 18
3.4.3.2 速度场分布图 19
第四章 不同热通道宽度对玻璃幕墙热工性能的影响 21
4.1 热通道宽度的影响 21
4.2 模拟结果分析 21
第五章 冬季双层热通道玻璃幕墙系统热工性能研究 23
5.1 寒冷地区气候特征 23
5.2 双层热通道玻璃幕墙冬季传热方式 23
5.3 双层热通道玻璃幕墙系统的气密性研究 23
5.4 冬季哈尔滨地区双层玻璃幕墙的数值模拟分析 24
5.5建立模型 24
5.6边界条件设置 25
5.7模拟结果分析 25
第六章 结论 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1研究背景
时代在发展，经济水平在提高，人们的生活水平也在提高，人们开始对生活环境提出更多的要求，但是生活质量的提高往往是以牺牲能源为代价的。在全球能耗中无论是发展中国家还是发达国家建筑能耗占的比重很大，比如日本是30%，美国35%左右，我国是发展中国家，建筑能耗占了25%左右，制冷和供热能耗占了接近2/3。经过粗略估算，通过合理的节能措施可以减少2/3到3/4的建筑能耗[1]。因此，在世界能源需求紧迫，而建筑能耗比例不断提升的今天，各国都将建筑节能问题列为研究的重点[2]。
玻璃幕墙突破了传统门窗墙的结构，把墙体门窗融为一体，也把建筑的装饰功能和使用功能合为一体。装饰功能上甚至是远远超越传统的建筑，更符合现代人的审美。
我国的玻璃幕墙的增长很快，现阶段每年大概有600万平方米，并以10%左右的速度增加。我国人民的素质越来越高，对生活环境的追求越来越高，也越来越重视居住建筑的外围栏结构，外围栏结构的节能性能和室内制冷和制热的能耗关系密切。玻璃幕墙的节能会成为人民关注的重点。
1.2 国内外玻璃幕墙的发展史
上个世纪70年代能源危机过后，人们开始意识到玻璃幕墙的能源消耗非常大，西方发达国家一马当先，首先开始研究玻璃幕墙[3]。研究发现，玻璃幕墙对能源消耗影响因素最大的是材料。从单层玻璃到中空玻璃、真空玻璃、吸热玻璃、低辐射玻璃等。从导热性不好的铝型材发展到隔热断桥铝型材，发展非常快。直到上世纪80年代，热通道玻璃幕墙研制成功，也是在这个时代我国的玻璃幕墙开始了发展[45]。虽然开始的比较晚，但是发展迅猛，迅速赶追西方发达国家研究的进程。2010年，我国公共建筑采用玻璃幕墙已达到五分之一，到了2011年涨到了接近五分之二，发展势头十分猛。而到如今，我国已经成为了玻璃的最大生产和使用国，年平均产量在7000万平方米左右，而且这个产量还在不断增长，越来越多玻璃幕墙方面的人才投入到这个迅猛上升产业的研究中，研究出了多种多样具有不同功能的玻璃，同时人们对玻璃需求越来越大，要求要求越高，一切都源于经济的发展。经济发展水平的提高，人们对于生活环境舒适度的要求也越来越高。随着我国玻璃幕墙的不断发展，玻璃幕墙的研究设计也在节能环保的道路上不断前进着，带给人们更加舒适的生活体验。
近年来，欧洲发达国家广泛采用双层玻璃幕墙系统，利用冬季太阳照射使热通道内的空气升温形成温室效应，相当于一个温度缓冲层，保温效果显而易见，而且欧洲的建筑证明了这一点。国内玻璃幕墙的技术和新产品大部分源于欧美国家这是众所周知的，因为欧美玻璃幕墙的体系相对健全、起步较早。建筑设计的时候幕墙顾问一直都有参与，并且施工的时候工人都必须完全听从幕墙顾问的要求。建筑完成后都有专业人员进行长时间的关于舒适度和能耗等的跟踪调查，然后对方案进行修改优化，实践与理论结合，掌握很成熟的一套方法技术，有的国家把玻璃幕墙技术纳入了教科书[68]。
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