呼吸式幕墻作為一種氣候適應(yīng)性透明建筑維護(hù)結(jié)構(gòu),在保持了玻璃幕墻建筑的美觀通透和良好采光性能的同時(shí),相對(duì)于單層玻璃幕墻,又顯著改善了幕墻夏季隔熱和冬季保溫的性能,特別適用于廣大夏熱冬冷地區(qū),已在大型辦公建筑和公共建筑中廣泛應(yīng)用。呼吸式幕墻建筑的熱環(huán)境特性與幕墻合理的通風(fēng)模式及溫度波動(dòng)狀況密切相關(guān)。然而,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于呼吸式幕墻建筑熱特性的研究一般是基于室內(nèi)溫度恒定的狀態(tài),而建筑實(shí)際運(yùn)行中室內(nèi)溫度常處于波動(dòng)狀態(tài)。呼吸式幕墻受到室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)雙向溫度波的作用,其實(shí)際熱環(huán)境特征與假定恒定室溫狀態(tài)下的熱環(huán)境特征差別很大。因此,開展間歇空調(diào)運(yùn)行模式下呼吸式幕墻對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境作用規(guī)律的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)這一問(wèn)題,本文開展了如下研究:首先對(duì)呼吸式幕墻的傳熱和氣流流動(dòng)的耦合問(wèn)題進(jìn)行理論分析,基于能量守恒原理建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)各壁面的熱平衡方程,詳細(xì)闡述幕墻各個(gè)壁面的熱平衡過(guò)程;對(duì)整個(gè)房間室內(nèi)空氣的熱平衡進(jìn)行描述。將雙向溫度波作用下的傳熱過(guò)程分解為三個(gè)單一的熱過(guò)程,即:單純的穩(wěn)定傳熱過(guò)程、外側(cè)諧波作用過(guò)程和內(nèi)側(cè)諧波作用過(guò)程,并對(duì)后兩個(gè)傳熱過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析和模擬實(shí)驗(yàn)計(jì)算。采用建筑能耗模擬軟件EnergyPlus對(duì)非穩(wěn)態(tài)工況周期性熱作用下的呼吸式幕墻建筑進(jìn)行多種運(yùn)行模式的模擬研究,分別包括過(guò)渡季(模式A、B)、冬季(模式C、D)和夏季(模式E),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果量化分析模擬數(shù)據(jù)的誤差和原因。從平均偏差MBE、均方根誤差RMSE以及決定系數(shù)R~2三個(gè)指標(biāo)來(lái)分析模型在預(yù)測(cè)空腔溫度、房間自然室溫和氣流速度的準(zhǔn)確性,結(jié)果表明溫度預(yù)測(cè)的結(jié)果可靠,擬合優(yōu)度在80%以上,而氣流速度的預(yù)測(cè)存在一定誤差。對(duì)間歇空調(diào)模式下呼吸式幕墻的冬夏季熱環(huán)境特征開展實(shí)驗(yàn)研究,采用三角波函數(shù)描述室溫、幕墻壁面溫度和空腔溫度的波動(dòng)特征,結(jié)果表明:冬季的室溫波動(dòng)周期大于夏季的波動(dòng)周期,夏季的預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)間短于冬季;冬季工況下的溫度延遲時(shí)間并未存在較大變化,兩種運(yùn)行模式受到室外溫度波的作用較弱;夏季運(yùn)行模式下幕墻壁面溫度和空腔溫度受室外溫度影響較大,溫度峰值出現(xiàn)時(shí)間有所滯后。
【學(xué)位單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU111;TU83
【部分圖文】：

圖 2-1 呼吸式幕墻傳熱模型（無(wú)遮陽(yáng)百葉）立面的熱平衡方程式：+ ( ) + ( ) Glass#1 外立面吸收的室外長(zhǎng)波輻射；第二項(xiàng)為#1 的熱量；第三項(xiàng)為 Glass#1 吸收的短波輻射和側(cè)熱傳導(dǎo)給內(nèi)側(cè)的熱量；第五項(xiàng)為 Glass#1 外立立面的熱平衡方程式：) + + ( Glass#1 外立面?zhèn)鲗?dǎo)至內(nèi)立面的熱量；第二項(xiàng)為輻射和室內(nèi)短波輻射；第三項(xiàng)為 Glass#1 內(nèi)立面為 Glass#1 內(nèi)立面與 Glass#2 外立面的輻射換熱立面的熱平衡方程式：) + + (

量；第四項(xiàng)為 Glass#3 外立面通過(guò)間隙與 Glas外立面的熱平衡方程式： ) + + ( ) + ( 為 Glass#3 內(nèi)立面?zhèn)鲗?dǎo)至外立面的熱量；第二射輻射和室內(nèi)短波輻射；第三項(xiàng)為 Glass#2 內(nèi)量；第四項(xiàng)為 Glass#2 內(nèi)立面通過(guò)間隙與 Glas內(nèi)立面的熱平衡方程式：+ ( ) + ( ) 為 Glass#3 內(nèi)立面吸收的室內(nèi)長(zhǎng)波輻射；第二項(xiàng)熱量；第三項(xiàng)為 Glass#3 吸收的短波輻射和長(zhǎng)傳導(dǎo)給內(nèi)側(cè)的熱量；第五項(xiàng)為Glass#3內(nèi)立面向吸式幕墻的傳熱模型

圖 3-1 幾何模型實(shí)驗(yàn)房的實(shí)際尺寸建立等比例三維幾何模2800mm（長(zhǎng)×寬×高），房間的南側(cè)墻體SF 熱通道間距為 400mm，內(nèi)外 4 個(gè)通風(fēng)口，幕墻玻璃的尺寸為 1700mm×2000mm（單層浮法玻璃，內(nèi)側(cè)幕墻為 clear6mm+Air1璃，遮陽(yáng)百葉位于熱通道正中間，百葉葉片同實(shí)驗(yàn)房實(shí)際物性參數(shù)，見表 3-1。表 3-1 材料物性參數(shù)厚度/mm 密度/kg m-3導(dǎo)璃 8 2500 玻璃 6+12+6 2000 100 80 0.2 2700
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2864813