设计厚度,研究幕墙出入风口风速风温和壁面温度等参数对建筑节能性的影响。
关键词:双层通风幕墙 节能 CFD 太阳辐射
中图分类号:TU11 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)12(c)-0135-03
双层通风幕墙被称作“可呼吸的幕墙”,从其构造和内部气流形式可分为两种,内呼吸幕墙与外呼吸幕墙。内呼吸幕墙又称“封闭式内通风幕墙”,外层幕墙封闭,内层幕墙上下设有进出风口,需要依靠机械通风系统从下部进风口吸入空气,通过两层玻璃幕墙间的空气层,经上部出风口和吊顶内的风管排出,形成室内空气的循环。由于从进风口进入的是室内空气,玻璃幕墙间的空气层中空气温度与室内基本相同,这就减少了供暖和供冷的能耗[1],但是在保证房间正压的情况下,出风量等于进风量,出风温度基本等于室内温度,这就导致在夏季,可能会增加新风负荷,所以该内呼吸形式多用于供暖地区。外呼吸幕墙又称开敞式外通风幕墙,与内呼吸幕墙相反,内幕墙是封闭的,外幕墙设有进风口和出风口,将室外新风引入,在双层幕墙通道内经过太阳辐射作用,以风压和热压为共同动力,带走两层幕墙间空气层的热量后从上部出风口排出,可减少太阳辐射热对室内的影响,节约能源。此种幕墙结构不需要专用机械设备,完全靠自然通风与热压通风实现空气流动,维护和运行费用低,是目前应用最广泛的形式。在夏季,开启上、下风口,进行自然通风,降低空气层内的温度在冬季,关闭风口,形成温室,起到保温作用[2-3]。文章针对办公建筑的外呼吸幕墙分析幕墙间距对建筑节能性的影响。
1 物理模型的建立
1.1 通风幕墙结构及其参数
采用的通风幕墙结构形式如图1所示,外层幕墙采用钢化玻璃,内层幕墙采用LOW-E玻璃,内外幕墙间距D分别取值200 mm、500 mm、800 mm、1 100 mm,建筑层高(单层幕墙高度)为3.8 m。其中钢化玻璃与LOW-E玻璃参数定义见表1。
1.2 室内模型结构参数
办公室模型选取单个房间作为分析对象,按照6 m×8 m×2.8 m建立,南面外墙开通风幕墙可开启窗2扇开启部分大小均为1.2 m×1.5 m,北面为2扇门,每扇门大小0.9 m×2.2 m。
1.3 室内热源分布情况
按照相关研究与规定[4-5],办公室内负荷见表2,其中人员采用静坐时的63 W[6],人员密度、照明采光负荷,以及设备负荷(包括电脑、打印机等)均按照一般办公室取值,物理模型图如图2、图3所示。
4 结语
通过改变内外幕墙间距即其内部空气层的设计厚度,以D200、D500、D800、D1100为例,综合考虑热压、风压、幕墙开口边界条件以及辐射等影响因素,研究分析不同幕墙间距对整体建筑节能性影响。通过分析发现,单位时间双层玻璃幕墙间的空气换热量Q随着D的增加呈现指数性增长。幕墙间距D1100的节能性方面表现最为优良,在单位时间内的换热量Q值最大。虽然随着幕墙间距增大,节能性呈现指数性增长,但在实际情况中还应综合考虑幕墙的隔声性能、冬季保温性能、工艺制作、清洁维护的方便、成本等因素合理设计。
参考文献
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