双层皮玻璃幕墙的研究进展.pdf

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1、42低温建筑技术2011年第2期(总第152期)双层皮玻璃幕墙的研究进展邹惠芬，袁军团，王雪峰，杨春，曹国平(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，沈阳110168)【摘要】简要介绍了双层皮玻璃幕墙(DSF)的定义、分类。描述了双层皮玻璃幕墙两种常用的建模方法：计算流体力学法(CFD法)和网络法。之后分别从空腔内空气的流动、热性能、日照采光等三个方面介绍了有关双层皮玻璃幕墙空腔物性的研究．最后指出目前有关双层皮玻璃幕墙的研究还不足以满足要求，在研究方法和某些实际问题上还有待突破。【关键词】双层皮玻璃幕墙；CFD法；网络

2、法；空腔【中图分类号】TU35【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)02—0042—03双层皮玻璃幕墙是由一个宽度从20cm到2m不等的空所构建的二维或三维网格中所有的内部节点和边界节点。气通道(通常称作空腔或是热通道)分离开来的一对玻璃皮理论上CFD方法可以应用到所有的热力流体现象中，事实构成的，这对玻璃皮的排列形成了空腔。针对建筑系统来上仍然存在着许多难以解决的问题，比如：需要计算机更快讲，空腔可以起到隔绝室外噪音和保温隔热的作用。双层的处理速度、复杂区域的流动特性和不规则的边界条件等皮玻

3、璃幕墙空腔内的通风形式可以是自然通风，也可以是问题。这些问题长久以来限制着CFD的应用和发展。目机械通风或者混合通风。除了空腔内通风的类型以外，当前，CFD法仅仅在稳态条件下或者特定时问内复杂流体的地气候条件、建筑物的使用、朝向，以及空凋系统运行时间局部区域才得以应用。另一种方法是网络法。在网络法等众多因素都会对空腔内气流的流动造成影响。中，建筑和相关的暖通空调系统被看做是一个网络，这个网1双层玻璃幕墙的分类络中的节点代表着房间、部分房间或系统的某个组分。节双层玻璃幕墙的分类是多种多样的，根据不同的条件，点间的连

4、线代表着带有阀门、水泵或风机等设备的流体输可以对双层皮玻璃幕墙进行不同的分类。最常用的分类方配路径。每个节点流入与流出的关系都符合质量守恒定法是按照空腔的几何形状分类⋯，可分为以下几种情况：①律、能量守恒定律，这样就可以得到一系列非线性的方程。整体式双层皮玻璃幕墙：幕墙空腔既不做水平分隔，也不做将这些方程适当的整理归纳，再配合边界条件，就可以表征竖向分隔。空气从底部进入，从顶部排出，气流方向为从底该流动的主要特征。部到顶部。它结构简单，隔音效果好，是双层玻璃幕墙中最CFD法虽然可以解决很多网络法不能解决的问题，但

5、简单的一种；②廊道式双层皮玻璃幕墙：以一层为单位进行是它本身往往比较复杂，在某些设计阶段是没有必要的。水平划分，无垂直换气通道，建筑外侧每层均形成外挂式走相对来讲，网络法计算快一些，对计算的要求也不高，但它廊。在每层楼板和天花板高度分别设有进、出风调节盖板；仅仅是提供了大区域大范围内流动的参数，而这些参数也③箱体式双层皮玻璃幕墙：对幕墙空问进行水平和垂直方不如CFD得到的精确。在计算问题时，方法的选择取决于向上的划分，以特定的幕墙分隔为单位，形成不同的箱体。问题的类型，所处理的问题是否需要精确的参数、是否针对每个

6、箱体都设置开启窗，能够完成换气的功能；④竖井式双局部区域等等。层玻璃幕墙：对幕墙空腔进行垂直方向上的划分，形成竖直DSF模拟如果单单凭借网络法，模拟的过程会非常复方向的通风井，从而有效保障了烟囱效应的作用。杂。2001年，Beausoleil．morrison等人建议将CFD法与网络双层玻璃幕墙还可以根据其他条件进行分类。根据通法适当的结合，在模拟中综合运用。他们曾经发表论文风类型可分为自然通风类的DSF和机械通风类的DSF。根介绍了整合CFD法和节点网络法的详细步骤，解决了CFD据通风层的结构又可以分为内循环式

7、通风幕墙和外循环式法与节点网络法数据交换方案的一些疑难问题。与此同通风幕墙。还可以根据空腔内气流的流向划分为流向幕墙时，将这两种不同的方法结合在一起将会导致大量的问题顶部的DSF和流向幕墙底部的DSF(此种情形仅在某些机出现。这些问题在2002年Djunaedy的论文中都有详细械通风的实例中出现)。的描述。Manz和Frank也想要将各种各样的建筑模型软件2有关DSF的建模与研究与CFD工具耦合起来。在2004年Manz等人发表了论文DSF建模与模拟是一件复杂的工作，因为不同的因素交中详细解释了将光谱光学模型与C

8、FD模型耦合的方法，并互影响着空腔的物理特性。推荐用此种方法进行DSF的物性分析和优化设计。最近几年，DSF建模方法更多地集中在有关气流模拟的在上述研究方法的推动下，国外对DSF空腔模拟做了两种方法上，CFD法和网络法J。CFD模型是由质量方程、很多研究．他们将研究的工作重点放在以下三个方面：气流能量方程和动量方程构建起来的，它可以求解由研究对象的模拟、沿不同高度温度的计