建筑節(jié)能窗傳熱特性的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、建筑門窗作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)熱交換最活躍的部位，其能耗已經(jīng)占到建筑圍護結(jié)構(gòu)總能耗的40％～50％，因此對建筑節(jié)能窗傳熱特性的研究具有重要的工程實際意義。本文采用數(shù)值模擬與實驗研究相結(jié)合的方法，對典型建筑節(jié)能窗各個系統(tǒng)的傳熱特性以及墻體對整窗傳熱特性的影響進行分析，分析各個系統(tǒng)傳熱的影響因素以及對整窗傳熱系數(shù)的影響，得到了窗戶節(jié)能的技術(shù)措施，在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有線傳熱系數(shù)計算方法進行改進。其中數(shù)值模擬部分運用Fluent、CAD及相關(guān)軟件進行，

2、而實驗研究部分則是利用建筑門窗保溫性能試驗臺和平板導(dǎo)熱系數(shù)測試儀作為研究設(shè)備。
　　本文將窗戶分為玻璃系統(tǒng)、窗框系數(shù)以及整窗系統(tǒng)三部分，主要從模型維數(shù)的確定、玻璃系統(tǒng)傳熱特性的影響因素、窗框系統(tǒng)傳熱特性的影響因素、整窗系統(tǒng)傳熱系數(shù)的算法、墻體對窗戶傳熱特性的影響這幾方面進行分析，最后結(jié)合實驗對模擬結(jié)果進行驗證并分析誤差產(chǎn)生的原因。
　　在數(shù)值模擬方面，詳細介紹了數(shù)值模擬的原理、方法以及所采用的邊界條件等，得出了窗戶各系統(tǒng)的傳

3、熱模型維數(shù)、輻射和對流作用對玻璃系統(tǒng)以及窗框系統(tǒng)傳熱特性的影響、不同氣候區(qū)下雙層中空玻璃的最佳間層厚度、材料物性對窗框傳熱特性的影響、線傳熱系數(shù)改進算法的優(yōu)點以及墻體對整窗傳熱特性的影響等結(jié)果。結(jié)果表明:只有豎直窗框需采用三維數(shù)理模型，其他部位二維數(shù)理模型計算結(jié)果既能達到很高的精度要求，但整窗傳熱系數(shù)在利用二維和三維模型計算后得出的結(jié)果很接近，兩者相差不到1％;不同氣候區(qū)城市中空玻璃最佳空氣間層厚度有所不同，并不是最冷地區(qū)最佳空氣間層厚

4、度越大，這主要取決于室外對流換熱系數(shù)和溫度的綜合影響;玻璃系統(tǒng)中充入稀有氣體有減小傳熱系數(shù)的功能;就輻射和對流而言，前者對其窗戶傳熱特性的影響更大;線傳熱系數(shù)的簡化方法能減小計算建模的工作量并更加易懂;墻體對整窗傳熱特性的影響主要體現(xiàn)在窗戶在墻體中的安裝位置和墻體的導(dǎo)熱系數(shù)大小上，其影響也隨著工況的不同而不同。
　　在實驗研究方面，首先對實驗設(shè)備的原理、測試方法以及測試過程進行了說明，進而對節(jié)能窗的傳熱系數(shù)進行測試，并將實驗室測試