图
3 通风双层玻璃幕墙夏季内循环示意图 图 4 通风双层玻璃幕墙夏季夜间通风示意图
三、通风双层幕墙的工作分析
1 透射体系研究
从遮阳装置或者设备的布置的角度来看,
DSF 分以下几种形式:第一种,DSF 的内外
侧都是玻璃,中间加设遮阳构造,其形式主要有:装置、格挡等,如百叶、格栅等,这是目
前较为常用的一种,尤其结合感光智能控制的遮阳百叶等设备;第二种,遮阳设备设在双
层玻璃幕的内侧或者外侧。对于,热通道内加设遮阳百叶通风幕墙组成的透射体系:两侧是
玻璃,中间是空气层和遮阳百叶。忽略遮阳装置的影响,该体系可以视为阳光照射到两侧均
为空气的双层半透明薄层,射线要通过两个玻璃界面透射到另一侧,阳光首先进入第一个
玻璃层,此时由于反射的作用
(设此层玻璃的总反射率分别为 r),则只有(1-r)的辐射能进入
玻璃层;经玻璃的吸收后
(玻璃吸收率设为 α),有(1-r)(1-α)的辐射能可达玻璃另一侧层界面;
由于反射作用,只有
(1-r)2 (1-α)经玻璃吸收后可以透过该玻璃层,而反射(1-r)r(1-α)要反射
回玻璃第一层界面部分辐射能经过反射、吸收、透射等反复进行下去
(见图 5)。
图
5 双层玻璃幕墙透射体系模型
于是可以得到单层玻璃的吸收率:αz=α(1-r)[(1+r(1-α)+r2(1-α)2+
…]=
α(1-r)/[1-r(1-α)]
反射率:
R=r{1+(1-α) 2 (1-r)2/[1-r2(1-α)2]}
透过率:
T=(1-r)2(1-α)/[1-r2(1-α)2]
同样,双层玻璃的总透过率为:
Ts =t1t2/[1-ρ1ρ2]
总的反射率为:
ρ=ρ1+t12ρ2 /[1-ρ1ρ2]
第一层玻璃的总吸收率为:
αZ1=α1+{1+t1ρ2/[1-ρ1ρ2]}
第二层玻璃的总吸收率为:
αZ2= t1α2/[1-ρ1ρ2]
上述式子中,
t1、t2 分别为两层玻璃透过率;α1、α2 分别为两层玻璃的反射率;ρ1、ρ2
分别为两层玻璃的吸收率;这些都和玻璃本身的物理性质、介质温度、太阳辐射入射角度等
有关。
2 关于热阻的模型
(
1)热通道内空气的不定向流动
在冬天,关闭幕墙上下的风口,
DSF 完全是一个两层玻璃中间是空气夹层的结构体系
(见图 6),DSF 共三层,4 个界面,则热阻组成为:外侧玻璃外表面的换热热阻(玻璃与室外
环境的对流换热系数设
he),外侧玻璃本身的热阻 Reg,热通道内综合热阻 R,内侧玻璃本
身的热阻
Rig,内侧玻璃与室内环境的表面换热阻(对流换热系数为 hi)。热通道内假设为理
想状态:即热交换只有辐射热交换,那么,外侧玻璃与室外环境的传热热阻以下式计算:
Re=1/Ue=1/her+1/he+Reg。
式中,
Ue 为外侧幕墙的传热系数,her、he 分别为外侧玻璃内表面的辐射换热系数和外
表面的对流换热系数。内侧玻璃幕墙的总热阻计算方法与外侧幕墙相
同,内侧幕墙热阻设为
Ri。中间热通道的热阻比较复杂,只考虑辐射换热,那么辐射
换热系数可以由下式求出:
Her =σ(T2eg +T2ig )(Teg +Tig)/(1/εeg +1/εig -1)
式中:
σ 为斯蒂芬-波尔斯曼常数,σ=5.67×l0-8W/(m2
•K4) ;Teg 、Tig 为外侧和内侧玻
璃的热力学温度;
εeg、εig 为外侧玻璃幕内表面和内侧玻璃幕的外表
面发射率。
图
6DSF 传热模型
由于通道内的空气在自然状态下是均匀的,因此内外侧幕墙在通道里的辐射换热阻是