严寒地区双层通风窗的热工性能研究

摘要

目前，双玻或三玻的单层塑钢窗在严寒地区民用建筑中应用较广。当室外气温较低时，这种单层窗的内表面温度较低，有时会出现结露现象，严重时还会形成水流，直接影响到室内的卫生条件。采用双层窗可以明显降低窗户的结露危险，但会降低可以利用的太阳辐射能量，为提高双层窗的太阳能利用率，本文针对双层通风窗的热工性能进行研究，开展了以下工作。 首先，采用实验方法在多种气象条件下对通风窗的温度分布、通风量等相关参数进行了测量，分析了不同室外温度以及太阳辐射强度对太阳能通风窗热工性能的影响。实验结果表明，双层通风窗晴天时上午可加快房间升温，下午可延缓房间温降。室内温度和通风窗集热效率受太阳辐射强度和室外温度的共同影响。 然后，对通风窗物理模型进行简化，结合不同的湍流模型和辐射模型，利用CFD软件对实验工况下的双层通风窗进行模拟，对比模拟结果和实验数据可以看出，标准的k-ε两方程湍流模型和S2S辐射模型的相对误差最小，并且得到了适合的网格数量级。 最后，通过仿真计算，研究了外层窗的导热系数、空气夹层宽度、通风口高度差、通风口大小、通风口是否开启、设置机械通风等因素对通风窗内温度分布特性、气流分布特性以及室内温度的影响；并对双层窗减少玻璃结露危险性进行了分析。 本文的研究表明双层通风窗在严寒地区应用既可以有效降低窗户的结露危险性，又可以充分利用太阳能，研究结果可为严寒地区应用以及设计双层通风窗提供参考。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2双层玻璃幕墙简介

1.3国内外研究现状

1.4本文的研究方法及内容

第2章 严寒地区辐射采暖房间通风窗的实验研究

2.1实验简介

2.2实验结果及数据分析

2.3本章小结

第3章 通风窗仿真计算理论以及实验验证

3.1物理现象的数学描述

3.2仿真参数计算与设置

3.3网格无关性验证

3.4湍流模型与辐射模型验证

3.5本章小结

第4章 通风窗仿真计算及分析

4.1仿真计算前处理

4.2不同传热系数对比

4.3不同空气夹层宽度对比

4.4不同通风口高度差对比

4.5不同通风口尺寸对比

4.6通风口是否开启对比

4.7设置不同风速机械通风对比

4.8结露危险性分析

4.9本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢