外遮阳与防盗一体化节能窗的研究开发

摘要

窗户外遮阳产品是安装于窗外的遮阳构件，可以在太阳辐射未到达建筑表面时吸收和反射大部分太阳辐射，通常可以降低建筑表面80％的太阳直接辐射得热，是比内遮阳更有效的节能装置，有外遮阳板和百叶窗等形式。
　　本文在研究了国内外百叶窗发展的基础上，结合设计原则和要求，研制开发了以链牵引为主的外遮阳与防盗一体化节能窗，确定了总体结构设计方案，进行了各系统结构设计，采用了新式的百叶翻转机构、百叶升降机构及百叶片结构，可以调整百叶角度，实现百叶上卷和下放。基于Solidworks建立了百叶片和链板的三维模型，利用Simulation对百叶和第一节链板进行了强度分析，确定了合理的百叶片参数，第一节链板承受的最大载荷在合理范围内。分析了百叶上卷的过渡轨迹和卷曲轨迹，利用matlab软件对卷曲轨迹进行了曲线拟合，确定了卷曲极半径与转角的函数关系。设计了操纵系统的齿轮结构，确定了齿轮传动的范围。以上海地区为例，对节能窗的热工性能进行了分析计算，确定了南向节能窗的遮阳性能为6级，保温性能最高可达到9级，建筑高度40m时，节能窗的抗风压强度等级为9级。利用DeST-h软件分析节能窗对建筑物的能耗影响，得到了不同朝向的最佳遮阳时段和节能窗的节能率。对节能窗样品的水密性和气密性进行了试验检测。提出了节能窗隔声、密封、采光性能的相关改善措施。
　　本课题的研究方法主要有调研分析;利用计算机软件进行结构设计与模拟仿真;利用能耗模拟软件对节能窗进行能耗分析;试制样品，对其相关性能进行检测论证。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 课题研究背景及缘起

1．1．1 窗户和遮阳的发展历史

1．1．2 课题研究背景

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 国内外发展和现状

1．2．2 未来发展趋势

1．3 研究意义及论文创新点

1．3．1 研究意义

1．3．2 论文创新点

1．4 研究内容和研究方法

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法

2 节能窗结构设计

2．1 节能窗结构设计要求

2．2 总体结构方案设计

2．3 节能窗各部分结构设计

2．3．1 百叶片设计

2．3．2 翻转系统设计

2．3．3 升降系统设计

2．3．4 固定系统设计

2．3．5 操纵系统设计

2．4 本章小结

3 关键零部件设计与分析

3．1 概述

3．2 Solidworks软件及相关模块介绍

3．3 百叶片强度分析

3．3．1 算例模型的建立

3．3．2 静态算例结果与分析

3．4 百叶片抗风压性能计算

3．4．1 风荷载计算

3．4．2 百叶片在水平风荷载作用下的挠度计算

3．4．3 百叶片抗风压强度

3．5 操纵系统传动设计

3．5．1 翻转操纵系统传动结构设计

3．5．2 升降操纵系统传动结构设计

3．6 链板强度分析

3．7 链板卷曲轨迹分析计算

3．8 本章小结

4 节能窗热工性能分析与计算

4．1 节能窗热工性能分析

4．2 节能窗热工性能计算

4．2．1 节能窗传热系数计算

4．2．2 节能窗遮阳系数计算

4．3 本章小结

5 节能窗对建筑能耗的影响分析

5．1 概述

5．2 建筑模型描述

5．3 南向节能窗对建筑能耗的影响

5．3．1 南向节能窗夏季模拟结果与分析

5．3．2 南向节能窗冬季模拟结果与分析

5．4 西向和东向节能窗对建筑能耗的影晌

5．4．1 西向节能窗遮阳能耗模拟

5．4．2 东向节能窗遮阳能耗模拟

5．5 不同朝向节能窗对建筑能耗综合对比分析

5．6 本章小结

6 节能窗其他性能设计与标准

6．1 概述

6．2 隔声性能设计

6．3 密封性能设计

6．4 采光性能设计

6．5 本章小结

7 结论

8 展望

参考文献

10 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢