外遮阳对建筑外窗传热系数的影响分析.pdf

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1、106低温建筑技术2010年第8期(总第146期)外遮阳对建筑外窗传热系数的影响分析李栋，刘玉成，薛康，邢畅，吴国忠(1．东北石油大学土木建筑工程学院。黑龙江大庆163318：2．中国人民解放军93383部队74分队。黑龙江牡丹江157023)【摘要】通过分析建筑外窗的外遮阳传热特点，建立带有外遮阳结构的建筑外窗多场(导热、自然对流和辐射)耦合传热模型，利用CFD软件对其传热过程进行模拟。研究结果表明无遮阳的建筑外窗温度场梯度分布变化非常剧烈，而外遮阳使其玻璃温度场梯度分布较均匀。【关键词】建筑外窗；外遮阳；自然对流【

2、中图分类号】rITU111．19【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)08—0106—03STUDYoNEXTERNALSHADINGoNHEATTRANSFERCoEFFICⅢNToFBUⅡDINGWDDoWLIDong，LIUYu—cheng，XUEKang，XINGChang，WUGuo．zhong(1．SchoolofArchitectureandCivilEngineering，NortheastPetroleumUniversity，HeilongjiangDaqing163318，Ch

3、ina；2．PLA93383Forceand74Unit，HeilongjiangMuda~iang157023，China)Abstract：Themathematicsandphysicalmodelofheattransferofwindowinmultiplecoupledfields(heatconduction、naturalconvectionandradiation)wereestablished，basedontheheattransferproper-tiesofwindowwithexternal

4、shading．TheheattransfercharacteristicsofwindowwithexternalshadingweresimulatedusingCFDsoftware．Theresultsshowthatthetemperaturegradientchangeviolentlyinwindowswnoexternalshading，however，thetemperaturegradientchangeslightlyinwindowswithex-ternalshading．Keywords：b

5、uildingexternalwindow；externalshading；naturalconvection目前对于建筑外窗的遮阳研究主要侧重于其遮阳系数到中间封闭腔的导热过程，中间封闭腔舶自然对流、导热和对建筑维护结构内冷热负荷的影响研究J，而对于遮阳结辐射传热过程，中间封闭腔到玻璃内侧面的导热过程，室内构对建筑外窗传热系数的影响研究较少，特别是对于寒冷气体环境与玻璃内侧面的对流和辐射传热过程。外遮阳结地区遮阳结构对其传热系数的影响。带遮阳的建筑外窗主构的建筑外窗的传热过程由外到内分别为大气环境与遮阳要由遮阳结构和

6、玻璃层构成，而玻璃层一般由外层玻璃层、结构外侧面的对流和辐射传热过程，遮阳结构中间封闭腔中间封闭腔和内层玻璃层构成。带遮阳的建筑外窗的传热的自然对流、导热和辐射传热过程，遮阳结构中间封闭腔到包括两个封闭腔内空气传热过程。对于封闭腔内空气传玻璃外侧面的对流和辐射传热过程，其余过程与无遮阳结热，国内外学者进行了大量的研究j，这些文献分析了封构的建筑外窗的传热过程一致。为便于计算，将模型简化：闭方腔自然对流换热问题，没有考虑封闭腔内空气辐射传①不考虑建筑外窗(无遮阳、外遮阳)深度方向(垂直纸面)热过程。吴国忠等考虑导热、自然

7、对流和辐射耦合影响因传热过程，将三维传热过程简化为二维传热过程，其模型见素，建立了封闭腔空气传热模型】。文中借鉴其分析思想，图1；②不考虑玻璃材料导热系数的变化情况，假定其为常建立传热模型，研究外遮阳对建筑外窗传热系数的影响，为数；③假定表面辐射系数为常数；④假定空气腔内空气满足带遮阳结构的建筑外窗传热系数的工程计算奠定基础。Boussinesq流体；⑤假定遮阳结构空气腔与外界没有质量传1耦合传热模型递；⑥假定建筑外窗上、下面传热量较少，为绝热条件。无遮阳结构的建筑外窗的传热过程由外到内分别为大建筑外窗传热主要分为玻璃

8、和空气腔两部分，其控制气环境与玻璃外侧面的对流和辐射传热过程，玻璃外侧面方程如式1～6，玻璃控制方程和边界条件可参见文献[7]。【基金项目]东北石油大学土木建筑工程学院青年科技发展基金李栋等：外遮阳对建筑外窗传热系数的影响分析1072．2计算结果和分析方案1为无遮阳结构，考虑导热、对流和辐射耦合传热；方案2为外遮阳结构，考虑导热、