关键字 |
| 双层玻璃幕墙热增强玻璃,隔热玻璃单元,热性能,减少冷负荷、表面技术、Comsol多重物理量 |
介绍 |
| 建筑的皮肤是一个至关重要的建筑来考虑。没有其他建筑系统结合重大影响建筑物的性能和美学。使用玻璃作为建筑的一个组成部分,信封以来增加首次引入作为建筑材料,加速发展在20世纪由于高层钢框架幕墙系统和技术。小的核心技术已经改变了玻璃幕墙及外墙自他们最初的发展。有一些变化,不过,仅在过去十年建筑艺术的审美和表现司机,以及可用的结构系统和材料。针对这些市场力量,新的玻璃立面类型出现在现场应用中在过去的二十年里。这些新的外观设计玻璃的主要属性,其透明度,和越来越多的结构属性玻璃和玻璃组件的集成结构体系。这项技术的特征包括,高度精心制作和暴露与大跨度结构系统能力,集成的结构和形式,同时非物质化,复杂的几何图形,拉伸元素,广泛使用专业的材料和流程、结构和包层系统的集成,一系列复杂的设计变量从外观透明度热力性能和炸弹爆炸方面的考虑。有几个想法直接关系到建筑物的立面,允许利用外部环境保持室内舒适。在这些提议,有双层通风玻璃幕墙创建额外保护的建设和利用太阳辐射和风压通风、加热或冷却。 In this way the facade of the building is not just a closure of the building but becomes an “Energy Supplier” and an “Energy Manager”. Furthermore, the limitations of fossil fuels in the earth and air pollution are global reasons to stimulate energy savings. Sustainable approach, which consume minimum amounts of natural resources during construction, operation and demolition processes. |
| 此外,外观的功能是传统上被认为是一个被动的内部和外部之间的绝缘和使用作为一种从外部环境障碍。因此,facade不得不切断任何外界气温的影响,太阳能和风能的室内气候。目前,利用建筑物的自然来源被认为是一个主要的可能性减少能源消耗。这样的态度强调外观的重要性,可以视为一个缓冲区之间的外部和内部,积极参与对室内环境的控制。facade利用太阳能和风能的能量以供应日光和自然通风,降低了什么能力、设施的能源消耗。图。1illustrates the facade as an offset and serving as an active member for external and internal environments. |
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材料用于研究 |
| 有范围的商业解决方案提供太阳能控制玻璃,隔热和更好的音响效果。玻璃平衡光、透明度和保温的实用功能和外观,太阳能控制,安全,隔音,消防,等。作为建筑材料,玻璃是非常多才多艺的,可以以多种方式处理;它可以钢化、弯夹层或绝缘。使用玻璃外墙,可以将室内空间链接到外部用最小的妥协。在一个热带国家,如印度、玻璃外墙可以控制的热量进入建筑物。将热加强双层玻璃将提高保温和噪声衰减。图2描述了绝缘玻璃单元的总布置(易格斯)和各种组件来控制室内温度。 |
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| 通常被称为双层玻璃,隔热玻璃的组合两个或两个以上的窗格玻璃间隔的间隔条和密封的初级和二级密封胶形成一个单元与一个或多个空气之间的空间。IG单位提高热力性能,从而大大减少暖气和空调的成本。还搞笑单位减少玻璃表面凝结形成的概率。IGU可以结合低辐射涂料、有色眼镜,反光涂料、丝印模式、层压玻璃制品等等。各种各样的中空玻璃配置满足各种性能和审美需求。IGU状通常由两片玻璃间隔分开,通常用一个空心铝框架密封两个窗格。窗格之间的空间可能含有干燥的空气,或者是一个局部真空,充满氩气。在这项研究中,热增强玻璃已经采取了与铝框和玻璃窗格气隙是使用氩气。材料的特征已经解释了在后面的部分。 |
| 答:热增强玻璃的特征 |
| Heat-strengthened玻璃提供更高的抵抗热应力退火玻璃相比。当生产Heat-strengthened夹层玻璃和钢化夹层玻璃相比,Heat-strengthened允许夹层玻璃夹层玻璃遵守均匀,因为更平滑的加工面。玻璃是钢化玻璃,Heat-strengthened——与其表面奉承——也在facade减少光学扭曲的结果。难以打破这玻璃与普通退火玻璃相比,但与钢化安全玻璃,打破通常边对边和碎片。Heat-strengthened玻璃通常需要额外的力量抵抗风时指定压力,热应力或两者和额外的强度或安全破坏的模式完全不需要钢化玻璃。heat-strengthened玻璃的另一个优点是,当破碎,玻璃碎片更相似的大小和形状退火玻璃碎片,因此倾向于留在开放的时间比完全钢化玻璃颗粒。尽管heat-strengthened玻璃不是建筑规范的安全玻璃,这种破坏模式可以防止玻璃下降,有人受伤。 |
| b .氩气的特征 |
| 可以减少传热通过windows使用氩气在窗格的双层玻璃之间。氩气是一种低成本、清晰、无毒、天然气体比空气热导率较低。使用氩玻璃窗格之间而不是空气能减少的热量进行跨越的差距和提高大约15%的热阻性能。氩也大大提高了易格斯的热阻窗格之间的差距比推荐的10毫米的最低窄。氩,比空气热导率低34%,是最常用的。虽然充氩比风冷机组单位成本5%左右,他们可以提高双层玻璃窗户的U值或能量评级下调超过30%。氩馅料应持续一生的双层玻璃窗户,在一段25年不应该失去超过5%。 |
双层玻璃结构的设计 |
| 玻璃在建筑的设计包括选择,受风荷载、地震荷载和防火玻璃及相关材料的特殊考虑。为应用程序选择玻璃时,玻璃的厚度和类型要求应满足玻璃厚度计算受到风荷载按规定的标准。根据国际清算银行代码,草案(代码的练习中使用玻璃建筑Part-3Fire和加载,DocNo.CED13 (7885) WC)中使用玻璃的厚度窗口面板是由以下因素: |
| 1。区域由窗口面板 |
| 2。支持条件(支持双方四个方面)。 |
| 3所示。长宽比的面板(长度/宽度)。 |
| 4所示。有效的风压 |
| 5。强度的玻璃 |
| 6。类型的玻璃 |
| 一步一步的过程来计算合适的玻璃嵌板的厚度已经解释建筑案例研究设计的热增强玻璃面板尺寸的大小宽度1200毫米,高1800毫米支持四个方面15米高的办公大楼位于金奈在地形类别II。该计划的建筑是矩形大小60×50米。建筑的渗透率是在5%到20%之间。风压是计算是875(第3部分)1987。过程的特征总结如下: |
| 1。玻璃面板的最大区域限制到15平方米。 |
| 2。窗口的最大跨度被限制为4米。 |
| 3所示。长宽比的玻璃面板应大于1.5。如果小于1.5,上级应该选择可用的厚度。 |
| 4所示。使用的安全系数是2.5考虑玻璃强度的变化。 |
| 5。适用于正常,反光,夹层、钢化、中空玻璃。 |
| 6。适用于矩形板妥善固定。 |
| 步骤1。计算纵横比(AR) |
| 纵横比(AR max) =长/短的玻璃 |
| 长宽比= 1800/1200 = 1.5 |
| 步骤2。选择的设计风压(Pz) |
| Pz = 0.6款2 |
| 在任何高度,Vz =设计风速z在m / s |
| Vz = Vb.k1.k2.k3 |
| Vb = 50 m / s(基本风速钦奈位置-50 m / s取自875 -第3部分)。 |
| k1 = 1(表1,风险系数因素是875 -第3部分) |
| k2 = 1.02(表2,地形因子是875 - 3部分) |
| k3 = 1.1(表3,地形因子是875 - 3部分) |
| Vz = 50 x1x1.02x1.1 = 56.1 m / s |
| Pz = 0.6 * 56.12 = 1888.3 N / m2 |
| 因此,设计风压高度H钦奈位置,风带V,地形类别II, B类结构1888.3 N / m2。 |
| 步骤3。计算的净压力系数(Cp)与风Pnet的压力 |
| 渗透率的C p值的5% - 20%的范围之间和l / w = 60/50 = 1.2 1 & 1.5,按表1.7。4,是875(第3部分)1987。 |
| Pnet = Pz x Cp, |
| ,Pz =设计风压,Cp =压力系数 |
| Pnet = 1888.3 * 1.7 = 3210.1 N / m2 |
| 步骤4。强度因子(Pf) |
| 基于类型的玻璃(层压/钢化/中空玻璃)压力系数计算。确定叠层/钢化中空玻璃的厚度,Pf是压力因素依赖于类型的玻璃。Pf压力因素的值可以从表2 BIS草案第3部分的代码。对于热增强玻璃,Pf = 1.60。Pnet修改后的值, |
| Pnet = Pz / Pf |
| Pnet = 3210.1/1.60 = 2006.3 N /平方米 |
| 第5步。计算最小厚度(各方支持) |
| 长宽比= 1.5 |
| 面板= 1.8 * 1.2 = 2.16平方米 |
| 利用实证关系方程给出在条款5.3中,(代码的练习使用的玻璃建筑- 3火和加载部分) |
| P净* = 200.0 * TK (T≤6毫米)…(1) |
| 设计,Pnet =净风压(N /平方米) |
| =区域的玻璃面板(平方米) |
| T = SNT的普通玻璃(毫米) |
| k =常数(表2,代码的练习使用的玻璃建筑Part-3Fire和加载) |
| 当T = 5毫米,K = 1.753, |
| P净* = 200.0 * TK (T≤6毫米) |
| Pnet = 200 x51.753/2.16 |
| Pnet = 1555.50 N / m2 < 2006.3 N / m2 |
| 当T = 6毫米,K = 1.765, |
| Pnet x 61.765/2.16 = 200 |
| Pnet = 2187.82 N / m2 > 2006.3 N / m2。 |
| 因此,我们必须提供6毫米厚热增强玻璃两边的玻璃。 |
双层玻璃结构的性能评估 |
| 在一个建筑的设计,环境问题在整个项目获得了相当大的影响力。第一个问题是改善热性能。双层玻璃结构被越来越多的广泛采用高层办公楼。他们的潜力在于他们的反应能力和适应不同的边界条件和需求。为了评估热性能,实现的仿真模型的双层玻璃Comsol多重物理量。与地对地辐射传热界面用于传热模型由双层玻璃与铝框架。在2 d模型执行模拟热导率的玻璃和3 d模拟基于外辐射源的表面温度。输入参数数据的预处理表所示。1所示。 |
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| 复杂的分析模型,进行正面的行为是已知的更多细节,虽然模型与不同程度的复杂性被发现。在两个界面情况下,玻璃部分分离热内部从一个寒冷的外部。 |
| 答:边界条件 |
| 内部和外部的热通量条件方面给出的”牛顿冷却定律: |
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| 在文本表面温度(文本= Ti = 20°C和文本内部一边= Te = 0°C的外部侧)。的热表面电阻Rs标准定义了相关的传热系数h: |
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| 内部和外部的热表面电阻是不平等的。此外,两个边界视为绝热:边界接触墙和玻璃。雷竞技网页版 |
| b模型的描述 |
| 1。2 d模型——两个玻璃面板的玻璃是由导热系数为1.00 W / (m·K)。在框架上的玻璃窗,结构由铝、聚硫、硅胶用于块玻璃块。他们的热导率是160 W / (m·K), 0.40 W / (m·K)和0.13 W / (m·K),分别。玻璃面板之间的空间充满氩气的导热系数是0.0164 W / (m·K)。这个模型在固体界面传热计算确定玻璃的热导率和线性框架的传递系数。 |
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| figure.3。(a)上面描述的一般方案施工区域标志,两个洞是完全封闭的,视为不通风的,第三个是视为略通风。网状模型的几何与自由三角网格的实体figure.3域表示。(b)。 |
| 2。3 d模型- 28毫米的玻璃厚度划分为6毫米玻璃窗格和腔隔热的16毫米。模仿使用Autocad 3 d和进口Comsol多重物理量模拟软件来执行外部辐射源的表面表面辐射被认为是太阳的强度由其太阳能位置到一个特定的位置。对玻璃表面的表面温度计算的结果在随后的章节说明。 |
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| figure.4。(a)显示了结构的三维cad模型与反射蓝色纹理双层玻璃材料。它由两个玻璃窗格分离腔充满氩气和figure.4。(b)说明了三维模型与自由四面体网格利用Comsol多重物理量模拟软件。 |
结果与讨论 |
| 双层玻璃结构的性能评估是计算使用Comsol多重物理量与两个物理接口软件,传热与2 d模型和固体表面与三维模型表面的辐射。 |
| 答:在固体传热——整个部分的热导率和框架的线性传递系数Ψ评估。部分是发现的热导率0.482 (W / (m * K))和热透射率的评估框架Ψ0.085 (W / (m * K))。部分的温度曲线显示在图。5所示。 |
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| b地对地辐射-模型和表面发射率0.6模拟来确定外玻璃的表面漫射表面最高温度和价值发现是115.17(摄氏度),相同的模型然后用太阳能和模拟环境辐射波长的依赖关系,进入太阳能吸收率和表面发射率分别为0.4和0.6。结果发现最高表面温度骤降至92.09(摄氏度)。此外,口译的辐射波长参数漫反射面因此有突变最高表面温度到78.69(摄氏度),最终减少室内的冷负荷条件。最高表面温度的比较在figure.6表示。很明显,figure.6。(a)低于115年描绘了最大表面温度(摄氏度),随后减少到78年(摄氏度)如figure.6所示。(b)由于减少表面发射率和太阳能吸收率的波长特性。 |
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结论 |
| 建筑玻璃的使用允许创建透明和半透明的结构。这创造建筑的优势和轻盈的外观和内部空间,受益于自然光。玻璃已成为一种公认的结构立面材料按照标准管理存在玻璃的设计和施工。设计过程来确定最低玻璃厚度每BIS草案被解释为代码。钦奈夏季气候条件的所有结果。以来,透明双层玻璃幕墙预计增加冷却负荷在办公楼在炎热干旱的地区,有一个增强的策略更好的性能要求。结构计算双层玻璃的性能评估利用Comsol多重物理量模拟软件和结果的工作总结如下: |
| 1。部分是发现的热导率0.482 (W / (m * K))和热透射率的评估框架Ψ0.085 (W / (m * K))。 |
| 2。减少最大表面辐射115(摄氏度)到78(摄氏度)解释太阳能吸收率和外层玻璃窗格玻璃的表面发射率。 |
| 这项研究表明,由于两个窗格打断的辐射能量,当使用低辐射(低辐射)热增强玻璃表面外玻璃面板和空腔与氩气控制保温和更好的建筑物能源表演。因此,低辐射玻璃中扮演一个重要的角色不仅大大减少传入的热量,还减少空调的成本。得出一个有效的双层玻璃幕墙作为外墙技术适用于降低空调冷负荷在炎热干旱的气候。 |
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