气凝胶玻璃的计算模型对比及其气候适用性分析
发布时间：2021-09-03 22:33
纳米多孔二氧化硅气凝胶是一种超级隔热材料,由于其具有优异的保温隔热、良好的透光性、耐高温以及隔音减震等特性,近年来逐渐被推广和应用于节能玻璃领域,国内外已有少数学者对气凝胶玻璃的热工性能进行了分析研究。现有研究方法主要分为两类:第一类是运用已有软件（Energy Plus,eQUEST等）进行模拟分析,第二类是实验测试分析。Energy Plus,eQUEST等软件实际上是利用K-Sc模型来计算窗玻璃的光、热、辐射传递情况,K-Sc模型是一种近似计算模型,其相关假设条件及简化计算过程是否适用于气凝胶玻璃需要进一步探讨;而实验测试方法的弊端是耗时耗力,不灵活,不能广泛推广使用。本文研究的重点即建立既能方便使用,又能正确反映气凝胶玻璃传热特性的计算模型,并利用该计算模型对气凝胶玻璃在我国各气候区的适用性进行分析研究,对气凝胶玻璃的结构参数进行优化。首先,采用界面能量平衡原理和节点能量平衡方程分别建立了气凝胶玻璃系统的光学模型和动态传热模型,并对K-Sc模型的计算方法作了详细介绍。为验证动态传热模型和K-Sc模型模拟计算的准确性,将两种模型的模拟值与实测值进行了对比。结果发现,动态传热模型计...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 玻璃外窗节能的重要性
1.1.2 气凝胶玻璃应用研究面临的问题
1.1.3 气凝胶玻璃在我国的适用性
1.2 研究历史与现状
1.2.1 气凝胶材料的研究现状
1.2.2 气凝胶玻璃特性的研究现状
1.2.3 气凝胶玻璃的热工性能研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第2章 气凝胶玻璃的计算模型
2.1 太阳辐射强度计算
2.1.1 壁面太阳入射角
2.1.2 壁面太阳辐射强度
2.2 气凝胶玻璃系统的光学模型和动态传热模型
2.2.1 光学模型
2.2.2 动态传热模型
2.3 K-Sc模型
2.3.1 综合传热系数
2.3.2 太阳辐射得热系数
2.3.3 室内得热量
2.4 本章小结
第3章 动态传热模型与K-Sc模型对比分析
3.1 模型验证
3.2 日得热量对比分析
3.2.1 透过太阳辐射得热量对比分析
3.2.2 温差传热量对比分析
3.2.3 室内总得热量对比分析
3.3 不同气候区全年累计得热量对比分析
3.4 本章小结
第4章 气凝胶玻璃的气候适用性
4.1 常见节能玻璃的理论计算模型
4.1.1 双层中空玻璃、三层中空玻璃计算模型
4.1.2 Low-E中空玻璃计算模型
4.2 气凝胶玻璃的气候适用性分析
4.2.1 气候适用性评价指标
4.2.2 供暖期累计逐时得热量对比
4.2.3 空调期累计逐时得热量对比
4.2.4 全年太阳能效用量对比
4.3 气凝胶玻璃的气候适用性序列
4.4 本章小结
第5章 气凝胶玻璃系统结构优化
5.1 模拟参数
5.2 气凝胶消光系数
5.3 气凝胶导热系数的影响
5.4 气凝胶填充厚度的影响
5.5 气凝胶玻璃外窗朝向的影响
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A (硕士学习期间所发表的学术论文)
【参考文献】：
期刊论文
[1]气凝胶节能玻璃的研究与应用进展[J]. 王珊,王欢,杨建明,吴会军. 建筑节能. 2016(08)
[2]夏热冬暖地区新型气凝胶节能玻璃遮阳性能优化[J]. 王欢,吴会军,丁云飞,周孝清. 建筑技术. 2014(02)
[3]不同玻璃对夏季炎热地区室内太阳辐射得热的影响分析[J]. 丁勇,刘旭,丁正辽,李百战. 太阳能学报. 2014(01)
[4]纳米复合隔热材料辐射与导热耦合传热[J]. 赵俊杰,段远源,王晓东,王补宣. 工程热物理学报. 2012(12)
[5]红外遮光剂颗粒的光学和辐射特性分析[J]. 赵俊杰,段远源,王晓东,王补宣. 热科学与技术. 2012(04)
[6]纳米隔热材料热辐射特性的理论计算[J]. 李东辉,夏新林,张顺德. 宇航材料工艺. 2012(02)
[7]浅谈Low-E中空玻璃的种类[J]. 陈连胜,查恩明,李树娜,刘传伟. 门窗. 2012(02)
[8]气凝胶薄膜制备的研究进展[J]. 杨丽修,吴会军,王欢,丁云飞. 材料导报. 2011(S2)
[9]气凝胶透光隔热材料在建筑节能玻璃中的研究及应用进展[J]. 王欢,吴会军,丁云飞. 建筑节能. 2010(04)
[10]Low-E镀膜玻璃的热工性能[J]. 董子忠,王体,温永玲,陈启高. 新型建筑材料. 2003(03)
博士论文
[1]建筑围护结构动态传热模拟方法的研究[D]. 周娟.湖南大学 2012
[2]建筑节能气候适应性的时域划分研究[D]. 张慧玲.重庆大学 2009
硕士论文
[1]二氧化硅气凝胶膜及复合节能镀膜玻璃的制备及性能研究[D]. 赵嫦.浙江大学 2014
本文编号：3381993
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 玻璃外窗节能的重要性
1.1.2 气凝胶玻璃应用研究面临的问题
1.1.3 气凝胶玻璃在我国的适用性
1.2 研究历史与现状
1.2.1 气凝胶材料的研究现状
1.2.2 气凝胶玻璃特性的研究现状
1.2.3 气凝胶玻璃的热工性能研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第2章 气凝胶玻璃的计算模型
2.1 太阳辐射强度计算
2.1.1 壁面太阳入射角
2.1.2 壁面太阳辐射强度
2.2 气凝胶玻璃系统的光学模型和动态传热模型
2.2.1 光学模型
2.2.2 动态传热模型
2.3 K-Sc模型
2.3.1 综合传热系数
2.3.2 太阳辐射得热系数
2.3.3 室内得热量
2.4 本章小结
第3章 动态传热模型与K-Sc模型对比分析
3.1 模型验证
3.2 日得热量对比分析
3.2.1 透过太阳辐射得热量对比分析
3.2.2 温差传热量对比分析
3.2.3 室内总得热量对比分析
3.3 不同气候区全年累计得热量对比分析
3.4 本章小结
第4章 气凝胶玻璃的气候适用性
4.1 常见节能玻璃的理论计算模型
4.1.1 双层中空玻璃、三层中空玻璃计算模型
4.1.2 Low-E中空玻璃计算模型
4.2 气凝胶玻璃的气候适用性分析
4.2.1 气候适用性评价指标
4.2.2 供暖期累计逐时得热量对比
4.2.3 空调期累计逐时得热量对比
4.2.4 全年太阳能效用量对比
4.3 气凝胶玻璃的气候适用性序列
4.4 本章小结
第5章 气凝胶玻璃系统结构优化
5.1 模拟参数
5.2 气凝胶消光系数
5.3 气凝胶导热系数的影响
5.4 气凝胶填充厚度的影响
5.5 气凝胶玻璃外窗朝向的影响
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A (硕士学习期间所发表的学术论文)
【参考文献】：
期刊论文
[1]气凝胶节能玻璃的研究与应用进展[J]. 王珊,王欢,杨建明,吴会军. 建筑节能. 2016(08)
[2]夏热冬暖地区新型气凝胶节能玻璃遮阳性能优化[J]. 王欢,吴会军,丁云飞,周孝清. 建筑技术. 2014(02)
[3]不同玻璃对夏季炎热地区室内太阳辐射得热的影响分析[J]. 丁勇,刘旭,丁正辽,李百战. 太阳能学报. 2014(01)
[4]纳米复合隔热材料辐射与导热耦合传热[J]. 赵俊杰,段远源,王晓东,王补宣. 工程热物理学报. 2012(12)
[5]红外遮光剂颗粒的光学和辐射特性分析[J]. 赵俊杰,段远源,王晓东,王补宣. 热科学与技术. 2012(04)
[6]纳米隔热材料热辐射特性的理论计算[J]. 李东辉,夏新林,张顺德. 宇航材料工艺. 2012(02)
[7]浅谈Low-E中空玻璃的种类[J]. 陈连胜,查恩明,李树娜,刘传伟. 门窗. 2012(02)
[8]气凝胶薄膜制备的研究进展[J]. 杨丽修,吴会军,王欢,丁云飞. 材料导报. 2011(S2)
[9]气凝胶透光隔热材料在建筑节能玻璃中的研究及应用进展[J]. 王欢,吴会军,丁云飞. 建筑节能. 2010(04)
[10]Low-E镀膜玻璃的热工性能[J]. 董子忠,王体,温永玲,陈启高. 新型建筑材料. 2003(03)
博士论文
[1]建筑围护结构动态传热模拟方法的研究[D]. 周娟.湖南大学 2012
[2]建筑节能气候适应性的时域划分研究[D]. 张慧玲.重庆大学 2009
硕士论文
[1]二氧化硅气凝胶膜及复合节能镀膜玻璃的制备及性能研究[D]. 赵嫦.浙江大学 2014
本文编号：3381993
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