双层皮玻璃幕墙是现代建筑中应用越来越广泛的新型建筑围护结构形式之一。它是由内外玻璃层、通风空腔和遮阳百叶构成的一套透明或半透明系统。美丽的外观效果,卓越的采光通透性、隔声性,以及与自然亲近的良好心里感觉等诸多其他传统围护结构不具备的优点备受建筑师们的青睐。然而,因双层皮玻璃幕墙传热过程复杂,建筑师们对其热工性能和能耗情况却并不了解,尤其在我国夏热冬冷地区。因此,需要建立一套完整、简单快速、能满足工程精度要求的动态模拟方法对其热性能及能耗进行计算。本文分别建立了不带百叶的自然通风双层皮玻璃幕墙、带百叶的自然通风双层皮玻璃幕墙、以及机械通风双层皮玻璃幕墙的动态模型,对其热性能进行了模拟,最后采用该方法对双层皮玻璃幕墙系统的全年能耗进行了模拟,并对其进行了经济性分析。对照射到玻璃幕墙表面的太阳辐射进行了直射和散射辐射的分离,通过净辐射方法建立各玻璃层(或百叶层)的能量平衡方程。同时,提出了百叶的混合光学模型,引入耀度的概念,同时考虑百叶的散射特性和镜面反射特性。直射辐射采用射线追踪法,根据几何原理计算透射率和反射率。直射-散射辐射根据叶片耀度和反射次数,采用辐射通量法进行计算。利用该模型对带百叶的多层玻璃幕墙系统光学性能进行了模拟,并通过实验进行验证。模拟结果除了与实验结果进行比较外,还与辐射通量法的计算结果进行比较。结果显示,本文提出的混合算法与实验结果较为接近,能满足工程精度的要求,可用于双层皮玻璃幕墙系统太阳得热量的预测和计算。结合本文提出的光学模型,采用改进的区域模型建立各控制区域的能量平衡方程。同时,采用气流网络方法和伯努利方程建立空腔气流模型,对不带遮阳百叶的自然通风双层皮玻璃幕墙进行了动态建模。在长波辐射方面,则采用相对简化的方法计算各区域间角系数和系统发射率。通过实验对该模型进行了验证。此外,对影响其热性能的幕墙高度、空腔间距、通风口面积三个重要参数进行了比较研究。同样,对带遮阳百叶的自然通风双层皮玻璃幕墙进行了动态建模。通过改进的区域方法建立各区域能量平衡方程,空腔气流则根据自然通风原理和气流的二次方定律并充分考虑交叉气流对传热的影响建立空腔气流模型。实验验证结果表明,模拟精度较高,计算速度快,便于掌握和运用,该法可用于自然通风双层皮玻璃幕墙的动态模拟和能耗计算。最后,对带百叶自然通风双层皮玻璃幕墙的影响参数进行了实验比较研究,包括通风空腔间距、百叶在空腔中的位置、百叶角度三个方面。结合双层皮玻璃幕墙机械通风的规律,综合考虑了通风空腔内热压和风压的双重作用以及由于横向交叉气流流动带来的区域能量变化,提出了机械通风双层皮玻璃幕墙改进的区域方法。在进行机械通风气流计算时,综合考虑百叶位置和百叶角度的影响,采用气流网络法建立各区域气流质量方程。实验验证结果表明,本法用于带百叶机械通风双层皮玻璃幕墙系统的动态模拟可行,模拟结果与实验结果较为吻合。与传统的CFD计算方法相比,计算速度较快,可用于后续的全年能耗模拟。同时,还对带百叶机械通风双层皮玻璃幕墙系统性能的主要影响参数进行了分析,包括通风量和百叶角度。最后,通过实验比较自然通风与机械通风的性能。在本实验的条件下,双层皮玻璃幕墙系统中采用机械通风的热性能优于自然通风。基于本文提出的双层皮玻璃幕墙动态模拟方法,对两种不同结构类型的双层皮玻璃幕墙(双层中空玻璃置于外侧和内侧)在夏季和冬季的性能进行了模拟和比较。结果发现,双层中空玻璃置于内侧的双层皮玻璃幕墙热性能更佳,并以此作为全年能耗模拟的对象。对夏热冬冷地区几个典型城市最为常见的六种不同围护结构的能耗进行了模拟,分别是黏土实心砖墙+双层中空玻璃窗、(黏土空心砖+EPS外保温墙)+双层中空玻璃窗、(钢筋混凝土+EPS外保温墙)+双层中空玻璃窗、(加气混凝土砌块+挤塑聚苯保温板墙)+双层中空玻璃窗、外百叶+双层中空玻璃幕墙、双层皮玻璃幕墙。此外,还对这几种围护结构进行了经济性分析。单纯从能耗来看,双层皮玻璃幕墙具有节能潜力,但从经济性方面考虑则并无优势。采用本文提出的模拟方法对双层皮玻璃幕墙进行动态模拟较为简单、计算速度较快。在全年能耗模拟方面,本法的计算时间短,大大的节省了计算资源。