双层皮玻璃幕墙是降低建筑能耗的一种有效技术措施,可以达到夏季通风散热,冬季保温隔热的效果,并具有美观、通透和隔声等特点。合理的结构设计是双层皮玻璃幕墙节能优势体现的基础。实际的双层皮玻璃幕墙受到室外气象参数、结构型式等多参数的影响,并进一步影响其热性能和运行能耗。因此,对双层皮玻璃幕墙进行系统性能的研究,有助于为实际工程设计提供参考。本文首先针对重庆某双层皮玻璃幕墙实际工程,对夏季自然通风工况下外循环整体式双层皮玻璃幕墙热通道内参数和室外环境气象参数进行测试,获得了其在夏季气象参数下热通道内速度场和温度场的分布以及内外层幕墙的温度分布。分析了双层皮玻璃幕墙热通道内空气温度分布、内外层玻璃幕墙壁面温度大小和差值以及热通道内速度的分布情况和变化规律。验证了夏季双层皮玻璃幕墙的烟囱效应和隔热缓冲的作用,提出该实际工程设计的不合理之处。然后以该实际工程为基础,利用Fluent软件建立了CFD数值模型。对双层皮玻璃幕墙系统的温度和速度分布进行模拟计算,并与实际测试数据进行对比,其误差在±5%左右,确定了CFD模拟方法可以运用于自然通风工况下双层皮玻璃幕墙热工性能的研究。以该建筑构造模型为基础,改变模型中双层皮玻璃幕墙的热通道宽度、底部进风口尺寸高度和采用不同通风路径的幕墙类型,分析其参数变化对双层皮玻璃幕墙热工性能的影响,获得了该模型条件下结构优化方案。夏季工况下热通道宽度在200mm～900mm时,内层幕墙的温度随热通道宽度增大而明显升高。热通道宽度在900mm～2400mm时,内层幕墙的温度与热通道宽度的相关性不明显。热通道内的平均速度（通风量）与温度变化规律高度耦合,与热压通风原理吻合。从内层幕墙温度以及热通道中通风流量综合判断,该建筑结构的双层皮玻璃幕墙宽度为200mm时,运行性能最优;进风口尺寸高度在100mm～700mm范围时,适当增加进风口高度有利于热通道内气流组织分布,降低内层幕墙温度;在整体式、竖井式、廊道式和箱体式四种类型的双层皮玻璃幕墙中,箱体式热工性能最好。最后利用EnergyPlus能耗模拟软件模拟了分别采用普通单层幕墙、当前该工程采用的整体式双层皮玻璃幕墙、结构优化后的整体式双层皮玻璃幕墙和结构优化后的箱体式双层皮玻璃幕墙的建筑空调能耗。对比四者的空调能耗情况,研究双层皮玻璃幕墙的结构优化效果。通过能耗模拟结果可以看出双层皮玻璃幕墙相比于普通单层幕墙的能耗有显著的降低。当前工程项目使用的双层皮玻璃幕墙相对于普通单层幕墙节能率为21%;结构优化后的整体式双层皮玻璃幕墙节能率为24%;最优结构方案的箱体式双层皮玻璃幕墙节能率达到31%。项目成果可为双层皮玻璃幕墙的结构选择以及结构优化提供和参考。