玻璃幕墙热工计算
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中华人民共和国行业标准建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程Calculation Method for Thermal Performance of Windows, Doors and Glass Curtain-WallsJGJ/T XXX-2005(送审稿)2005年北京根据建设部建标[2004]66号文件“关于印发《二○○四年度工程建设城建、建工行业标准制订、修订计划》的通知”的要求,由广东省建筑科学研究院为主编单位,会同全国9个单位共同编制本规程。
在规程编制过程中,编制组对门窗、幕墙热工计算的国际标准和美国等发达国家标准进行了深入的研究,结合对我国相关标准进行的研究,采用国际标准中门窗热工计算的方法,吸收发达国家相关标准的成果,经认真分析和与相关标准协调,在广泛征求意见的基础上,通过反复讨论、修改和完善,最后召开全国性会议,邀请有关专家审查定稿。
本规程共分为10章和6个附录。
主要内容是:总则,术语、符号,整窗热工性能计算,建筑幕墙热工计算,抗结露计算,玻璃光学热工性能计算,框的传热计算等。
本规程为推荐性行业标准。
本规程由建设部负责管理,广东省建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。
本规程在执行和应用过程中如有需要修改或补充之处,请随时将有关意见和建议反馈给广东省建筑科学研究院(广州市先烈东路121号,邮政编码510500),以供今后修订时参考。
本标准主编单位、参编单位和主要起草人:主编单位:广东省建筑科学研究院参编单位:中国建筑科学研究院华南理工大学广州市建筑科学研究院深圳市建筑科学研究院清华大学建筑学院福建省建筑科学研究院深圳南玻工程玻璃有限公司秦皇岛耀华玻璃股份有限公司创奇技术公司主要起草人:杨仕超林海燕孟庆林任俊刘俊跃王馨刘忠伟黄夏东许武毅鲁大学刘军刘月莉马扬1 总则2 术语、符号2.1术语2.2符号3 整窗热工性能计算3.1 一般规定3.2 整窗的几何描述3.3 整窗的传热系数计算3.4 整窗的遮阳系数计算3.5 整窗的可见光透射比计算4 建筑幕墙热工计算4.1 一般规定4.2 幕墙的几何描述4.3 幕墙的传热系数计算4.4 幕墙的遮阳系数计算4.5 幕墙的可见光透射比计算5 抗结露计算5.1 一般规定5.2 露点温度的计算5.3 结露的计算与评价6 玻璃光学热工性能计算6.1 单层玻璃的光学热工性能计算6.2 多层玻璃的光学热工性能计算6.3 玻璃气体间层的热传递6.4 玻璃系统的热工参数计算7 框的传热计算7.1框的传热系数及框与面板接缝的附加线传热系数7.2传热控制方程7.3玻璃空气间层的传热7.4封闭空腔的传热7.5敞口的空腔、槽的传热7.6 框的太阳能总透射比计算8 遮阳系统计算8.1 一般规定8.2 光学性能8.3 遮阳百页的光学性能计算8.4 遮阳帘与门窗或幕墙系统组合的简化计算8.3遮阳帘与门窗或幕墙系统组合的详细计算9 通风空气间层的传热计算9.1 热平衡方程9.2 通风空气间层的温度分布9.3 通风空气间层的气流速度10 计算边界条件10.1 计算环境边界条件10.2 对流换热计算10.3 长波辐射换热10.4 综合对流和辐射换热附录A 常用材料的导热系数(λ)附录B 气体热物理性能附录C 表明发射率的确定附录D 太阳标准光谱、人眼视见函数、标准光源附录E 常用窗框的传热系数(推荐)附录F 典型窗户的传热系数1 总则1.0.1为在建筑门窗、玻璃幕墙工程中贯彻执行国家的建筑节能政策,使门窗、玻璃幕墙工程的节能设计和产品设计做到技术先进、经济合理,方便进行门窗、玻璃幕墙产品的节能性能评价,制定本规程。
幕墙计算规则
幕墙计算规则是指在设计和施工幕墙时需要遵循的一系列规则和标准。
以下是一些常见的幕墙计算规则:1.抗风压计算规则:幕墙需要承受风压力,因此需要进行抗风压计算。
计算时需要考虑建筑物的高度、地理位置、风速等因素。
2.热工性能计算规则:幕墙需要具备一定的隔热、保温性能,因此需要进行热工性能计算。
计算时需要考虑幕墙的材料、厚度、结构等
因素。
3.抗震计算规则:幕墙需要具备一定的抗震性能,因此需要进行抗
震计算。
计算时需要考虑建筑物的地震烈度、地基情况、幕墙的结构等因素。
4.玻璃厚度计算规则:幕墙中的玻璃需要具备一定的强度和安全性能,因此需要进行玻璃厚度计算。
计算时需要考虑玻璃的尺寸、形状、材料等
因素。
5.空气渗透计算规则:幕墙需要具备一定的空气密封性能,因此需
要进行空气渗透计算。
计算时需要考虑幕墙的结构、材料、密封性能等因素。
6.防火性能计算规则:幕墙需要具备一定的防火性能,因此需要进行
防火性能计算。
计算时需要考虑幕墙的材料、结构、防火等级等因素。
以
上是一些常见的幕墙计算规则,设计和施工时需要根据实际情况进行具体
计算。
**************幕墙设计热工计算书(一)本计算概况:气候分区:夏热冬冷地区工程所在城市:无锡传热系数限值:≤2.10 (W/(m2.K))遮阳系数限值(东、南、西向/北向):≤0.40(二)参考资料:《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ26 -2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ/T134-2010《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》DBJ 01-621-2005《居住建筑节能设计标准》DBJ 01-602-2004《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113-2009《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T 151-2008《建筑门窗幕墙热工计算及分析系统(W-Energy3.0)》(三)计算基本条件:1.计算实际工程所用的建筑门窗和玻璃幕墙热工性能所采用的边界条件应符合相应的建筑设计或节能设计标准。
2.设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工参数时,所采用的环境边界条件应统一采用规定的计算条件。
3.以下计算条件可供参考:(1)各种情况下都应选用下列光谱:S(λ):标准太阳辐射光谱函数(ISO 9845-1);D(λ):标准光源(CIE D65,ISO 10526)光谱函数;R(λ):视见函数(ISO/CIE 10527)。
(2)冬季计算标准条件应为:室内空气温度 Tin=20 ℃室外空气温度 Tout=-20 ℃室内对流换热系数 hc,in=3.6 W/(m2.K)室外对流换热系数 hc,out=16 W/(m2.K)室内平均辐射温度 Trm,in =Tin室外平均辐射温度 Trm,out =Tout太阳辐射照度 Is =300 W/m2(3)夏季计算标准条件应为:室内空气温度 Tin=25 ℃室外空气温度 Tout=30 ℃室内对流换热系数 hc,in=2.5 W/(m2.K)室外对流换热系数 hc,out=16 W/(m2.K)室内平均辐射温度 Trm,in=Tin室外平均辐射温度 Trm,out=Tout太阳辐射照度 Is=500 W/m2(4)计算传热系数应采用冬季计算标准条件,并取Is= 0 W/m2。
目录第一章工程概况____________________________________________ 2 第二章计算依据____________________________________________ 3 第三章主要材料及计算参数__________________________________ 4一、主要材料及热工参数__________________________________ 4二、基本参数____________________________________________ 4 第四章双层幕墙热工计算____________________________________ 6一、夏季工况下的玻璃幕墙热工计算________________________ 6二、冬季工况下的玻璃幕墙热工计算_______________________ 25 第五章结论______________________________________________ 36一、双层幕墙热工性能结论_______________________________ 36二、双层幕墙的舒适性优势_______________________________ 38第一章工程概况本项目的幕墙由双层幕墙(塔楼)、穿孔铝板幕墙、点式幕墙、铝单板幕墙、全玻璃幕墙、明框玻璃幕墙等多种幕墙组成。
本工程的双层幕墙为主动式双层幕墙:主动式双层幕墙内外两层玻璃之间的空间与室内的空气相连,通过机械通风装置在两层幕墙中间形成负压,然后再排出房间。
可以使得室温与玻璃内表面的温差降至最低,从而提高建筑内有效的使用面积。
此外,主动式双层幕墙系统可以大幅度降低噪音,同时可以阻挡室外严重的大气污染及沙尘暴。
本工程双层幕墙分布于东西两栋塔楼(一至三层为裙楼),东塔17层,层高如下:4-11层(3.8m)、12-15层(7.0m)、16层( 8.1m)、17层(3.6m),西塔16层,层高如下:4-9层(3.8m)、10-14层(7.0m)15层(8.1m)、16层(3.6m).第二章计算依据1.业主提供的招标图纸及技术要求;2.本公司设计的幕墙投标方案图;3.《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003);4.《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-2016);5.《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113-2015);6.《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》;7.《空气调节设计手册》中国建筑工业出版社;8.《高层建筑空调与节能》同济大学出版社;9.《空气调节的科学基础》中国建筑工业出版社。
建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程Calculation specification for thermal performance of windows, doors and glass curtain-wallsJGJ/T***-20**批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期: 2 0 ×× 年× 月 1 日中国建筑工业出版社20×× 北京修订说明本次局部修订是根据住房和城乡建设部《关于执行2019年工程建设规范和标准编制及相关工作计划的通知》(建标标便[2019]21号)的要求,由广东省建筑科学研究院集团股份有限公司会同有关单位对《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T 151—2008进行局部修订。
本次修订的主要内容是:将采光顶纳入本规程;加入太阳得热系数的概念及相关计算;与《民用建筑热工设计规范》GB50176协调一致;细化数值模拟的要求等。
本规范中下划线表示修改的内容;用黑体字表示的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理,由广东省建筑科学研究院集团股份有限公司负责具体技术内容的解释。
执行过程中如有意见或建议,请寄送至广东省建筑科学研究院集团股份有限公司(地址:广东省广州市先烈东路121号,邮编:510500)。
本次局部修订的主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:广东省建筑科学研究院集团股份有限公司参编单位:中国建筑科学研究院华南理工大学深圳市建筑科学研究院集团股份有限公司清华大学福建省建筑科学研究院中国南玻集团广东省建设科技与标准化协会泰诺风保泰(苏州)隔热材料有限公司深圳市新山幕墙技术咨询有限公司广州建筑装饰集团有限公司江苏赛迪乐节能科技有限公司广州行盛玻璃幕墙工程有限公司深圳市保利达建设工程有限公司主要起草人:主要审查人:《建筑门窗幕墙热工计算规程》JGJ/T 151—2008修订对照表(方框部分为删除内容,下划线部分为增加内容)7.1.2 计算框的传热系数U f 时应符合下列规定:1框的传热系数U f 应在计算窗或幕墙的某一框截面的二维热传导的基础上获得; 2在框的计算截面中,应用一块导热系数 λ=0.03[W/(m K)]的板材替代实际的玻璃(或其他镶嵌板),板材的厚度等于所替代面板的厚度,嵌入框的深度按照实际尺寸,可见部分的板材宽度b p 不应小于200mm (图7.1.2);图7.1.2 框传热系数计算模型示意图3在室内外计算条件下,用二维热传导计算软件计算流过图示截面的热流q w ,并应按下式整理:()pf out n,in n,p p f fW )(b b T T b U b Uq +-⋅⋅+⋅=(7.1.2-1)f pp D2f f b b U L U ⋅-=(7.1.2-2)()outn,in n,p f W D2f T T b b q L -+=(7.1.2-3) 7.1.2 计算框的传热系数U f 时应符合下列规定:1框的传热系数U f 应在计算窗或幕墙的某一框截面的二维热传导的基础上获得; 2在框的计算截面中,应用一块导热系数 λ=0.03[W/(m K)]的板材替代实际的玻璃(或其他镶嵌板),板材的厚度等于所替代面板的厚度,嵌入框的深度按照实际尺寸,可见部分的板材宽度b p 不应小于200mm (图7.1.2);图7.1.2 框传热系数计算模型示意图3在室内外计算条件下,用二维热传导计算软件计算流过图示截面的热流q w ,并应按下式整理:()pf out n,in n,p p f fW )(b b T T b U b Uq +-⋅⋅+⋅=(7.1.2-1)f pp D2f f b b U L U ⋅-=(7.1.2-2) ()outn,in n,p f W D2f T T b b q L -+=(7.1.2-3)7.1.3 框与面板接缝传热系数计算模型示意图2 用二维热传导计算程序,计算在室内外标准条件下流过图示截面的热流qψ,qψ应按下式整理:()对值大于水平表面之间的温度差的绝对值,7.4.9 转换后空腔的热流方向应由空腔的垂直和水平表面之间温差来确定(图7.4.9),并应符合下列规定:1如果空腔垂直表面之间温度差的绝对值大于水平表面之间温度差的绝对值,即rt lf tp boT T T T-≥-时,热流方向是水平的;2如果空腔水平表面之间温度差的绝对值大于垂直表面之间温度差的绝对值时,热流方向应按下列规定确定:1)空腔顶部水平表面温度小于空腔底部水平表面温度,即rt lf tp boT T T T-<-,tp boT T<时,热流方向为向上;2)空腔顶部水平表面温度大于空腔底部水平表面温度,即rt lf tp boT T T T-<-,tp boT T>时,热流方向为向下。
幕墙热工计算一、计算依据:《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005二、建筑体型系数体型系数:A区为0.102;B区为0.102;三、窗墙比A区东立面:0.58;A区南立面:0.58A区西立面:0.51A区北立面:0.46B区东立面:0.58B区南立面:0.58B区西立面:0.51B区北立面:0.46由于A、B两个区各个立面的窗墙比和建筑体形系数都一样,所以选A区一栋楼作为幕墙的热工计算考虑。
按照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005表4.2.2-4规定:常州属于夏热冬冷地区;非透明幕墙 K≤1;透明幕墙(窗):东立面0.5<窗墙比≤0.7,K≤2.5,SC≤0.40;南立面 0.5<窗墙比≤0.7,K≤2.5,SC≤0.40;西立面 0.5<窗墙比≤0.7,K≤2.5,SC≤0.40;北立面 0.4<窗墙比≤0.5,K≤2.8,SC≤0.55;四、非透明幕墙热工分析1、钢筋混凝土剪力墙外挂石材幕墙主体建筑的剪力墙根据结构需要厚度不等,现选取厚度最小处200mm 计算;石材为25mm厚花岗岩;详见节点图传热系数K=1/R=1/1.7352=0.58≤1符合要求!2、钢筋混凝土梁外挂玻璃幕墙主楼半隐框玻璃幕墙,钢筋混凝土梁厚度取最小值200mm,玻璃为6LOW-E+12A+6mm厚中空钢化玻璃,内设40mm 聚苯板;详见节点图传热系数K=1/R=1/2.134=0.47≤1 符合要求!2、铝板幕墙主体建筑的剪力墙根据结构需要厚度不等,现选取厚度最小处200mm 计算;铝板采用4mm 厚复合板; 详见节点图传热系数K=1/R=1/1。
728=0。
58≤1 符合要求!4、铝单板幕墙主体建筑的剪力墙根据结构需要厚度不等,现选取厚度最小处200mm 计算;铝板采用3mm 厚铝单板 详见节点图传热系数K=1/R=1/1.701=0.59≤1 符合要求!五、透明幕墙热工分析(一)、计算参数: 1、玻璃选用:2、铝合金型材:建筑幕墙外露明框均采用穿条式隔热型材; 1)、52系列铝合金隔热窗:断热条的导热系数<0.3 W/m.K 。
建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程〔征求意见稿〕◇ 1 总那么◇ 2 术语、符号◇3根本规定◇4玻璃光学热工性能◇5框的传热计算◇6空气层传热计算◇7整窗热工性能计算◇8建筑幕墙热工计算◇9遮阳系统计算◇10结露计算◇附录1 总那么为在建筑门窗、玻璃幕墙工程中贯彻执行国家的建筑节能政策,使门窗、玻璃幕墙工程的节能设计和产品设计做到技术先进、经济合理,方便进展门窗、玻璃幕墙产品的节能性能评价,制定本规程。
本规程适用于建筑工程中作为外围护构造使用的建筑外门窗、玻璃幕墙的传热系数、遮阳系数、可见光透射比、结露性能的计算。
本规程是参照国际标准ISO15099、ISO10077、ISO10211等系列标准,结合我国现行的相关标准制定的。
本规程所计算的传热系数和遮阳系数是在建筑门窗、玻璃幕墙空气渗透量为零的情况下、采用稳态传热计算得到的,实际使用时应考虑空气渗透对热工性能和节能计算的影响。
实际工程所用建筑门窗、玻璃幕墙的室内外热工计算条件应符合相应的建筑热工设计标准和建筑节能设计标准。
建筑门窗、玻璃幕墙所用材料的热工计算参数除使用本规程给出的参数外,还应符合其它强制性的热工设计标准和建筑节能设计标准的相关规定。
实际工程中所使用材料的热工参数应按照相应材料的实际参数选取。
2 术语、符号2.1 术语2.1.1夏季标准计算条件standard summer environmental condition用于门窗或幕墙产品设计、性能评价热工性能参数计算的夏季标准热工计算环境条件。
2.1.2冬季标准计算条件standard winter environmental condition用于门窗或幕墙产品设计、性能评价热工性能参数计算的冬季标准热工计算环境条件。
2.1.3传热系数〔U〕thermal transmittance门窗或幕墙两侧环境温度差为1℃时,在单位时间内通过单位面积围护构造的传热量。
2.1.4太阳能总透射比〔g〕total solar energy transmittance通过门窗或幕墙构件成为室内得热量的太阳辐射与投射到门窗或幕墙构件上的太阳辐射的比值。
常熟--局幕墙热工性能计算书(一)本计算概况:气候分区:夏热冬冷地区工程所在城市:南京传热系数限值:≤2.80 (W/m2.K)遮阳系数限值(东、南、西向):≤0.45遮阳系数限值(北向):≤0.45(二)参考资料:《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》DBJ 01-621-2005《居住建筑节能设计标准》DBJ 01-602-2004《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113-2003《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》(JGJ/T151-2008)《建筑门窗幕墙热工计算及分析系统(W-Energy 2010)》(三)计算基本条件:1.计算实际工程所用的建筑门窗和玻璃幕墙热工性能所采用的边界条件应符合相应的建筑设计或节能设计标准。
2.设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工参数时,所采用的环境边界条件应统一采用规定的计算条件。
3.以下计算条件可供参考:(1)各种情况下都应选用下列光谱:S(λ):标准太阳辐射光谱函数(ISO 9845-1);D(λ):标准光源(CIE D65,ISO 10526)光谱函数;R(λ):视见函数(ISO/CIE 10527)。
(2)冬季计算标准条件应为:室内环境温度 T in=20℃室外环境温度 T ou t=0℃内表面对流换热系数 h c,in=3.6 W/m2.K外表面对流换热系数 h c,out=20 W/m2.K太阳辐射照度 I s=300 W/m2(3)夏季计算标准条件应为:室内环境温度 T in=25℃室外环境温度 T ou t=30℃外表面对流换热系数 h c,in=2.5 W/m2.K外表面对流换热系数 h c,out=16 W/m2.K室外平均辐射温度 T rm=T out太阳辐射照度 I s=500 W/m2(4)计算传热系数应采用冬季计算标准条件,并取I s= 0 W/m2。
(5)计算遮阳系数、太阳能总透射比应采用夏季计算标准条件,并取T out=25℃。
(6)抗结露性能计算的标准边界条件应为:室内环境温度 T in=20℃室外环境温度 T ou t=-20℃或 T ou t=-30℃室内相对湿度 RH=30% 或 RH=50% 或 RH=70%室外风速 V=4m/s(7)计算框的太阳能总透射比g f应使用下列边界条件:q in=α·I sq in通过框传向室内的净热流(W/m2);α框表面太阳辐射吸收系数;I s太阳辐射照度 =500 W/m2。
4.设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工参数时,门窗框或幕墙框与墙的连接界面应作为绝热边界条件处理。
5.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005有关规定:(1)各城市的建筑气候分区应按表4.2.1确定。
(2)根据建筑所处城市的建筑气候分区,围护结构的热工性能应分别符合表 4.2.2-1、表4.2.2-2、表4.2.2-3、表4.2.2-4、表4.2.2-5以及表4.2.2-6的规定,其中外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值K m。
表4.2.2-1 严寒地区A区围护结构传热系数限值表4.2.2-2 严寒地区B区围护结构传热系数限值表4.2.2-3 寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值-表4.2.2-4 夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值表4.2.2-5 夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值表4.2.2-6 不同气候区地面和地下室外墙热阻限值采暖、空调地下室外墙(与土壤接触的墙)≥ 1.5夏热冬冷地区地面≥ 1.2 地下室外墙(与土壤接触的墙)≥ 1.2夏热冬暖地区地面≥ 1.0 地下室外墙(与土壤接触的墙)≥ 1.0注:周边地面系指距外墙内表面2米以内的地面;地面热阻系指建筑基础持力层以上各层材料的热阻之和;地下室外墙热阻系指土壤以内各层材料的热阻之和。
(3)外墙与屋面的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度。
一、基本计算参数:本计算为幕墙系统的热工性能计算。
1.幕墙计算单元的有关参数总宽: W=4700mm总高: H=4200mm幕墙计算单元的总面积: A t=W×H=19.7m2幕墙计算单元的玻璃总面积: A g=17.29m2幕墙计算单元的框总面积: A f =2.45m 2幕墙计算单元的玻璃区域周长: l ψ=12.000m二、幕墙计算单元的传热系数计算:1.框的传热系数U f框的传热系数U f :可以通过输入数据,用二维有限单元法进行数字计算,得到窗框的传热系数。
在没有详细的计算结果可以应用时,可以应用按以下方法得到窗框的传热系数。
本系统中给出的所有的数值全部是窗垂直安装的情况。
传热系数的数值包括了外框面积的影响。
计算传热系数的数值时取内表面换热系数h in =8.0 W/m 2·K 和外表面换热系数h out =23 W/m 2·K 。
(1) 塑料窗框:表E.0.2-1 带有金属钢衬的塑料窗框的传热系数(2) 木窗框木窗框的U f 值是在水气含量在12%的情况下获得,窗框厚度d f 的定义见图E.0.2-2。
U f的数值可以从图E.0.2-1中选取。
图E.0.2-1:木窗框以及金属-木窗框的热传递与窗框厚度d f 的关系窗框材料 窗框种类U f (W/m 2·K) 聚胺脂 带有金属加强筋 净厚度≥5mm2.8 PVC 腔体截面 从室内到室外为两腔结构 2.2 从室内到室外为三腔结构2.0图E.0.2-2:不同窗户系统窗框厚度d f的定义(3) 金属窗框:框的传热系数U f的数值可以通过下列程序获得:a)对没有热断桥的金属框,使用U f0 =5.9 W/(m2·K);b)对具有断桥的金属框,U f0的数值从图E.0.2-3中粗线中选取;图E.0.2-3 带热断桥的金属窗框的传热系数值金属窗框R f 的热阻通过下式获得: 17.01-=f f U R (E.0.2-1) 金属窗框U f 的传热系数公式为: ed e e f f id i i f f A h A R A h A U ,,,,1++=(E.0.2-2)图E.0.2-4 截面类型1(采用导热系数低于0.3W/m.K 的隔热条)式中:A d.i, A d,e, A f,i, A f,e——窗各部件面积,m2;其定义如图E.0.2-5所示。
图E.0.2-5 窗各部件面积划分示意图h i——窗框的内表面换热系数,W/m2K;h e——窗框的外表面换热系数,W/m2K;R f——窗框截面的热阻(隔热条的导热系数为0.2~0.3W/m.K),m2K/W。
d——热断桥对应的铝合金截面之间的最小距离;b j——热断桥j的宽度;b f——窗框的宽度(∑≤j fj bb2.0)。
图E.0.2-6 截面类型2(采用导热系数低于0.2W/m.K的泡沫材料)其中:d——热断桥对应的铝合金截面之间的最小距离;b j——热断桥的宽度j;b f——窗框的宽度(∑≤j fj bb3.0)。
框的传热系数: U f=1.61W/m2.K2.框与玻璃结合处的线传热系数ψ窗框与玻璃结合处的线传热系数ψ:窗框与玻璃结合处的线传热系数ψ,主要描述了在窗框、玻璃和间隔层之间交互作用下附加的热传递,线性热传递传热系数ψ主要受间隔层材料传导率的影响。
在没有精确计算的情况下,可采用表E.0.3估算窗框与玻璃结合处的线传热系数ψ:窗框材料双层或者三层未镀膜充气或者不充气中空玻璃ψ ( W/m.K)双层Low-E镀膜三层采用两片Low-E镀膜充气或者不充气中空玻璃ψ ( W/m.K)木窗框和塑料窗框0.04 0.06带热断桥的金属窗框0.06 0.08没有断桥的金属窗框0 0.02注:这些值用来计算低辐射的中空玻璃窗,U g=1.3W/(m2.K),以及更低传热系数的中空玻璃。
线传热系数ψg=0.08W/m.K3.玻璃的传热系数U g玻璃传热系数计算方法1.1基本公式(1)一般原理本方法是以下列公式为计算基础的: ti e h h h U 1111++= (1) 式中e h ——玻璃的外表换热系数;i h ——玻璃的内表换热系数;t h ——多层玻璃系统导热系数;多层玻璃系统导热系数按下式计算:m Mm M Ns s t r d h h ∑∑==+=1111 (2)式中s h ——气体空隙的导热率;N ——空气层的数量;M ——材料层的数量;m d ——每一个材料层的厚度; m r ——每一个材料层的热阻;空气间隙的导热率按下式计算:r g s h h h += (3) 式中r h ——辐射导热系数;g h ——气体的导热系数(包括传导和对流)。
(2)辐射导热系数r h辐射导热系数r h 由下式给出: 3121)111(4m r T h ⨯-+=-εεσ (4)式中ε——斯蒂芬-波尔兹曼常数:1ε和2ε——在间隙层中的玻璃界面平均绝对温度m T 下的校正发射率。
(3)气体导热系数g h气体导热系数g h 由下式给出: sN h ug λ= (5)式中s ——气体层的厚度,m ;λ——气体导热率,W/(mK);u N 是努塞特准数,由下式给出:nr r u P G A N )(⨯= (6)式中A ——一个常数;r G ——格拉斯霍夫准数;r P ——普兰特准数;n ——幂指数。
如果1≤u N ,则取1。
格拉斯霍夫准数由下式计算:22381.9μm r T Tp s G ∆= (7)普兰特准数按下式计算: λμcP r =(8) 式中T ∆——玻璃两侧的温度差,K ;P ——气体密度,3/m kg ;μ——气体的动态粘度,)/(ms kg ;c——气体的比热,J/(kgK),T——气体平均温度,K。
m对于垂直空间,其中A=0.035,n=0.38;水平情况:A=0.16,n=0.28;倾斜45度:A=0.10,n=0.31.本工程中,玻璃系统的计算过程选择玻璃类型:中空玻璃计算模型如下所示:玻璃采用6.0+12.00A+6.0中空玻璃(1)、计算玻璃系统的总热阻R sum①第一块玻璃的热阻计算过程玻璃厚度=6.00 mm玻璃导热系数=1.00 W/m.k玻璃校正发射率=0.100R i=blhd1/bldrxs=0.00600/1.0=0.006 m2.K/W②第一块玻璃与第二块玻璃之间的总热阻计算过程玻璃厚度=6.0 mm玻璃导热系数=1.00 W/m.k玻璃校正发射率=0.837气体层厚度=12.00 mm气体密度=1.277 kg/m3气体导热率=2.416 * 10^-2W/m.k气体比热=1.711 * 103J/(kgk)气体动态粘度=1.661* 10-5kg/(ms)Pr=μc/λ==1.17631Gr=9.81*S3*ΔTρ2/Tmμ2=5310.80186Nu=A(Gr*Pr)^n=0.911因为Nu<=1,所以Nu的取值为1hg=Nu*λ/s=2.013hr=4σ(1/ε1+1/ε2-1)^-1Tm3=0.453hs=hg+hr=2.466R a=1/hs=0.405519 m2.K/WR b=blhd2/bldrxs2=0.00600 m2.K/WR i=0.41752 m2.K/W玻璃内表面换热系数取为2.5 W/m2.K玻璃外表面换热系数取为16.0 W/m2.K玻璃传热系数U g=1/(1/h in+1/h hou+R i)U g=1.14 W/m2.K4.幕墙计算单元的传热系数U t的计算U t=(ΣA g·U g+ΣA f·U f+Σlψ·ψ)/A t=(17.29×1.14+2.45×1.61+12.000×0.08)/19.74=1.24W/m2.K传热系数满足要求!三、太阳能透射比及遮阳系数计算:1.太阳能总透射比g t通过门窗或幕墙构件成为室内得热量的太阳辐射与投射到门窗或幕墙构件上的太阳辐射的比值。