幕墙热工基础知识培训.pptx

U 2D (bg bf bp ) U g bg U f bf U p bp
Uf
U 2D (bg
bf
bp ) U g bg bf
U p bp
这里计算的框传热系数不但包括框本身的传热，还包括了面 材与框接缝处的附加传热
四.整窗及幕墙的传热系数计算
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1、计算原则
表面换热阻是表面换热系数的倒数。
h hc hr
R1 h
在玻璃的计算中取： he =23 W/m2·K；hi =8 W/m2·K
在非透明幕墙的计算中取： he =23 W/m2·K；hi =8.7 W/m2·K
5、复合热阻：
在平行于热流方向上进行排列的复合结构相当于将不同的热阻进 行串联排列，其总热阻等于各层材料热阻之和。
沈阳远大集团内部培训
——热工基础知识
一．传热学基本概念
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1、导热
导热是在固体内部或直接接触的固体之间的热传递过程。在这 个过程中，没有物质的移动。导热热阻与材料的导热系数及材料 在热流方向的厚度有关。
玻璃的导热系数λ大约是1.பைடு நூலகம்W/m.K。
R
2、对流换热：
工程中的对流换热主要是固体表面与气体之间的热传递过程，同时 也包含型材腔或空气层内的气体导热。这个过程中有流体的运动。对 流换热系数主要与固体表面流体的运动速度有关。
1）门窗幕墙整体传热系数计算应采用各部件的性 能按分配面积加权平均的计算方法进行。
建筑要满足的是一个整体的节能要求，并不是某一点的 保温能力，所以我们要计算的也是幕墙的平均传热系数。
2）加权计算时选择最普遍的幕墙分格。
我们无法对整个建筑进行面积平均计算，所以我们只能 选择建筑立面中最为普遍的幕墙分格，用它来代替整个幕墙。
2、计算模型截面传热系数
将简化完成的模型截面导入THERM计算软件，通过有限元方法计 算模型截面传热系数U2D
q U2D t qg U g t
q f U f t
qp U p t
3、计算框传热系数
框、玻璃、非透明面材在模型中为并联结构
q（ bg bf bp ) qg bg q f bf qp bp
则：
t1
ti
q hi
20 11.2 8.7
18.7
℃
t2 t1 qR4 18.7 0 18.7 ℃
t3 t2 qR3 18.7 11.21.471 2.2 ℃
t4 t3 qR2 2.2 11.2 0.15 0.5 ℃
t5 t4 qR1 0.5 11.2 0.008 0.4 ℃
5.67 108W /(m2 K 4 )
4、表面换热系数及换热阻：
物体表面会与其相接触的空气之间进行热交换，包括对流和导热。 同时，也会通过热辐射与周围环境进行热交换。
表面换热系数与风速、温度、热辐射水平有关。
表面换热系数为he和hi，分别为室外和室内的表面换热系数，均 包括了对流换热和辐射换热两个部分。
R总 Ri Rt Re
Ri
——室内表面换热阻；
Ri
1 hi
Rt ——围护结构本身复合热阻；
Re
——室内表面换热阻；
Re
1 he
7、传热系数：
在稳态条件下，围护结构两侧空气温度差为1℃，1s内通过1m2面 积传递的热量。W/（m2·K），值为总热阻的倒数。
K 1 R总
普通的热阻串联问题计算比较简单，可以通过手算进行，但幕墙的 横竖框结构属于复杂的二维模型，故必须采用专业的计算软件进行计 算。
R串 R1 R2 R3 Rn
在垂直于热流方向上进行排列的复合结构相当于将不同的热阻进 行并联排列，其总热阻等于各层材料热阻倒数之和的倒数。
1 1 1 1 1
R并 R1 R2 R3
Rn
6、总热阻：
围护结构的总热阻不仅包括围护结构本身的热阻，还应包括围护结 构表面与室内外环境间的表面换热阻。
8、热流密度：
单位时间内通过单位面积的热量，W/m2。 在已知热阻的情况下，热流密度等于温差与热阻之比。
q t R
热阻串联结构中，热流密度处处相等。
q q1 q2 q3 qn
热阻并联结构中，总热流密度各部分热流密度之和。
q At q1 A1 q2 A2 q3 A3 qn An
3）透明幕墙与非透明幕墙应分别计算
国内工程通常采用GB50189-2005中的规定进行要求，故透明 幕墙与非透明幕墙的传热系数应分别与标准进行对照。
6、绘制温度变化曲线
可见：围护结构内部温度在保温材料部位变化最快。
三.框的传热系数计算
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1、模型简化
在需要进行计算的面积区域内，所有的不同框材节点均需进行计算。
将节点中所有 非通长设置的零件 删除
将节点中面材 所在平面垂直放置， 并使室外侧在左， 室内侧在右
在框的两侧各 保留190mm的面材
而无限增大，当空气间层厚度达到60mm时其热阻达到极限，具体值可见
规范GB50176-93
3）保温岩棉
4）镀锌钢板
R3
0.05 0.034
1.471
R4
0.002 62
0
注：金属的导热系数很大，而一般厚度又很小，故其热阻在计算中通
常可以忽略不计。
2、计算复合热阻
R串 R1 R2 R3 Rn
hci 2.5W /(m2 K )
hce 4 4v
3、辐射换热：
辐射是两个固体之间通过热辐射进行的热传递。在常温下，物 体之间的辐射换热是在远红外线（长波，5μm以上波长）波段进 行的。辐射换热系数与物体表面的热辐射系数ε及温度有关，通常 表面颜色越深ε值越大，换热系数就越大。
hr 4Tm3
R t R1R2R3R4 1.629 m2·K/W
3、计算总热阻
R总 Ri Rt Re
R总
1 hi
Rt
1 he
1 8.7
1.629
1 23
1.786
4、计算传热系数
K 1 0.56 W/m2·K R总
m2·K/W
5、计算热流密度
q t R
q t 20 11.2 W/m2 R总 1.786
二.面材传热系数计算
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对于工程来讲，我们需要得到的就是传热系数，和温度场的分布 情况。
传热系数是衡量围护结构保温性能的依据； 温度场是判断围护结构模型中是否存在结露的可能性。
1、计算各层材料热阻
R
1）单层玻璃
R 0.008 0.008
1
1
2）空气间层
m2·K/W
空气的传热包括气体的热对流运动，故其传热阻不是随其厚度的增大