建筑幕墙热工性能估算报告

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1、建筑幕墙热工性能估算报告I、设计依据：民用建筑节能设计标准采暖居住建筑部分JGJ2695夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ75_2003民用建筑热功设计规范GB50176-93公共建筑节能设计标准GB50189-2005建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003建筑门窗玻璃幕墙热工运算规程JGJ/T151-2020相关运算和定义均按照IS010077-1和IS010077-2的方法进行运算和定义II、运算差不多条件：1、设计或评判建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工性能时，应统一采纳本规程规定的标准 运算条件进行运算。2、在进行实际工程设计

2、时，门窗、玻璃幕墙热工性能运算所采纳的边界条件应符合相应建 筑设计或节能设计标准的规定。3、冬季运算标准条件应为：室内空气温度：T =20Cin室外空气温度：T =-20Cout室内对流换热系数：h =3.6 W/m2.Kc,in室外对流换热系数：h =16 W/m2.Kc,out室内平均辐射温度：T=Tinrm,in室外平均辐射温度：T=Toutrm,out太阳辐射照度：I =300 W/m2s4、夏季运算标准条件应为：室内空气温度：T =25Cin室外空气温度：T =30Cout室内对流换热系数：h =2.5 W/m2.Kc,in室外对流换热系数：h =16 W/m2.Kc,out室内平均

3、辐射温度：T=Tinrm,in室外平均辐射温度：T=Toutrm,out太阳辐射照度：I =500 W/m2s5、传热系数运算应采纳冬季运算标准条件，并取I= 0 W/m2。运算门窗的传热系数时，门s窗周边框的室外对流换热系数h 应取8W/(m2.k)，周边框邻近的边缘(65mm内)的室外对c,out流换热系数h 应取12W/(m2.k)c,out6、遮阳系数、太阳能总透射比运算应采纳夏季运算标准条件。7、结露性能评判与运算的标准运算条件应为：室内环境温度：T =20Cin室内环境湿度：RH=30%、60%室外环境温度：T =0C, -10C, -20Cout室外对流换热系数：20 W/m2.

4、K8、运算框的太阳能总透射比gf应使用以下边界条件q =a* Isina：框表面太阳辐射吸取系数I :太阳辐射照度sq :通过框传向室内的净热流W/m2in9、运算窗产品的热工性能时，框与墙的界面应作为绝热边界处理10、幕墙截面的几何描述应依照框截面、镶嵌板类型的不同将幕墙框节点进行分类，不同种类的框截面节点均应 运算其传热系数及对应框和镶嵌面板接缝的线传热系数。11、幕墙在进行热工运算时应进行如下面积划分：框投影面积Af：指从室内、外两侧分别投影，得到的可视框投影面积中较大值，简称 框 面积；玻璃投影面积A （或其他镶嵌板的投影面积Ap）：指室内、外侧可见玻璃（或其他镶嵌板）g 边缘围合面积

5、的较小值，简称玻璃面积（或镶嵌板面积）幕墙总投影面积At:指框面积Af与幕墙玻璃面积Ag（或其他镶嵌板的面积Ap）之和，简 称幕墙面积。12、幕墙玻璃（或其他镶嵌板）和框结合的线传热系数对应的边缘长度L为框与面板的接缝 长度，并应取室内、外接缝长度的较大值。13、当所用的玻璃为单层玻璃，由于没有空气层的阻碍，不考虑线传热，线传热系数巾=0。14、本系统中给出的所有的数值全部是幕墙垂直安装的情形。传热系数的数值包括了外框面 积的阻碍。运算传热系数的数值时，按以下取值:内表面换热系数：h =8W/m2.kin外表面换热系数：h =23W/m2.kout一、幕墙差不多信息 地区类型:夏热冬冷地区 所

6、在都市:南京幕墙面积与墙面的面积比范畴:窗墙面积比W0.2 幕墙朝向:东、南、西向 幕墙型材厂家:伟业铝材幕墙系列:120 幕墙类型:半隐框玻璃幕墙 幕墙分格尺寸:分格宽度W（mm）:950分格高度H（mm）:800二、幕墙框传热系数片运算1、幕墙框料面积运算：（1）幕墙框料面积运算示意图如下：(2)该幕墙的窗料由以下截面组成：序号幕墙框料 名称幕墙框料 类型室内投影 面积A (m2)fi室内表面 面积A (m2)di室外投影 面积A (m2)fe室外表面 面积A (m2)de隔热桥对 应的铝合 金截面之 间的最小 距离dmm1幕墙框料1穿条式隔 热铝幕墙 框料3144257.5(4) 幕墙框

7、料室内总投影面积A (m2)fi工A =3fi=3(5) 幕墙框料室外总投影面积A (m2)fe工A =4fe=4(6) 幕墙框料总面积Ag)A 二max (工 A，工 A ) ffife=max(3，4)=42、幕墙框料的传热系数运算(Uf)： 能够通过输入数据，用二维有限元法进行数字运算，得到幕墙框料的传热系数。在没有详细的运算结果能够应用时，能够按以下方法得到窗的传热系数： 幕墙框料类型：穿条式隔热铝合金(1)穿条式隔热的铝合金框，相对应金属框之的最小距离d(mm),示意图：注意：1）采纳导热系数=0.3（w/m.k ）的隔热条2）隔热条总宽度bl+b2+b3+b4=0.2*bf （幕墙

8、框料宽）（2）穿条式隔热的铝合金框的Uf0数值，依照 相对应金属框之间的最小距离d（mm）， 从以下图的粗线中选取：（3）幕墙框料传热系数运算：1）幕墙框料1传热系数运算：1.1）幕墙框料1隔热条相对应的金属框之间的最小距离d=7.5（mm）从上图中查出U =3.588（W/m2.K）f01.2）幕墙框料1幕墙框料热阻Rf运算：R=1/U - 0.17ff0=1/3.588 - 0.17=0.109（m2K/W）1.3）幕墙框料1幕墙框料传热系数运算：幕墙框料的室内投影面积：A =3（平方米）f,i幕墙框料的室内表面面积：A =14（平方米）d,i幕墙框料的室外投影面积：A =4（平方米）f,

9、e幕墙框料的室外表面面积：A, =25（平方米）d,e幕墙框料热阻：Rf=0.109m2.K内表面换热系数：h=8W/m2.ki外表面换热系数：h=23W/m2.keU=1/(A /(h*A )+R+A /(h*A ) f f,i i d,i f f,e e d,e=1/(3/(8*14)+0.109+4/(23*25)=7.006(W/m2.K)幕墙各框料传热系数列表：序号幕墙框料名称幕墙框料类型幕墙框料投影面 积 A (m2)f该类型材的传热 系数U (W/(m2.K)1幕墙框料1穿条式隔热铝幕 墙框料47.006三、幕墙框料与玻璃边缘结合处的线传热系数运算(巾)：幕墙框料与玻璃边缘结合处

10、的线传热系数(巾)，要紧描述了在幕墙框、玻璃和间隔层之 间交互作用下的附加热传递。线性热传递系数巾，要紧受间隔层材料传导率的阻碍。在没 有精确运算的情形下，可采纳下表数据，来估算幕墙框料与玻璃结合处的线传导系数巾。幕墙框料与单层玻璃边缘结合处的线传热系数专门小，运算时默认为0。 各类幕墙框料、中空玻璃的线传热系数幕墙框料材料双层或三层玻璃 未镀膜中空玻璃双层L0W-E镀膜或三层(其中 两片LOW-E镀膜)中空玻璃带热断桥的金属窗框0.060.08没有热断桥的金属窗框00.02注意：这些数据用来运算低辐射的中空玻璃，即：U=1.3W/(m2.K)g各玻璃板块查询上表后，各玻璃板块的线传热系数如下

11、：序号玻璃板 块名称幕墙框 料类型玻璃块 板类型第一层玻璃第二层玻璃第三层玻璃玻璃边 缘长度 (m)线传热 系数 (W/m.K)1玻璃板块1隔热铝 合金幕 墙框料双层玻 璃一般玻 璃一般玻 璃400.06(玻璃排列顺序由室外到室内，分别为第一层、第二层、第三层)四、玻璃传热系数(U)运算：g按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003附录C1、玻璃板块1的传热系数运算：1)玻璃板块1差不多信息： 玻璃板块面积：10(m2)： 玻璃板块类型：双层玻璃 第一层玻璃种类：一般玻璃 第一层玻璃厚度：5(mm)第一层校正发射率：0.837第一气体层气体类型：空气第一气体层气体厚度：12第二层玻璃种类：

12、一般玻璃第二层玻璃厚度：5(mm)第二层校正发射率：0.8372) 中空玻璃间隔层气体：空气普朗特准数P运算：r运算依据：P = y*C/入r按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-8气体的动态粘度卩：0.00001711kg/(ms)气体的比热C：1008J/(kg.K)气体的热导率入：0.02416W/(m.K)按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003表D.0.3P 二H*C/入r=0.00001711*1008/0.02416=0.7143) 中空玻璃间隔层气体：空气格尔晓夫数G运算：r运算依据：G =9.81*S3*AT*p2/(T * 卩 2)rm按照建筑玻

13、璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-7气体的动态粘度卩：0.00001711kg/(ms)气体的密度P： 1.277kg/m3气体平均绝对温度T : 283Km气体的间隙前后玻璃表面的温度差AT： 15K气体的间隔层厚度s： 0.012m按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003表D.0.3及C.0.5G =9.81*S3*AT*P2/(T * 卩 2)rm=9.81*0.0123*15*1.2772/(283*0.000017112)=5004.9454) 中空玻璃间隔层气体：空气努塞尔准数N运算：u运算依据： N=A*(G*P)nu r r格尔晓夫准数G： 5004.94

14、5r普朗特准数P： 0.714rA和n是常数：垂直空间，A=0.035, n=0.38；水平空间，A=0.16, n=0.28；倾斜45 度，A=0.1, n=0.31；(幕墙按垂直空间运算)按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-6N=A*(G*P)nu r r=0.035*(5004.945*0.714)0.38=0.784由于：N=llu因此，努塞尔准数取1。即：N=1u按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-65) 中空玻璃间隔层气体：空气气体导热系数h运算：g运算依据：h =N *(入/s)gu努塞尔准数N：1u气体的热导率入：0.02416W

15、/(m.K)气体的间隔层厚度s： 0.012m按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-5 h =N * (入 /s)gu=1*(0.02416/0.012)=2.0136) 中空玻璃间隔层气体：空气气体辐射导热系数h运算：r运算依据：h =4*o*(1/&1+1/&2-1)t*T 3rm斯蒂芬-波尔兹曼常数。：5.67*10-8间隔层中两表面在平均绝对温度T下的校正发射率&1、&2：m1： 0.8372： 0.837平均绝对温度T : 283Km按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-4h =4*o*(1/e1+1/e2-1)-i*T 3rm =4*5.

16、67*10-8*(1/0.837+1/0.837-1)-1*2833=3.77) 中空玻璃间隔层气体：空气气体间隔层的导热率h运算：s 运算依据： h=h+hsgr气体辐射导热系数h： 3.7r气体导热系数h： 2.013g按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-3h=h+hsgr=2.013+3.7=5.7138) 玻璃板块1多层玻璃系统的内部传热系数运算：运算依据：1/h =1/h+d *rts m m气体间隔层的导热率h： 5.713s第一层玻璃的厚度d： 0.005mm第二层玻璃的厚度d： 0.005mm玻璃的热阻r： 1m.K/Wm按照建筑玻璃应用技术规程JGJ1

17、13-2003 C.0.2-21/h 二工1/h +Sd *rts m m=1/5.713+0.005*1.0+0.005*1.0=0.185多层玻璃系统的内部传热系数h =5.405t9) 玻璃板块1玻璃传热系数运算：运算依据： 1/U=1/h+1/h+1/heti玻璃的室外表面换热系数h ： 23.0e玻璃的室内表面换热系数h ： &0i多层玻璃系统的内部传热系数h ： 5.405t按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 C.0.2-1 1/U=1/h+1/h+1/heti=1/23.0+1/5.405+1/8.0=0.353玻璃板块1的传热系数u =2.833W/(m2.K)g五

18、、幕墙整体传热系数运算(U)：t1、幕墙面积运算(A)：tA=SA+SAt g f幕墙框料面积Af=4m2 玻璃面积：A =10m2gA=SA+SAtfg=4+10=142、幕墙整体传热系数运算(U)：tu =(工A*U+A*U+l *巾)/Atg gf f血t各玻璃块板的面积：A (m2)g各玻璃块板的传热系数：u (W/m2.K)g各幕墙框料的面积：Af(m2)各幕墙框料的传热系数：Uf(W/m2.K)各玻璃块板与幕墙框料相结合边缘的周长：l (m)各玻璃块板与幕墙框料相结合边缘的传热系数：巾(W/hrK)U = (SA*U+SA*U+Sl *巾)/Atg gf f血t= (4*7.006

19、+10*2.833+40*0.06)/14=4.197该幕墙整体传热系数4.197=该幕墙的承诺的整体传热系数=4.7。该幕墙的整体传热性 能满足要求。六、太阳能透射比(g)、遮阳系数(S)运算：tc太阳能透射比是指：通过幕墙构件成为室内得热量的太阳辐射，与投射到幕墙构件上的 太阳辐射的比值。成为室内得热量的太阳辐射部分包括：直截了当的太阳能透射得热和被构 件吸取的太阳辐射再经传热进入室内的得热。1、幕墙框的太阳能透射比(gf)运算：1)幕墙框料1的太阳能透射比(gf)运算：幕墙框料表面太阳辐射吸取系数a f： 0.4幕墙框料的传热系数Uf： 7.006W/m2.K幕墙框料的外表面积A : 2

20、5m2surf幕墙框料的外投影面积Af： 4m2幕墙框料的外表面换热系数h ：19W/m2.Koutg = a *U / (A /A *h )f f f surf f out=0.4*7.006/(25/4*19)=0.0242、太阳能总透射比匕)运算： 各玻璃板块的面积：am2g各玻璃板块的太阳能透射比：gg各幕墙框料外表面投影面积：afm2各幕墙框料的太阳能透射比：gf g=(工A*g+A*g)/Atf fg g t= (4*0.024+10*0.75)/14=0.5433、幕墙整体遮阳系数(S)运算：c幕墙整体遮阳系数:幕墙整体太阳能总透射比与标准3mm厚透亮玻璃的太阳能总透射比 的比值

21、。0.87是：标准3mm厚透亮玻璃的太阳能总透射比理论值S=g/0.87dt =0.543/0.87=0.624七、可见光透射比(t )运算：t标准光源透过幕墙构件成为室内的人眼可见光与投射到幕墙构件上的人眼可见光，采纳 人眼视见函数加权的比值。各玻璃板块的面积：A (m2)g幕墙总面积：A (m2)t玻璃可见光透射比：TvT =(工 A *t )/Atg v t= (10*0.71)/14=0.507八、结露运算： 标准运算条件： 室内环境温度T =20C in 室外环境温度T =0C,-10C,-20C out 室内环境湿度：RH=30%、60% 室外对流换热系数：20W/(m2.k)1、

22、室内空气的饱和水蒸汽压(E)运算：S空气温度为0C时的饱和水蒸汽压E0为：6.11HPa 室内环境温度t为：20C当 t0C时，a、b 参数分别取：a=7.5, b=237.3E =E *10 (a*t/(b+t)s0=6.11*10(7- 5*20/(237.3+20)=23.3892、在相对湿度f=0.3下，空气的水蒸汽压(e)的运算: 空气相对湿度f为：0.3室内空气的饱和水蒸汽压(E)： 23.389se=f*Es=0.3*23.389=7.0173、空气结露点温度(Td)运算：d在相对湿度f=0.3下，空气的水蒸汽压e： 7.017室内空气的水蒸汽压(E)： 7.017当 t0C时，

23、a、b 参数分别取：a=7.5, b=237.3T=b/(a/lg(e/6.11)-1)d注意： lg ( e/6. 1 1 )为以1 0为底的自然对数=237.3/(7.5/lg(7.017/6.11)-1)=1.9174、室内玻璃表面温度(T )运算：pj1)玻璃板块：玻璃板块1的室内表面温度(T )运算：pj室内环境温度T : 20in室外环境温度T : -10out玻璃传热系数U： 2.833g玻璃室内表面换热系数h : 8biT =T -(T -T )*U/hpj in in out g bi=20-(20+10)*2.833/8=9.376空气结露点温度1.917C=该玻璃板块的玻璃表面温度T.=9.376C。该玻璃板块不结 pj=露。