建筑门窗热功性能计算书

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1、建筑门窗热功性能计算书I、设计依据：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计算规程(征求意见稿)相关计算和定义均按照 IS010077-1和IS010077-2 的方法进行计算和定义II、计算基本条件：1、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 采用本标准规定的计算条件。2、计算实际工程所用

2、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。3、各种情况下都应选用下列光谱：S(力：标准太阳辐射光谱函数(ISO 9845-1 )D(标准光源光谱函数( CIE D65 , ISO 10526 )R(力：视见函数(ISO/CIE 10527 )。4、冬季计算标准条件应为：室内环境温度：Tin =20 C室外环境温度：Tout =0 C内表面对流换热系数： hc,in=3.6 W/m2.K外表面对流换热系数：hc,out =20 W/m2.K室外平均辐射温度：Trm =Tout太阳辐射照度：Is=300 W/m25、夏季计算标准条件应为:室内环境温度：Tin

3、 =25 C室外环境温度：Tout =30 C内表面对流换热系数：hc,in=2.5 W/m2.K 外表面对流换热系数：hc,out =16 W/m2.K 室外平均辐射温度：Trm =Tout太阳辐射照度：Is=500 W/m26、 计算传热系数应采用冬季计算标准条件，并取ls= 0 W/m2 。7、 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Tout =25 C8、抗结露性能计算的标准边界条件应为：室内环境温度：Tin =20 C室外环境温度：Tout =-10 C或-20 C室内相对湿度：RH=30%、50%、70%室外风速：V=4m/s9、计算框的太阳能总透射比gf应使用下

4、列边界条件qin= a* Isqin :通过框传向室内的净热流(W/m2 )a:框表面太阳辐射吸收系数Is：太阳辐射照度(ls=500W/m2)10、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11、整窗截面的几何描述整窗应根据框截面的不同对窗框分段，有多少个不同的框截面就应计算多少个不同的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交处的传热不作三维传热现象考虑。如上图所示的窗，应计算1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6、7-7七个框段的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交部分简化为其中的一条框来处理。计

5、算1-1、2-2、4-4截面的传热时，与墙面相接的边界作为绝热边界处理。计算3-3、5-5、6-6截面的传热时，与相邻框相接的边界作为绝热边界处理。计算7-7截面的传热时，框材中心线对应的边界作为绝热边界处理。12、门窗在进行热工计算时应进行如下面积划分：窗框面积Af :指从室内、外两侧可视的凸出的框投影面积大者玻璃面积Ag :室内、外侧可见玻璃边缘围合面积小者Ap）之和=0。整窗的总面积 At :窗框面积Af与窗玻璃面积Ag（或者是其它镶嵌板的面积13、玻璃区域的周长 L e是门窗玻璃室内、外两侧的全部可视周长的之和的较大值14、当所用的玻璃为单层玻璃，由于没有空气层的影响，不考虑线传热，线

6、传热系数15、本系统中给出的所有的数值全部是窗垂直安装的情况。计算传热系数时，按以下取值 ：内表面换热系数：hi=8W/m 2.k外表面换热系数：he=23W/m 2.k、门窗基本信息地区类型：夏热冬冷地区所在城市：盐城大丰市窗墙面积比范围：窗墙面积比w 0.2门窗朝向：北向型材厂家：常州创佳门窗系列：80系列门窗类型：推拉窗窗型尺寸：窗宽 W(mm):1500窗高 H(mm):1500窗型样式：二、窗框传热系数 Uf计算1、窗框面积计算：窗框面积计算示意图如下：(1)平开类窗框面积计算示意图:(2)推拉类窗框面积计算示意图:(3)该门窗的窗框由以下截面组成:序号窗框名称窗框类型室内投影 面积

7、Afi(m 2)室内表面面积Adi (m 2)室外投影 面积Afe(m 2)室外表面面积Ade (m 2)该类型材 的传热系数UfW/(m 2.K)1边框三腔式塑0.0780.1470.0780.1471.7钢型材2中扇框三腔式塑0.561.430.560.6281.7钢型材(4)窗框室内总投影面积 Afi(m 2)2Afi=0.078+0.56=0.638(5)窗框室外总投影面积Afe (m 2)2Afe=0.078+0.56=0.638(6)窗框总面积Af(m2)Af=max(习Afi,2Afe)=max(0.638,0.638)=0.6382、窗框的传热系数计算(Uf):可以通过输入数据

8、，用二维有限元法进行数字计算，得到窗框的传热系数。在没有详细 的计算结果可以应用时，可以按以下方法得到窗的传热系数:窗框类型：塑钢型材 四腔式塑钢型材窗框材料窗框类型传热系数：Uf(W/m 2.K)聚氨脂带有金属加强筋，净厚度=5mm2.8PVC腔体截面从室外到室内，单腔结构2.5PVC腔体截面从室外到室内，两腔结构2.2PVC腔体截面从室外到室内，三腔结构2.0PVC腔体截面从室外到室内，四腔结构1.7PVC腔体截面从室外到室内，五腔结构1.5该门窗各窗框传热系数列表:序号窗框名称窗框类型窗框投影面积Af(m 2)该类型材的传热系数Uf(W/(m 2.k)1边框三腔式塑钢型材0.0781.7

9、2中扇框三腔式塑钢型材0.561.7三、窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数计算（2）:窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数（2），主要描述了在窗框、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，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，可采用下表数据，来估算窗框与玻璃结合处的线传导系数2。窗框与单层玻璃边缘结合处的线传热系数很小，计算时默认为0。各类窗框、中空玻璃的线传热系数窗框材料双层或三层玻璃双层LOW-E镀膜未镀膜三层采用两片LOW-E镀膜充气或不充气的中空玻璃充气或不充气的中空玻璃塑料窗框0.040.06带热断桥的铝合金窗框0.060.08无热断桥的铝合金窗框00.0

10、2注意：这些数据用来计算低辐射的中空玻璃，即：Ug=1.3W/（m 2.K）各玻璃板块查询上表后，各玻璃板块的线传热系数如下:序号玻璃板窗框类玻璃块第一层第二层第三层玻璃边线传热块名称型板类型玻璃玻璃玻璃缘长度系 数(m)(W/m.K)1玻璃板塑料窗双层玻普通玻普通玻7.560.04块1框璃璃璃(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(Ug)计算：按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 附录C1、玻璃板块1的传热系数计算：1) 玻璃板块1基本信息：玻璃板块面积：1.534(m 2)：玻璃板块类型：双层玻璃第一层玻璃种类：普通玻璃第一层玻璃厚度：5(mm

11、)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：普通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Pr计算：计算依据：Pr= (1* C入按照建筑玻璃应用技术规程气体的动态粘度卩：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Pr= Q C/ 入=0.00001711*1008/0.02416=0.7143) 格尔晓夫数Gr计算：计算依据：Gr=9.81*S 3* AT* p

12、2/(T m*)按照建筑玻璃应用技术规程气体的动态粘度卩：0.00001711kg/(ms)气体的密度p: 1.277kg/m3气体平均绝对温度 Tm : 283K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： 0.009m按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 表及Gr=9.81*S 3* AT* p2/(T m*)3*15*1.277 2/(283*0.000017112)=2111.4614) 努塞尔准数Nu计算：计算依据：Nu=A*(G r*Pr)n格尔晓夫准数 Gr: 2111.461普朗特准数Pr: 0.714A和n是常数：垂直空间，A=0.035 ,

13、n=0.38 ;水平空间，A=0.16 , n=0.28 ;倾斜 45 度，A=0.1 ，n=0.31 ；(门窗按垂直空间计算)按照建筑玻璃应用技术规程Nu=A*(G r*Pr)n38=0.565由于：Nu=11所以，努塞尔准数取 1。即：Nu=1按照建筑玻璃应用技术规程5) 中空玻璃间隔层气体：空气 气体导热系数hg计算：计算依据：hg=N u*( s)努塞尔准数Nu: 1气体的热导率入：0.02416W/(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hg=N u*( s)=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

14、hr计算：计算依据：hr=4* 0*(1/ J+1/ 21)-1*Tm3斯蒂芬-波尔兹曼常数g 5.67*10 -8间隔层中两表面在平均绝对温度Tm下的校正发射率 1、&2 :d : 0.8372 : 0.837平均绝对温度Tm: 283K按照建筑玻璃应用技术规程hr=4* 6*(1/ 2+1/ s2-1)-1*Tm3=4*5.67*10 -8 *(1/0.837+1/0.837-1)-1 *283 3=3.77) 中空玻璃间隔层气体：空气 气体间隔层的导热率 hs计算：计算依据：hs=h g+h r气体辐射导热系数 hr: 3.7气体导热系数hg: 2.013按照建筑玻璃应用技术规程hs=h

15、 g +h r=2.013+3.7=5.7138) 玻璃板块1多层玻璃系统的内部传热系数计算：计算依据：1/h t= E1/h s+ 2dm*rm气体间隔层的导热率 hs： 5.713第一层玻璃的厚度 d m : 0.005m第二层玻璃的厚度 d m : 0.005m玻璃的热阻rm: 1m.K/W按照建筑玻璃应用技术规程1/h t= 21/h s+ 2d m *r m=0.185多层玻璃系统的内部传热系数ht=5.4059) 玻璃板块1玻璃传热系数计算：计算依据：1/U=1/h e+1/h t+1/h i玻璃的室外表面换热系数he: 23.0玻璃的室内表面换热系数hi: 8.0多层玻璃系统的内

16、部传热系数ht: 5.405按照建筑玻璃应用技术规程1/U=1/h e+1/h t+1/h i=1/23.0+1/5.405+1/8.0=0.354玻璃板块1的传热系数Ug=2.825W/(m2.K)五、整窗传热系数计算(Ut):1、整窗面积计算(At):At= 2Ag + 2A f窗框面积 Af=0.078+0.56=0.638m玻璃面积：Ag=1.534m 2At= lAf+ 2Ag=0.638+1.534=2.1722、整窗传热系数计算(Ut)：Ut=( 2Ag*U g+ 2Af*Uf+ 习 e* ”)/At各玻璃块板的面积：Ag(m2)各玻璃块板的传热系数：Ug(W/m 2.K)各窗框

17、的面积：Af(m 2)各窗框的传热系数：U f(W/m 2 .K)各玻璃块板与窗框相结合边缘的周长：I e(m)各玻璃块板与窗框相结合边缘的传热系数：“(W/m 2.K)Ut=( 2Ag*U g+ 2Af*Uf+ 习广 e)/A t=2.634该门窗整窗传热系数2.634=该门窗的允许整窗传热系数=4.7。该门窗的整窗传热性能满足要求。六、太阳能透射比(gt)、遮阳系数(Sc)计算：太阳能透射比是指：通过门窗构件成为室内得热量的太阳辐射，与投射到门窗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：直接的太阳能透射得热和被构件吸收的太阳辐射再经传热进入室内的得热。1、窗框的太阳能透射比

18、(gf)计算：1) 的太阳能透射比(g f)计算：窗框表面太阳辐射吸收系数af： 0.4窗框的传热系数 Uf： 1.7W/m 2.K窗框的外表面积 A surf : 0.147m 2窗框的外投影面积 Af: 0.078m 2窗框的外表面换热系数hout : 19W/m 2.Kg f= af*U f/(A surf /A f*h out )=0.0192) 的太阳能透射比(g f)计算：窗框表面太阳辐射吸收系数af： 0.4窗框的传热系数 Uf: 1.7W/m 2.K窗框的外表面积 A surf : 0.628m 2窗框的外投影面积 Af: 0.56m 2窗框的外表面换热系数hout : 19W

19、/m 2.Kg f= af*U f/(A surf /A f*h out )=0.0322、 玻璃区域的太阳能透射比(gg):玻璃区域的太阳能透射比gg：取近似值0.8003、太阳能总透射比(gt)计算：各玻璃板块的面积：agm 2各玻璃板块的太阳能透射比：gg各窗框外表面投影面积：afm2各窗框的太阳能透射比：gfg t=( 2Af*g f+ 2Ag*g g)/A t=0.5744、整窗遮阳系数(Sc)计算：整窗遮阳系数：整窗太阳能总透射比与标准3mm厚透明玻璃的太阳能总透射比的比值。0.889是：标准3mm厚透明玻璃的太阳能总透射比理论值Sd=g t/0.889=0.574/0.889=0

20、.646七、可见光透射比(T)计算：标准光源透过门窗构件成为室内的人眼可见光与投射到门窗构件上的人眼可见光，采用人眼视见函数加权的比值。各玻璃板块的面积：Ag(m 2)门窗总面积：At(m 2)玻璃可见光透射比：t v为0.800T=( 2Ag* tv)/A t=0.565八、结露计算：标准计算条件：室内环境温度 Tin=20 C室外环境温度Tout =-20 C室内相对湿度：RH=30%、50%、70%室外风速：V=4m/s1、 室内空气的饱和水蒸汽压(Es)计算：空气温度为0 C时的饱和水蒸汽压E0为：6.11HPa室内环境温度t为：10 C当 t0 C时，a、b 参数分别取：a=7.5

21、, b=237.3Es=E0*10 (a*t/(b+t)=6 1 1*10(7.5*10/(237.3+10)=12.2832、在相对湿度f=0.5下，空气的水蒸汽压(e)的计算：空气相对湿度f为：0.5室内空气的饱和水蒸汽压 (Es)： 12.283e=f*E s=6.1423、空气结露点温度(Td)计算：在相对湿度f=0.5下，空气的水蒸汽压e： 6.142室内空气的水蒸汽压(E): 6.142当 t0 C时，a、b 参数分别取：a=7.5 , b=237.3Td=b/(a/lg(e/6.11)-1)注意：lg(e/6.11)为以10为底的自然对数=237.3/(7.5/lg(6.142/6.11)-1)=0.0724、室内玻璃表面温度(Tpj)计算：1)玻璃板块：的室内表面温度(Tpj)计算：室内环境温度Tin : 10室外环境温度Tout : -10玻璃传热系数Ug : 3.003玻璃室内表面换热系数hbi: 8Tpj =T in -(T in -T out )*U g/h bi=10-(10+10)*3.003/8=2.492空气结露点温度 0.072 C =该玻璃板块的玻璃表面温度Tpj= =2.492 C。该玻璃板块不结露。