建筑幕墻熱工性能計算書

1、梅溝營建筑幕墻熱工性能計算書項目編號：計 算 人：審 核 人：設(shè)計單位：創(chuàng)建時間：2014年 2月20日計算軟件：粵建科mqmc建筑幕墻門窗熱工性能計算軟件軟件版本：2012正式版軟件開發(fā)單位：廣東省建筑科學(xué)研究院目 錄1 概述41.1 工程概況41.2 本工程熱工性能計算項目42 計算依據(jù)42.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及參考文件42.2 計算軟件53 計算邊界條件53.1 工程所在地氣象參數(shù)53.2 熱工性能計算邊界條件64 門窗設(shè)計概況64.1 門窗單元設(shè)計介紹64.2 門窗標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點設(shè)計74.3 門窗材料物理性能74.3.1 門窗玻璃84.3.2 鋁型材84.3.3 遮陽措施85 玻璃光學(xué)熱工性能計算

2、85.1 玻璃光學(xué)熱工性能計算一般規(guī)定85.2 玻璃光學(xué)熱工性能計算原理95.2.1 單片玻璃光學(xué)熱工性能95.2.2 多層玻璃光學(xué)熱工性能115.2.3 玻璃系統(tǒng)的熱工參數(shù)135.3 玻璃光學(xué)熱工性能計算156 門窗框傳熱計算166.1 門窗框節(jié)點選取176.2 框傳熱計算原理177 門窗熱工性能計算197.1 整樘窗熱工計算原理197.2.1 東朝向幅面207.2.1.1 開啟扇熱工性能計算228 門窗結(jié)露性能計算298.1 幕墻結(jié)露性能計算原理298.1.1 一般規(guī)定298.1.2 結(jié)露性能計算308.2 幕墻結(jié)露性能計算308.2.1 開啟扇結(jié)露性能計算（1類計算條件）318.2.1.

3、1 第1類環(huán)境條件319 門窗熱工性能匯總33（1） 面板計算結(jié)果匯總表33（2） 各朝向門窗熱工計算結(jié)果匯總表33（3） 門窗結(jié)露計算結(jié)果匯總表3410 結(jié)論34附件a 框二維傳熱計算圖341 概述1.1 工程概況工程名稱梅溝營工程地址施工單位設(shè)計單位建設(shè)單位總建筑面積建筑高度m1.2 本工程熱工性能計算項目 （1）玻璃系統(tǒng)光學(xué)熱工性能計算； （2）框二維傳熱有限元分析計算； （3）幕墻幅面熱工性能計算；2 計算依據(jù)2.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及參考文件建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程 jgj/t 151-2008；民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范gb 50176-1993等。2.2 計算軟件粵建科mqmc建筑幕墻門窗

4、熱工性能計算軟件2012正式版3 計算邊界條件3.1 工程所在地氣象參數(shù)表3.1-1工程所在地氣象參數(shù)城市名稱北京北京北緯3948東經(jīng)11628海拔31.20m冬季室外平均溫度-16.0冬季室內(nèi)平均溫度20.0冬季室外平均風(fēng)速2.80m/s夏季室外平均溫度30.2夏季室內(nèi)平均溫度25.0夏季室外平均風(fēng)速1.90m/s太陽平均輻射照度683.30w/3.2 熱工性能計算邊界條件表3.2-1 計算邊界條件冬季標(biāo)準(zhǔn)計算條件夏季標(biāo)準(zhǔn)計算條件室內(nèi)空氣溫度tin20.0室內(nèi)空氣溫度tin25.0室外空氣溫度tout-16.0室外空氣溫度tout30.2室內(nèi)對流換熱系數(shù)hc,in3.60w/(k)室內(nèi)對流換

5、熱系數(shù)hc,in2.50w/(k)室外對流換熱系數(shù)hc,out15.20w/(k)室外對流換熱系數(shù)hc,out11.60w/(k)室內(nèi)平均輻射溫度trm,in20.0室內(nèi)平均輻射溫度trm,in25.0室外平均輻射溫度trm,out-16.0室外平均輻射溫度trm,out30.2太陽輻射照度is0.00w/太陽輻射照度is683.30w/依據(jù)建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程（jgj/t 151-2008）（以下簡稱“jgj/t 151”）結(jié)露性能評價與計算，在進(jìn)行工程設(shè)計時，工程實際邊界條件計算結(jié)露性能。4 門窗設(shè)計概況4.1 門窗單元設(shè)計介紹本次計算所選取窗型為c1215，為本工程項目中數(shù)量最多

6、的窗型。4.2 門窗標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點設(shè)計窗邊框采用華建gr68a01，內(nèi)開扇采用華建gr68a26a，中梃開扇采用華建gr68a03，加強(qiáng)中梃開扇采用華建gr68a10，壓線采用km03和km04.圖4.2-1 圖4.2-2 4.3 門窗材料物理性能窗邊框采用華建gr68a01，內(nèi)開扇采用華建gr68a26a，中梃開扇采用華建gr68a03，加強(qiáng)中梃開扇采用華建gr68a10，壓線采用km03和km04.玻璃采用5+9a+5+9a+5。4.3.1 門窗玻璃玻璃為5+9a+5+9a+5，面板傳熱系數(shù)（w/(k)）為1.886；面板的可見光透射比為0.786；面板遮陽系數(shù)為0.737。4.3.2 鋁型材窗

7、邊框采用華建gr68a01，內(nèi)開扇采用華建gr68a26a，中梃開扇采用華建gr68a03，加強(qiáng)中梃開扇采用華建gr68a10，壓線采用km03和km04.表面處理為粉末噴涂。5 玻璃光學(xué)熱工性能計算5.1 玻璃光學(xué)熱工性能計算一般規(guī)定單片玻璃（包括其他透明材料，下同）的光學(xué)、熱工性能應(yīng)根據(jù)測定的單片玻璃光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。測定的單片玻璃光譜數(shù)據(jù)應(yīng)包括其各個光譜段的透射率、前反射率和后反射率，光譜范圍應(yīng)至少覆蓋3002500nm波長范圍，不同波長范圍的數(shù)據(jù)間隔應(yīng)滿足下列要求：（1）波長為300400nm時，數(shù)據(jù)點間隔不應(yīng)超過5nm；（2）波長為4001000nm時，數(shù)據(jù)點間隔不應(yīng)超過10nm；（

8、3）波長為10002500nm時，數(shù)據(jù)點間隔不應(yīng)超過50nm。5.2 玻璃光學(xué)熱工性能計算原理5.2.1 單片玻璃光學(xué)熱工性能（1）單片玻璃的可見光透射比應(yīng)按下式計算： （5.2.1-1）式中 d65標(biāo)準(zhǔn)光源的相對光譜功率分布，見jgj/t 151附錄d；玻璃透射比的光譜數(shù)據(jù)；人眼的視見函數(shù)，見jgj/t 151附錄d。（2）單片玻璃的可見光反射比應(yīng)按下式計算： （5.2.1-2）式中 玻璃反射比的光譜數(shù)據(jù)。（3）單片玻璃的太陽光直接透射比應(yīng)按下式計算： （5.2.1-3）式中 玻璃透射比的光譜；標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜，見jgj/t 151附錄d。（4）單片玻璃的太陽光直接反射比應(yīng)按下式計算： （5.2

9、.1-4）式中 玻璃反射比的光譜。（5）單片玻璃的太陽光總透射比g應(yīng)按下式計算： （5.2.1-5）式中 hin玻璃室內(nèi)表面換熱系數(shù)w/(m2.k)；hout玻璃室外表面換熱系數(shù)w/(m2.k)；單片玻璃的太陽光直接吸收比。（6）單片玻璃的太陽輻射吸收系數(shù)as應(yīng)按下式計算： （5.2.1-6）式中 單片玻璃的太陽光直接透射比；單片玻璃的太陽光直接反射比。（7） 單片玻璃的遮陽系數(shù)sccg應(yīng)按下式計算： （5.2.1-7）式中 g 單片玻璃的太陽光總透射比。5.2.2 多層玻璃光學(xué)熱工性能（1）太陽光透過多層玻璃系統(tǒng)的計算應(yīng)采用如下通用計算模型（圖5.2.2-1）：圖5.2.2-1 玻璃層的吸收

10、率和太陽光透射比一個具有n層玻璃的系統(tǒng)，系統(tǒng)分為n1個氣體間層，最外層為室外環(huán)境（i=1），內(nèi)層為室內(nèi)環(huán)境（i=n+1）。對于波長的太陽光，系統(tǒng)的光學(xué)分析應(yīng)以第i-1層和第i層玻璃之間輻射能量和建立能量平衡方程，其中角標(biāo)“+”和“-”分別表示輻射流向室外和流向室內(nèi)。 圖5.2.2-2 多層玻璃體系中太陽輻射熱的分析可設(shè)定室外只有太陽輻射，室外和室內(nèi)環(huán)境的反射率為零。當(dāng)i=1時： （5.2.2-1） （5.2.2-2）當(dāng)i=n+1時： （5.2.2-3） （5.2.2-4）當(dāng)i=2n時： i2n （5.2.2-5） i2n （5.2.2-6）利用線性方程組計算各個氣體層的和值。傳向室內(nèi)的直接透射

11、比應(yīng)按下式計算： （5.2.2-7）反射到室外的直接反射比應(yīng)按下式計算： （5.2.2-8）第i層玻璃的太陽輻射吸收比ai()應(yīng)按下式計算： （5.2.2-9）（2）對整個太陽光譜進(jìn)行數(shù)值積分，應(yīng)按下列公式計算得到第i層玻璃吸收的太陽輻射熱流密度si： （5.2.2-10） （5.2.2-11）式中 ai太陽輻射照射到玻璃系統(tǒng)時，第i層玻璃的太陽輻射吸收比。（3）多層玻璃的可見光透射比應(yīng)按公式（5.2.1-1）計算，可見光反射比應(yīng)按公式（5.2.1-2）計計算。（4）多層玻璃的太陽光直接透射比應(yīng)按公式（5.2.1-3）計算，太陽光直接反射比應(yīng)按公式（5.2.1-4）計算。5.2.3 玻璃系統(tǒng)的

12、熱工參數(shù)（1）計算玻璃系統(tǒng)的傳熱系數(shù)時，應(yīng)采用簡單的模擬環(huán)境條件，僅考慮室內(nèi)外溫差，沒有太陽輻射，應(yīng)按下式計算： （5.2.3-1） （5.2.3-2）式中 (is=0)沒有太陽輻射熱時，通過玻璃系統(tǒng)傳向室內(nèi)的凈熱流（w/m2）；室外環(huán)境溫度（k）；室內(nèi)環(huán)境溫度（k）。1）玻璃系統(tǒng)的傳熱阻rt應(yīng)為各層玻璃、氣體間層、內(nèi)外表面換熱阻之和，應(yīng)按下列公式計算： （5.2.3-3） （5.2.3-4） i = 2n （5.2.3-5）式中 rg,i 第i層玻璃的固體熱阻；ri 第i層氣體間層的熱阻；、第i層氣體間層的外表面和內(nèi)表面溫度；qi第i層氣體間層的熱流密度。2）環(huán)境溫度應(yīng)是周圍空氣溫度tair

13、和平均輻射溫度trm的加權(quán)平均值，應(yīng)按下式計算： （5.2.3-6）式中 和應(yīng)按本規(guī)程第10章的規(guī)定計算。（2）玻璃系統(tǒng)的遮陽系數(shù)的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：1）各層玻璃室外側(cè)方向的熱阻應(yīng)按下式計算： （5.2.3-7）式中 rg,i第i層玻璃的固體熱阻(m2.k)/ w；rg,k第k層玻璃的固體熱阻(m2.k)/ w；rk第k層氣體間層的熱阻(m2.k)/ w。2）各層玻璃向室內(nèi)的二次傳熱應(yīng)按下式計算： （5.2.3-8）3）玻璃系統(tǒng)的太陽光總透射比應(yīng)按下式計算： （5.2.3-9）4）玻璃系統(tǒng)的遮陽系數(shù)應(yīng)公式（5.2.1-7）計算。5.3 玻璃光學(xué)熱工性能計算采用粵建科mqmc建筑幕墻門窗熱工性

14、能計算軟件2012正式版中的玻璃光學(xué)熱工計算模塊對本項目的所采用的玻璃系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)熱工性能計算，計算內(nèi)容包括玻璃光譜分布、玻璃色系坐標(biāo)參數(shù)、玻璃系統(tǒng)光學(xué)熱工性能參數(shù)等。圖5.3.2-1 5+9a+5+9a+5編號名稱usc傾角15+9a+5+9a+51.8860.7860.73790說明： u面板傳熱系數(shù)（w/(k)）； 面板的可見光透射比； sc面板遮陽系數(shù)； 傾角單位：；6 門窗框傳熱計算6.1 門窗框節(jié)點選?。o）6.2 框傳熱計算原理（1）框的傳熱系數(shù)uf應(yīng)在計算窗的某一框截面的二維熱傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上獲得；（2）在框的計算截面中，應(yīng)用一塊導(dǎo)熱系數(shù) =0.03w/(m.k) 的板材替代實際的

15、玻璃（或其他鑲嵌板），板材的厚度等于所替代面板的厚度，嵌入框的深度按照實際尺寸，可見部分的板材寬度bp不應(yīng)小于200mm（圖6.2.1）；圖6.2.1 框傳熱系數(shù)計算模型示意圖（3）在室內(nèi)外計算條件下，用二維熱傳導(dǎo)計算軟件計算流過圖示截面的熱流qw，并應(yīng)按下式整理： （6.2-1） （6.2-2） （6.2-3）式中 uf 框的傳熱系數(shù)/(m2.k)； lf2d 框截面整體的線傳熱系數(shù)/(m.k)；up 板材的傳熱系數(shù)/(m2.k)；bf 框的投影寬度(m)；bp 板材可見部分的寬度（m）；tn,in 室內(nèi)環(huán)境溫度（k）；tn,out 室外環(huán)境溫度（k）。（4）用實際的玻璃系統(tǒng)（或其他鑲嵌板）

16、替代導(dǎo)熱系數(shù) =0.03 w/(m.k)的板材，其他尺寸不改變（圖6.2.2）；bg200mm圖6.2.2 框與面板接縫傳熱系數(shù)計算模型示意圖（5）用二維熱傳導(dǎo)計算程序，計算在室內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)條件下流過圖示截面的熱流，應(yīng)按下式整理： （6.2-4） （6.2-5） （6.2-6）式中 框與玻璃（或其他鑲嵌板）接縫的線傳熱系數(shù)w/(m.k)；框截面整體線傳熱系數(shù)w/(m.k)；g 玻璃的傳熱系數(shù)w/(m2.k)；bg 玻璃可見部分的寬度（m）;tn,in 室內(nèi)環(huán)境溫度（k）；tn,out室外環(huán)境溫度（k）。7 門窗熱工性能計算7.1 整樘窗熱工計算原理（1） 整樘窗的傳熱系數(shù)應(yīng)按下式計算： （7.1.

17、1）式中 ut整樘窗的傳熱系數(shù)w/(m2.k)；ag窗玻璃（或者其他鑲嵌板）面積（m2）；af窗框面積（m2）；at窗面積（m2）；玻璃區(qū)域（或者其他鑲嵌板區(qū)域）的邊緣長度（m）；ug窗玻璃（或者其他鑲嵌板）的傳熱系數(shù)w/(m2.k)；uf窗框的傳熱系數(shù)w/(m2.k)；窗框和窗玻璃（或者其他鑲嵌板）之間的線傳熱系數(shù)w/(m.k)。（2） 整樘窗的太陽光總透射比應(yīng)按下式計算： （7.1.2）式中 gt整樘窗的太陽光總透射比；ag窗玻璃（或其他鑲嵌板）面積（m2）；af窗框面積（m2）；gg窗玻璃（或其他鑲嵌板）區(qū)域太陽光總透射比；gf窗框太陽光總透射比；at窗面積（m2）。（3） 整樘窗的遮陽

18、系數(shù)應(yīng)按下式計算： （7.1.3）式中 sc整樘窗的遮陽系數(shù)；gt整樘窗的太陽光總透射比。（4） 整樘窗的可見光透射比應(yīng)按下式計算： （7.1.4）式中 整樘窗的可見光透射比；窗玻璃（或其他鑲嵌板）的可見光透射比；ag 窗玻璃（或其他鑲嵌板）面積（m2）；at窗面積（m2）。7.2.1 東朝向幅面名稱總數(shù)nutsctnatutatscattat名稱12.7290.5580.4981.8004.9131.0050.89611.8004.9131.0050.896說明： ut門窗單元的傳熱系數(shù)（w/(k)）； sc門窗單元的遮陽系數(shù)； t門窗單元的可見光透射比； at門窗單元的總面積（）； nat

19、n個門窗單元的總面積（）； 該朝向的門窗單元傳熱系數(shù)為： 4.913 / 1.800 2.729 w/(k) 該朝向的門窗單元遮陽系數(shù)為： 1.005 / 1.800 0.558 該朝向的門窗單元可見光透射比為： 0.896 / 1.800 0.4987.2.1.1 開啟扇熱工性能計算7.2.1.1.1 幕墻幅面設(shè)計7.2.1.1.1-1 門窗單元面板標(biāo)記效果圖7.2.1.1.2 透明面板（玻璃）光學(xué)熱工性能計算編號名稱agusc傾角15+9a+5+9a+50.6630.6841.8860.7860.7379025+9a+5+9a+50.4420.6841.8860.7860.7379035+

20、9a+5+9a+50.1120.6841.8860.7860.73790說明： a玻璃或透明面板面積（）； g玻璃或透明面板的太陽光總透射比； u玻璃或透明面板傳熱系數(shù)（w/(k)）； sc玻璃或透明面板的遮陽系數(shù)； 玻璃或透明面板的可見光透射比； 傾角單位：；7.2.1.1.3 框傳熱計算結(jié)果7.2.1.1.1-2 門窗單元框標(biāo)記效果圖（無）7.2.1.1.4 門窗單元的計算過程與結(jié)果（1） 透明面板（玻璃）計算參數(shù)列表編號uggggagugagggaggag傾角11.8860.6840.7370.6631.2500.4540.4889021.8860.6840.7370.4420.8330

21、.3020.3259031.8860.6840.7370.1120.2100.0760.082901.2162.2940.8320.896說明： ug玻璃或透明面板傳熱系數(shù)（w/(k)）； gg玻璃或透明面板的太陽光總透射比； g玻璃或透明面板的可見光透射比； ag玻璃或透明面板面積（）； 傾角單位：；（2） 框計算參數(shù)列表idufgfafufafgfafgd1l12l213.6970.0780.0670.2460.00510.0520.6200.0520.0000.03223.5660.0730.1090.3900.00840.0511.0700.0510.0000.05533.8830.0

22、460.0860.3320.00410.0490.6200.0490.6850.06444.0470.0480.1410.5700.00740.0511.0700.0511.1740.11553.3140.1080.0190.0630.00210.0620.3130.0620.0000.01963.3460.1090.0760.2530.00840.0631.3960.0630.0000.08873.2880.1070.0200.0650.00210.0620.3350.0620.0000.02183.2880.1070.0380.1260.00410.0620.6850.0620.0000.

23、04293.4440.1120.0110.0390.00140.0580.1630.0580.0000.009103.7880.0450.0180.0660.00140.0590.2230.0590.1630.0230.5842.1510.0420.468說明： af框的面積（）； gf框的太陽光總透射比； uf框的傳熱系數(shù)（w/(k)）； l1、l2框的節(jié)點線傳熱長度1（m）； 1、2框的線傳熱系數(shù)（w/(mk)）； gd重力方向：0為上，1為下，2為左，3為右，4為屏幕向里，5為屏幕向外；（3） 結(jié)果 傳熱系數(shù) (2.294 + 2.151 + 0.468) / (1.216 + 0.58

24、4) 2.729 w/(k) 透明部分的太陽光總透射比 (0.832 + 0.042) / 1.800 0.486 透明部分的遮陽系數(shù) 0.486 / 0.87 0.558 透明部分的可見光透射比 0.896 / 1.800 0.498 整個門窗單元的總面積：1.80 本門窗單元的框總面積：0.58 本門窗單元的框窗比例：0.3%8 門窗結(jié)露性能計算8.1 幕墻結(jié)露性能計算原理8.1.1 一般規(guī)定（1） 門窗的結(jié)露性能評價指標(biāo)，應(yīng)采用各個部件內(nèi)表面溫度最低的10面積所對應(yīng)的最高溫度值（t10）。（2） 在進(jìn)行門窗結(jié)露計算時，計算節(jié)點應(yīng)包括所有的框、面板邊緣以及面板中部。（3）采用粵建科mqmc

25、建筑幕墻門窗熱工性能計算軟件2012正式版二維穩(wěn)態(tài)傳熱計算功能模塊進(jìn)行典型節(jié)點的內(nèi)表面溫度計算。門窗所有典型節(jié)點均應(yīng)進(jìn)行計算。8.1.2 結(jié)露性能計算（1）空氣的露點溫度可按下式計算： （8.1.2-1）式中 td空氣的露點溫度（）；e 空氣的水蒸汽壓（hpa）；a、b參數(shù)，a=7.5，b237.3。（2）采用下式計算結(jié)露性能評價指標(biāo)t10,min： （8.1.2-2）式中t10,min產(chǎn)品的結(jié)露性能評價指標(biāo)（）；tin,std結(jié)露性能計算時對應(yīng)的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度（）；tout,std結(jié)露性能計算時對應(yīng)的室外標(biāo)準(zhǔn)溫度（）；tin實際工程對應(yīng)的室內(nèi)計算溫度（）；tout實際工程對應(yīng)的室外計算溫度（）

26、；td室內(nèi)設(shè)計環(huán)境條件對應(yīng)的露點溫度（）。8.2 幕墻結(jié)露性能計算8.2.1 開啟扇結(jié)露性能計算（1類計算條件）8.2.1.1 第1類環(huán)境條件（1） 露點溫度計算tfesetd20.045.023.3910.537.7說明： t空氣溫度（）； f空氣的相對濕度（%）； es空氣的飽和水蒸氣壓（hpa）； e空氣的水蒸氣壓（hpa）； td空氣的露點溫度（）；（2） 計算條件室內(nèi)環(huán)境溫度室外環(huán)境溫度室外對流換熱系數(shù)20.0-16.015.2（3） 框與面板邊緣的結(jié)露評價編號框t10()濕度45.0%邊緣t10()濕度45.0%12.5結(jié)露7.9結(jié)露23.3結(jié)露8.0結(jié)露33.2結(jié)露5.2結(jié)露42

27、.3結(jié)露5.3結(jié)露54.6結(jié)露7.7結(jié)露64.2結(jié)露7.7結(jié)露74.5結(jié)露7.8結(jié)露84.5結(jié)露7.8結(jié)露94.3結(jié)露7.7結(jié)露103.8結(jié)露4.8結(jié)露（4） 面板的結(jié)露評價編號面板t10()濕度45.0%111.0不結(jié)露211.0不結(jié)露311.0不結(jié)露（5） 門窗單元結(jié)露評價門窗單元t10()門窗單元45.0%3.8結(jié)露9 門窗熱工性能匯總玻璃為5+9a+5+9a+5，面板傳熱系數(shù)（w/(k)）為1.886；面板的可見光透射比為0.786；面板遮陽系數(shù)為0.737。樓王體形系數(shù)為s=0.326,南向窗墻面積比為0.334，傳熱系數(shù)k2.00w/（.k）。北向窗墻面積比為0.231，傳熱系數(shù)k1.80w/（.k）。西向窗墻面積比為0.056，傳熱系數(shù)k2.00w/（.k）。東向窗墻面積比為0.056，傳熱系數(shù) k2.00w/（.k）。 （1） 面板計算結(jié)果匯總表編號名稱usc傾角15+9a+5+9a+51.8860.7860.73790說明： u面板傳熱系數(shù)（w/(k)）； 面板的可見光透射比； sc面板遮陽系數(shù)； 傾角單位：；（2） 各朝向門窗熱工計算結(jié)果匯總表編號名稱ausc1東朝向幅面1.800