建筑門窗熱功性能計(jì)算書(5+12+5)

1、建筑門窗熱功性能計(jì)算書I、設(shè)計(jì)依據(jù)： 民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）JGJ26-95 夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ134-2001 夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JGJ75-2003 民用建筑熱功設(shè)計(jì)規(guī)范GB50176-93 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2005 建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程（征求意見稿） 相關(guān)計(jì)算和定義均按照ISO10077-1和ISO10077-2的方法進(jìn)行計(jì)算和定義II、計(jì)算基本條件：1、設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí)，所采用的環(huán)境邊界條件應(yīng)統(tǒng)一采用本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)算條件。2、計(jì)算實(shí)

2、際工程所用的建筑門窗和玻璃幕墻熱工性能所采用的邊界條件應(yīng)符合相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)或節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。3、各種情況下都應(yīng)選用下列光譜： S()：標(biāo)準(zhǔn)太陽輻射光譜函數(shù)（ISO 9845-1） D()：標(biāo)準(zhǔn)光源光譜函數(shù)（CIE D65，ISO 10526） R()：視見函數(shù)（ISO/CIE 10527）。4、冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件應(yīng)為： 室內(nèi)環(huán)境溫度：Tin=20 室外環(huán)境溫度：Tout=0 內(nèi)表面對(duì)流換熱系數(shù)：hc,in=3.6 W/m2.K 外表面對(duì)流換熱系數(shù)：hc,out=20 W/m2.K 室外平均輻射溫度：Trm =Tout 太陽輻射照度：Is=300 W/m25、夏季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件應(yīng)為： 室內(nèi)環(huán)境溫度：T

3、in=25 室外環(huán)境溫度：Tout=30 內(nèi)表面對(duì)流換熱系數(shù)：hc,in=2.5 W/m2.K 外表面對(duì)流換熱系數(shù)：hc,out=16 W/m2.K 室外平均輻射溫度：Trm=Tout 太陽輻射照度：Is=500 W/m26、計(jì)算傳熱系數(shù)應(yīng)采用冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件，并取Is= 0 W/m2。7、計(jì)算遮陽系數(shù)、太陽能總透射比應(yīng)采用夏季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件，并取Tout=258、抗結(jié)露性能計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)邊界條件應(yīng)為： 室內(nèi)環(huán)境溫度：Tin=20 室外環(huán)境溫度：Tout=-10或-20 室內(nèi)相對(duì)濕度：RH=30%、50%、70% 室外風(fēng)速：V=4m/s9、計(jì)算框的太陽能總透射比gf應(yīng)使用下列邊界條件 qin=* I

4、s qin：通過框傳向室內(nèi)的凈熱流（W/m2） ：框表面太陽輻射吸收系數(shù) Is：太陽輻射照度(Is=500W/m2)10、設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí)，門窗框或幕墻框與墻的連接界面應(yīng)作為絕熱邊界條件處理11、整窗截面的幾何描述 整窗應(yīng)根據(jù)框截面的不同對(duì)窗框分段，有多少個(gè)不同的框截面就應(yīng)計(jì)算多少個(gè)不同的框傳熱系數(shù)和對(duì)應(yīng)的框和玻璃接縫線傳熱系數(shù)。兩條框相交處的傳熱不作三維傳熱現(xiàn)象考慮。 如上圖所示的窗，應(yīng)計(jì)算1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6、7-7七個(gè)框段的框傳熱系數(shù)和對(duì)應(yīng)的框和玻璃接縫線傳熱系數(shù)。兩條框相交部分簡(jiǎn)化為其中的一條框來處理。 計(jì)算1-1、2-2、4-

5、4截面的傳熱時(shí)，與墻面相接的邊界作為絕熱邊界處理。 計(jì)算3-3、5-5、6-6截面的傳熱時(shí)，與相鄰框相接的邊界作為絕熱邊界處理。 計(jì)算7-7截面的傳熱時(shí)，框材中心線對(duì)應(yīng)的邊界作為絕熱邊界處理。12、門窗在進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)應(yīng)進(jìn)行如下面積劃分： 窗框面積Af：指從室內(nèi)、外兩側(cè)可視的凸出的框投影面積大者 玻璃面積Ag：室內(nèi)、外側(cè)可見玻璃邊緣圍合面積小者 整窗的總面積At：窗框面積Af與窗玻璃面積Ag(或者是其它鑲嵌板的面積Ap)之和13、玻璃區(qū)域的周長(zhǎng)L是門窗玻璃室內(nèi)、外兩側(cè)的全部可視周長(zhǎng)的之和的較大值14、當(dāng)所用的玻璃為單層玻璃，由于沒有空氣層的影響，不考慮線傳熱，線傳熱系數(shù)=0。15、本系統(tǒng)中給出

6、的所有的數(shù)值全部是窗垂直安裝的情況。計(jì)算傳熱系數(shù)時(shí)，按以下取值: 內(nèi)表面換熱系數(shù)：hi=8W/m2.k 外表面換熱系數(shù)：he=23W/m2.k一、門窗基本信息 地區(qū)類型:夏熱冬冷地區(qū) 所在城市:鹽城大豐市 窗墻面積比范圍:窗墻面積比0.2 門窗朝向:北向 型材廠家:常州創(chuàng)佳 門窗系列:80系列 門窗類型:推拉窗 窗型尺寸: 窗寬W(mm):1500 窗高H(mm):1500 窗型樣式:二、窗框傳熱系數(shù)Uf計(jì)算1、窗框面積計(jì)算： 窗框面積計(jì)算示意圖如下： (1)平開類窗框面積計(jì)算示意圖： (2)推拉類窗框面積計(jì)算示意圖： (3)該門窗的窗框由以下截面組成：序號(hào)窗框名稱窗框類型室內(nèi)投影面積Afi(

7、m2)室內(nèi)表面面積Adi(m2)室外投影面積Afe(m2)室外表面面積Ade(m2)該類型材的傳熱系數(shù)Uf W/(m2.K)1邊框三腔式塑鋼型材0.0780.1470.0780.1471.72中扇框三腔式塑鋼型材0.561.430.560.6281.7(4)窗框室內(nèi)總投影面積Afi(m2) Afi=0.078+0.56 =0.638 (5)窗框室外總投影面積Afe(m2) Afe=0.078+0.56 =0.638 (6)窗框總面積Af(m2) Af=max(Afi,Afe) =max(0.638,0.638) =0.6382、窗框的傳熱系數(shù)計(jì)算(Uf)： 可以通過輸入數(shù)據(jù)，用二維有限元法進(jìn)行

8、數(shù)字計(jì)算，得到窗框的傳熱系數(shù)。在沒有詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果可以應(yīng)用時(shí)，可以按以下方法得到窗的傳熱系數(shù)： 窗框類型：塑鋼型材<四腔式塑鋼型材>窗框材料窗框類型傳熱系數(shù):Uf(W/m2.K)聚氨脂帶有金屬加強(qiáng)筋，凈厚度<=5mm2.8PVC腔體截面從室外到室內(nèi)，單腔結(jié)構(gòu)2.5PVC腔體截面從室外到室內(nèi)，兩腔結(jié)構(gòu)2.2PVC腔體截面從室外到室內(nèi)，三腔結(jié)構(gòu)2.0PVC腔體截面從室外到室內(nèi)，四腔結(jié)構(gòu)1.7PVC腔體截面從室外到室內(nèi)，五腔結(jié)構(gòu)1.5該門窗各窗框傳熱系數(shù)列表：序號(hào)窗框名稱窗框類型窗框投影面積Af(m2)該類型材的傳熱系數(shù)Uf(W/(m2.K)1邊框三腔式塑鋼型材0.0781.72中

9、扇框三腔式塑鋼型材0.561.7三、窗框與玻璃邊緣結(jié)合處的線傳熱系數(shù)計(jì)算()： 窗框與玻璃邊緣結(jié)合處的線傳熱系數(shù)()，主要描述了在窗框、玻璃和間隔層之間交互作用下的附加熱傳遞。線性熱傳遞系數(shù)，主要受間隔層材料傳導(dǎo)率的影響。在沒有精確計(jì)算的情況下，可采用下表數(shù)據(jù)，來估算窗框與玻璃結(jié)合處的線傳導(dǎo)系數(shù)。 窗框與單層玻璃邊緣結(jié)合處的線傳熱系數(shù)很小，計(jì)算時(shí)默認(rèn)為0。各類窗框、中空玻璃的線傳熱系數(shù)窗框材料雙層或三層玻璃未鍍膜充氣或不充氣的中空玻璃雙層LOW-E鍍膜三層采用兩片LOW-E鍍膜充氣或不充氣的中空玻璃塑料窗框0.040.06帶熱斷橋的鋁合金窗框0.060.08無熱斷橋的鋁合金窗框00.02注意：

10、這些數(shù)據(jù)用來計(jì)算低輻射的中空玻璃，即：Ug<=1.3W/(m2.K)各玻璃板塊查詢上表后，各玻璃板塊的線傳熱系數(shù)如下：序號(hào)玻璃板塊名稱窗框類型玻璃塊板類型第一層玻璃第二層玻璃第三層玻璃玻璃邊緣長(zhǎng)度(m)線傳熱系數(shù)(W/m.K)1玻璃板塊1塑料窗框雙層玻璃普通玻璃普通玻璃7.560.04(玻璃排列順序由室外到室內(nèi)，分別為第一層、第二層、第三層)四、玻璃傳熱系數(shù)(Ug)計(jì)算： 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 附錄C1、<玻璃板塊1>的傳熱系數(shù)計(jì)算： 1)<玻璃板塊1>基本信息： 玻璃板塊面積：1.534(m2)： 玻璃板塊類型：雙層玻璃 第一層玻璃種類

11、：普通玻璃 第一層玻璃厚度：5(mm) 第一層校正發(fā)射率：0.837 第一氣體層氣體類型：空氣 第一氣體層氣體厚度：12 第二層玻璃種類：普通玻璃 第二層玻璃厚度：5(mm) 第二層校正發(fā)射率：0.837 2)<中空玻璃間隔層氣體：空氣>普朗特準(zhǔn)數(shù)Pr計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：Pr=*/ 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-8 氣體的動(dòng)態(tài)粘度：0.00001711kg/(ms) 氣體的比熱：1008J/(kg.K) 氣體的熱導(dǎo)率：0.02416W/(m.K) 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 表D.0.3 Pr=*/ =0.00001711*1008/

12、0.02416 =0.714 3)<中空玻璃間隔層氣體：空氣>格爾曉夫數(shù)Gr計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：Gr=9.81*S3*T*2/(Tm*2) 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-7 氣體的動(dòng)態(tài)粘度：0.00001711kg/(ms) 氣體的密度：1.277kg/m3 氣體平均絕對(duì)溫度Tm：283K 氣體的間隙前后玻璃表面的溫度差T：15K 氣體的間隔層厚度s：0.009m 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 表D.0.3及C.0.5 Gr=9.81*S3*T*2/(Tm*2) =9.81*0.0093*15*1.2772/(283*0.0000171

13、12) =2111.461 4)<中空玻璃間隔層氣體：空氣>努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：Nu=A*(Gr*Pr)n 格爾曉夫準(zhǔn)數(shù)Gr：2111.461 普朗特準(zhǔn)數(shù)Pr：0.714 A和n是常數(shù)：垂直空間，A=0.035，n=0.38；水平空間，A=0.16，n=0.28；傾斜45度，A=0.1，n=0.31； (門窗按垂直空間計(jì)算) 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-6 Nu=A*(Gr*Pr)n =0.035*(2111.461*0.714)0.38 =0.565 由于：Nu=1<1 所以，努塞爾準(zhǔn)數(shù)取1。即：Nu=1 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程

14、JGJ113-2003 C.0.2-6 5)<中空玻璃間隔層氣體：空氣>氣體導(dǎo)熱系數(shù)hg計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：hg=Nu*(/s) 努塞爾準(zhǔn)數(shù)Nu：1 氣體的熱導(dǎo)率：0.02416W/(m.K) 氣體的間隔層厚度s：0.012m 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-5 hg=Nu*(/s) =1*(0.02416/0.012) =2.013 6)<中空玻璃間隔層氣體：空氣>氣體輻射導(dǎo)熱系數(shù)hr計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：hr=4*(1/1+1/2-1)-1*Tm3 斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù)：5.67*10-8 間隔層中兩表面在平均絕對(duì)溫度Tm下的校正發(fā)射率1、2：

15、 1：0.837 2：0.837 平均絕對(duì)溫度Tm：283K 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-4 hr=4*(1/1+1/2-1)-1*Tm3 =4*5.67*10-8*(1/0.837+1/0.837-1)-1*2833 =3.7 7)<中空玻璃間隔層氣體：空氣>氣體間隔層的導(dǎo)熱率hs計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：hs=hg+hr 氣體輻射導(dǎo)熱系數(shù)hr：3.7 氣體導(dǎo)熱系數(shù)hg：2.013 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-3 hs=hg+hr =2.013+3.7 =5.713 8)<玻璃板塊1>多層玻璃系統(tǒng)的內(nèi)部傳熱系數(shù)計(jì)

16、算： 計(jì)算依據(jù)：1/ht=1/hs+dm*rm 氣體間隔層的導(dǎo)熱率hs：5.713 第一層玻璃的厚度dm：0.005m 第二層玻璃的厚度dm：0.005m 玻璃的熱阻rm：1m.K/W 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-2 1/ht=1/hs+dm*rm =1/5.713+0.005*1.0+0.005*1.0 =0.185 多層玻璃系統(tǒng)的內(nèi)部傳熱系數(shù)ht=5.405 9)<玻璃板塊1>玻璃傳熱系數(shù)計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：1/U=1/he+1/ht+1/hi 玻璃的室外表面換熱系數(shù)he：23.0 玻璃的室內(nèi)表面換熱系數(shù)hi：8.0 多層玻璃系統(tǒng)的內(nèi)部傳熱系數(shù)ht

17、：5.405 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003 C.0.2-1 1/U=1/he+1/ht+1/hi =1/23.0+1/5.405+1/8.0 =0.354 <玻璃板塊1>的傳熱系數(shù)Ug=2.825W/(m2.K)五、整窗傳熱系數(shù)計(jì)算(Ut)：1、整窗面積計(jì)算(At)： At=Ag+Af 窗框面積Af=0.078+0.56=0.638m2 玻璃面積：Ag=1.534m2 At=Af+Ag =0.638+1.534 =2.1722、整窗傳熱系數(shù)計(jì)算(Ut)： Ut=(Ag*Ug+Af*Uf+l*)/At 各玻璃塊板的面積：Ag(m2) 各玻璃塊板的傳熱系數(shù)：Ug(W/

18、m2.K) 各窗框的面積：Af(m2) 各窗框的傳熱系數(shù)：Uf(W/m2.K) 各玻璃塊板與窗框相結(jié)合邊緣的周長(zhǎng)：l(m) 各玻璃塊板與窗框相結(jié)合邊緣的傳熱系數(shù)：(W/m2.K) Ut=(Ag*Ug+Af*Uf+l*)/At =(0.078*1.7+0.56*1.7 +1.534*2.825 +7.56*0.04)/2.172 =2.634 該門窗整窗傳熱系數(shù)2.634<=該門窗的允許整窗傳熱系數(shù)=4.7。該門窗的整窗傳熱性能滿足要求。六、太陽能透射比(gt)、遮陽系數(shù)(Sc)計(jì)算： 太陽能透射比是指：通過門窗構(gòu)件成為室內(nèi)得熱量的太陽輻射，與投射到門窗構(gòu)件上的太陽輻射的比值。成為室內(nèi)得熱

19、量的太陽輻射部分包括：直接的太陽能透射得熱和被構(gòu)件吸收的太陽輻射再經(jīng)傳熱進(jìn)入室內(nèi)的得熱。1、窗框的太陽能透射比(gf)計(jì)算：1)<邊框>的太陽能透射比(gf)計(jì)算： 窗框表面太陽輻射吸收系數(shù)f：0.4 窗框的傳熱系數(shù)Uf：1.7W/m2.K 窗框的外表面積Asurf：0.147m2 窗框的外投影面積Af：0.078m2 窗框的外表面換熱系數(shù)hout：19W/m2.K gf=f*Uf/(Asurf/Af*hout) =0.4*1.7/(0.147/0.078*19) =0.0192)<中扇框>的太陽能透射比(gf)計(jì)算： 窗框表面太陽輻射吸收系數(shù)f：0.4 窗框的傳熱系數(shù)

20、Uf：1.7W/m2.K 窗框的外表面積Asurf：0.628m2 窗框的外投影面積Af：0.56m2 窗框的外表面換熱系數(shù)hout：19W/m2.K gf=f*Uf/(Asurf/Af*hout) =0.4*1.7/(0.628/0.56*19) =0.0322、玻璃區(qū)域的太陽能透射比(gg)： 玻璃區(qū)域的太陽能透射比gg：取近似值0.8003、太陽能總透射比(gt)計(jì)算： 各玻璃板塊的面積：agm2 各玻璃板塊的太陽能透射比：gg 各窗框外表面投影面積：afm2 各窗框的太陽能透射比：gf gt=(Af*gf+Ag*gg)/At =(0.078*0.019+0.56*0.032 +1.534*0.800)/2.172 =0.5744、整窗遮陽系數(shù)(Sc)計(jì)算： 整窗遮陽系數(shù)：整窗太陽能總透射比與標(biāo)準(zhǔn)3mm厚透明玻璃的太陽能總透射比的比值。 0.889是：標(biāo)準(zhǔn)3mm厚透明玻璃的太陽能總透射比理論值 Sd=gt/0.889 =0.574/0.889 =0.646 七、可見光透射比(t)計(jì)算： 標(biāo)準(zhǔn)光源透過門窗構(gòu)件成為室內(nèi)的人眼可見光與投射到門窗構(gòu)件上的人眼可見光，采用人眼視見函數(shù)加權(quán)的比值。 各玻璃板塊的面積：Ag(m2) 門窗總面積：At(m2) 玻璃可見光透射比：v為0.800 t=(Ag*v)/At =(1.534*0.800)/2.172 =0.565八、結(jié)露