建筑門(mén)窗熱功性能計(jì)算書(shū)

1、建筑門(mén)窗熱功性能計(jì)算書(shū)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(mén)窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程（征求意見(jiàn)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(mén)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(mén)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(yáng)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(jiàn)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(yáng)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(yáng)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(yáng)系數(shù)、太陽(yáng)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(yáng)能總透射比gf應(yīng)使用下列邊界條件 qin=* I

4、s qin：通過(guò)框傳向室內(nèi)的凈熱流（W/m2） ：框表面太陽(yáng)輻射吸收系數(shù) Is：太陽(yáng)輻射照度(Is=500W/m2)10、設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)建筑門(mén)窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí)，門(mén)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(lái)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(mén)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(jiàn)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(mén)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(méi)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(mén)窗基本信息 地區(qū)類(lèi)型:寒冷地區(qū) 所在城市:濟(jì)南 窗墻面積比范圍:0.2窗墻面積比0.3 建筑物型系數(shù):0.3體型系數(shù)0.4 門(mén)窗朝向:東、南、西向 型材廠家:虎標(biāo)鋁材 門(mén)窗系列:52 門(mén)窗類(lèi)型:平開(kāi)窗 窗型尺寸: 窗寬W(mm):1800 窗高H(mm):1800 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(kāi)類(lèi)窗框面積計(jì)算示意圖： (2)推拉類(lèi)窗框面積計(jì)算示意圖： (3)該門(mén)窗的窗框由以下截面組成：序號(hào)

7、窗框名稱窗框類(lèi)型室內(nèi)投影面積Afi(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)隔熱橋?qū)?yīng)的鋁合金截面之間的最小距離dmm1窗框1穿條式隔熱鋁窗框0.4020.4020.5020.5027.52窗框2穿條式隔熱鋁窗框0.4020.4020.5020.5027.5 (4)窗框室內(nèi)總投影面積Afi(m2)Afi=0.402+0.402 =0.804 (5)窗框室外總投影面積Afe(m2) Afe=0.502+0.502 =1.004 (6)窗框總面積Af(m2) Af=max(Afi,Afe) =max(0.804,1.004) =1.0042、窗框的傳熱系

8、數(shù)計(jì)算(Uf)： 可以通過(guò)輸入數(shù)據(jù)，用二維有限元法進(jìn)行數(shù)字計(jì)算，得到窗框的傳熱系數(shù)。在沒(méi)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(lèi)型：穿條式隔熱鋁合金 (1)穿條式隔熱的鋁合金框，相對(duì)應(yīng)金屬框之的最小距離d(mm)，示意圖：注意：1)采用導(dǎo)熱系數(shù)=0.3(w/m.k)的隔熱條 2)隔熱條總寬度b1+b2+b3+b4=0.2*bf(窗框?qū)? (2)穿條式隔熱的鋁合金框的Uf0數(shù)值，根據(jù)“相對(duì)應(yīng)金屬框之間的最小距離d(mm)”，從下圖的粗線中選?。?(3)窗框傳熱系數(shù)計(jì)算： 1)傳熱系數(shù)計(jì)算： 1.1)隔熱條相對(duì)應(yīng)的金屬框之間的最小距離d=7.5(mm) 從上圖中查出Uf

9、0=3.588(W/m2.K) 1.2)窗框熱阻Rf計(jì)算： Rf=1/Uf0 - 0.17 =1/3.588 - 0.17 =0.109(m2K/W) 1.3)窗框傳熱系數(shù)計(jì)算： 窗框的室內(nèi)投影面積：Af,i=0.402(平方米) 窗框的室內(nèi)表面面積：Ad,i=0.402(平方米) 窗框的室外投影面積：Af,e=0.502(平方米) 窗框的室外表面面積：Ad,e=0.502(平方米) 窗框熱阻：Rf=3.588m2.K 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 Uf=1/(Af,i/(hi*Ad,i)+Rf+Af,e/(he*Ad,e) =1/(0.402/

10、(8*0.402)+0.109+0.502/(23*0.502) =3.604(W/m2.K) 2)傳熱系數(shù)計(jì)算： 2.1)隔熱條相對(duì)應(yīng)的金屬框之間的最小距離d=7.5(mm) 從上圖中查出Uf0=3.588(W/m2.K) 2.2)窗框熱阻Rf計(jì)算： Rf=1/Uf0 - 0.17 =1/3.588 - 0.17 =0.109(m2K/W) 2.3)窗框傳熱系數(shù)計(jì)算： 窗框的室內(nèi)投影面積：Af,i=0.402(平方米) 窗框的室內(nèi)表面面積：Ad,i=0.402(平方米) 窗框的室外投影面積：Af,e=0.502(平方米) 窗框的室外表面面積：Ad,e=0.502(平方米) 窗框熱阻：Rf=3

11、.588m2.K 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 Uf=1/(Af,i/(hi*Ad,i)+Rf+Af,e/(he*Ad,e) =1/(0.402/(8*0.402)+0.109+0.502/(23*0.502) =3.604(W/m2.K)該門(mén)窗各窗框傳熱系數(shù)列表：序號(hào)窗框名稱窗框類(lèi)型窗框投影面積Af(m2)該類(lèi)型材的傳熱系數(shù)Uf(W/(m2.K)1窗框1穿條式隔熱鋁窗框0.5023.6042窗框2穿條式隔熱鋁窗框0.5023.604三、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

12、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(méi)有精確計(jì)算的情況下，可采用下表數(shù)據(jù)，來(lái)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(lèi)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(wú)熱斷橋的鋁合金窗框00.02注意：這些數(shù)據(jù)用來(lái)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(lèi)型玻璃塊

13、板類(lèi)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隔熱鋁合金窗框雙層玻璃普通玻璃普通玻璃11.6060.06(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、的傳熱系數(shù)計(jì)算： 1)基本信息： 玻璃板塊面積：2.745(m2)： 玻璃板塊類(lèi)型：雙層玻璃 第一層玻璃種類(lèi)：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(lèi)型：空氣 第一氣體層氣體厚度：9 第二層玻璃種類(lèi)：普通玻璃 第二層玻璃厚度：5(mm) 第二層校正發(fā)射率：0.

14、837 2)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*1008/0.02416 =0.714 3)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：

15、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*0.000017112) =2111.461 4)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

16、.31； (門(mén)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=11 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JGJ113-2003 C.0.2-6 5)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：0.009m 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*(0.02416/0.009) =2

17、.684 6)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： 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)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：2.684 按照建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)

18、程JGJ113-2003 C.0.2-3 hs=hg+hr =2.684+3.7 =6.384 8)多層玻璃系統(tǒng)的內(nèi)部傳熱系數(shù)計(jì)算： 計(jì)算依據(jù)：1/ht=1/hs+dm*rm 氣體間隔層的導(dǎo)熱率hs：6.384 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 =1/6.384+0.005*1.0+0.005*1.0 =0.167 多層玻璃系統(tǒng)的內(nèi)部傳熱系數(shù)ht=5.988 9)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

19、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：5.988 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+1/5.988+1/8.0 =0.335 的傳熱系數(shù)Ug=2.985W/(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=0.502+0.502=1.004m2 玻璃面積：Ag=2.745m2 At=Af+Ag =1.004+2.745 =3.7492、整窗傳熱系數(shù)計(jì)算(Ut)： Ut=(Ag*Ug+Af*Uf+

20、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/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 =(0.502*3.604+0.502*3.604 +2.745*2.985 +11.606*0.06)/3.749 =3.337 該門(mén)窗整窗傳熱系數(shù)3.337該門(mén)窗的允許整窗傳熱系數(shù)=3.5。該門(mén)窗的整窗傳熱性滿足要求。六、太陽(yáng)能透射比(gt)、遮陽(yáng)系數(shù)(Sc)計(jì)算： 太陽(yáng)能透射比是指：通過(guò)門(mén)

21、窗構(gòu)件成為室內(nèi)得熱量的太陽(yáng)輻射，與投射到門(mén)窗構(gòu)件上的太陽(yáng)輻射的比值。成為室內(nèi)得熱量的太陽(yáng)輻射部分包括：直接的太陽(yáng)能透射得熱和被構(gòu)件吸收的太陽(yáng)輻射再經(jīng)傳熱進(jìn)入室內(nèi)的得熱。1、窗框的太陽(yáng)能透射比(gf)計(jì)算：1)的太陽(yáng)能透射比(gf)計(jì)算： 窗框表面太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)f：0.4 窗框的傳熱系數(shù)Uf：3.604W/m2.K 窗框的外表面積Asurf：0.502m2 窗框的外投影面積Af：0.502m2 窗框的外表面換熱系數(shù)hout：19W/m2.K gf=f*Uf/(Asurf/Af*hout) =0.4*3.604/(0.502/0.502*19) =0.0762)的太陽(yáng)能透射比(gf)計(jì)算： 窗框

22、表面太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)f：0.4 窗框的傳熱系數(shù)Uf：3.604W/m2.K 窗框的外表面積Asurf：0.502m2 窗框的外投影面積Af：0.502m2 窗框的外表面換熱系數(shù)hout：19W/m2.K gf=f*Uf/(Asurf/Af*hout) =0.4*3.604/(0.502/0.502*19) =0.0762、玻璃區(qū)域的太陽(yáng)能透射比(gg)： 玻璃區(qū)域的太陽(yáng)能透射比gg：取近似值0.8003、太陽(yáng)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(yáng)能透射比：gg 各窗框外表面投影面積：afm2 各窗框的太陽(yáng)能透射比：gf gt=(Af*gf+Ag*gg)/At =(0.502*0.076+0.502*0.076 +2.745*0.800)/3.749 =0.6064、整窗遮陽(yáng)系數(shù)(Sc)計(jì)算： 整窗遮陽(yáng)系數(shù)：整窗太陽(yáng)能總透射比與標(biāo)準(zhǔn)3mm厚透明玻璃的太陽(yáng)能總透射比的比值。 0.889是：標(biāo)準(zhǔn)3mm厚透明玻璃的太陽(yáng)能總透射比理論值 Sd=gt/0.889 =0.606/0.889 =0.682 該類(lèi)地區(qū)門(mén)窗的遮陽(yáng)系數(shù)不做要求。七、可見(jiàn)光透射比(t)計(jì)算： 標(biāo)準(zhǔn)光源透過(guò)門(mén)窗構(gòu)件成為室內(nèi)的人眼可見(jiàn)光與投射到門(mén)窗構(gòu)件上的人眼可見(jiàn)光，采用人眼視見(jiàn)函數(shù)加權(quán)的比值。 各玻