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文檔簡介
/建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程(征求看法稿)
1總則
2術(shù)語、符號(hào)
3基本規(guī)定
4玻璃光學(xué)熱工性能
5框的傳熱計(jì)算
6空氣層傳熱計(jì)算
7整窗熱工性能計(jì)算
8建筑幕墻熱工計(jì)算
9遮陽系統(tǒng)計(jì)算
10結(jié)露計(jì)算
附錄1總則為在建筑門窗、玻璃幕墻工程中貫徹執(zhí)行國家的建筑節(jié)能政策,使門窗、玻璃幕墻工程的節(jié)能設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理,便利進(jìn)行門窗、玻璃幕墻產(chǎn)品的節(jié)能性能評(píng)價(jià),制定本規(guī)程。本規(guī)程適用于建筑工程中作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)運(yùn)用的建筑外門窗、玻璃幕墻的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見光透射比、結(jié)露性能的計(jì)算。本規(guī)程是參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO15099、ISO10077、ISO10211等系列標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我國現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的。本規(guī)程所計(jì)算的傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)是在建筑門窗、玻璃幕墻空氣滲透量為零的狀況下、接受穩(wěn)態(tài)傳熱計(jì)算得到的,實(shí)際運(yùn)用時(shí)應(yīng)考慮空氣滲透對(duì)熱工性能和節(jié)能計(jì)算的影響。實(shí)際工程所用建筑門窗、玻璃幕墻的室內(nèi)外熱工計(jì)算條件應(yīng)符合相應(yīng)的建筑熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。建筑門窗、玻璃幕墻所用材料的熱工計(jì)算參數(shù)除運(yùn)用本規(guī)程給出的參數(shù)外,還應(yīng)符合其它強(qiáng)制性的熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。實(shí)際工程中所運(yùn)用材料的熱工參數(shù)應(yīng)依據(jù)相應(yīng)材料的實(shí)際參數(shù)選取。2術(shù)語、符號(hào)2.1術(shù)語
2.1.1夏季標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件standardsummerenvironmentalcondition用于門窗或幕墻產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能評(píng)價(jià)熱工性能參數(shù)計(jì)算的夏季標(biāo)準(zhǔn)熱工計(jì)算環(huán)境條件。2.1.2冬季標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件standardwinterenvironmentalcondition用于門窗或幕墻產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能評(píng)價(jià)熱工性能參數(shù)計(jì)算的冬季標(biāo)準(zhǔn)熱工計(jì)算環(huán)境條件。2.1.3傳熱系數(shù)(U)thermaltransmittance門窗或幕墻兩側(cè)環(huán)境溫度差為1℃時(shí),在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量。2.1.4太陽能總透射比(g)totalsolarenergytransmittance通過門窗或幕墻構(gòu)件成為室內(nèi)得熱量的太陽輻射和投射到門窗或幕墻構(gòu)件上的太陽輻射的比值。成為室內(nèi)得熱量的太陽輻射部分包括干脆的太陽能透射得熱和被構(gòu)件吸取的太陽輻射再經(jīng)傳熱進(jìn)入室內(nèi)的得熱。2.1.5遮陽系數(shù)(SC)shadingcoefficient在給定條件下,太陽輻射透過外窗或幕墻所形成的室內(nèi)得熱量,和相同條件下透過相同面積的標(biāo)準(zhǔn)玻璃(3mm厚透亮玻璃)所形成的太陽輻射得熱量之比。2.1.6可見光透射比visibletransmittance標(biāo)準(zhǔn)光源透過門窗或幕墻構(gòu)件成為室內(nèi)的人眼可見光和投射到門窗或幕墻構(gòu)件上的人眼可見光,接受人眼視見函數(shù)加權(quán)的比值。2.1.7可視部分visionarea太陽直射光入射后,其干脆透射主要為直射透射的門窗或幕墻部分。2.1.8露點(diǎn)溫度dewpointtemperatures在恒定壓力、恒定的水蒸氣含量條件下,當(dāng)空氣發(fā)生飽和水蒸氣狀態(tài)時(shí)(相對(duì)濕度等于100%,在物體表面有水氣凝合時(shí))的溫度。
2.2符號(hào)2.2.1本規(guī)程接受如下符號(hào):A——面積,m2;A——高寬比Ai——第i層空腔吸取的太陽能cp——常壓下的比熱容d——厚度,m;S(λ)——標(biāo)準(zhǔn)太陽輻射光譜函數(shù)D(λ)——標(biāo)準(zhǔn)光源(CIED65,ISO10526)光譜函數(shù)g——太陽能總透射比g——重力加速度h——表面換熱系數(shù),W/m2·K;H——空氣間層高度,m;——在第i層和第i+1層玻璃層之間向外的輻射照度,W/m2;——在第i層和第i+1層玻璃層之間向內(nèi)的輻射照度,W/m2;I——太陽輻射照度,W/m2;J——輻射強(qiáng)度,W/m2;L——玻璃系統(tǒng)空氣間層長度,m;L2D——二維傳熱計(jì)算的截面線傳熱系數(shù),W/(m.K);l——長度,m;N——玻璃層數(shù)加2;——摩爾質(zhì)量,mol;——努塞爾數(shù)(Nusseltnumber);P——壓力,Pa;Q——熱流量,W;q——熱流密度,W/m2;——?dú)怏w常數(shù),J/(kmol·K);R——熱阻,m2·K/W;——瑞利數(shù)(Rayleighnumber);——基于長度x的瑞利數(shù)(Rayleighnumber);Si——第i層玻璃吸取的太陽輻射,W/m2;t——厚度,m;——框內(nèi)空腔垂直于熱流的最大尺寸,m;T——溫度,K;T10——抗結(jié)露性能評(píng)價(jià)指標(biāo);u——鄰近表面的氣流速度,m/s;U——傳熱系數(shù),W/m2·K;V——窗或幕墻旁邊自由流流速,或某個(gè)部位的平均氣流速度,m/s;V(λ)——視見函數(shù)(ISO/CIE10527);α——太陽輻射吸取系數(shù);β——填充氣體熱膨脹系數(shù),K-1;ε——半球放射率;σ——斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù),5.67×10-8W/m2.K4;λ——導(dǎo)熱系數(shù),W/m·K;μ——流體運(yùn)動(dòng)粘度,g/m·s;ψ——線傳熱系數(shù),W/m·K;ρ——密度,kg/m3;ρ——反射系數(shù);τ——透射系數(shù);2.2.2本規(guī)程的符號(hào)接受以下注腳:表2.2.2注腳注腳名稱ave平均air空氣bot底部b背面B遮陽簾(百葉、織物簾)c對(duì)流cg玻璃中心cold冷側(cè)條件crit臨界dif散射dir直射eff有效的,等效的eq相等的f前面或框g玻璃或透亮部分h熱h水平hot熱側(cè)條件in室內(nèi),或空氣間層的入口m平均值mix混合物n環(huán)境ne室外環(huán)境ni室內(nèi)環(huán)境out室外,或空氣間層的出口p平板r輻射或放射red長波(遠(yuǎn)紅外)輻射s太陽、源頭或表面surf表面t全部top頂部V垂直x距離3基本規(guī)定3.1計(jì)算環(huán)境邊界條件設(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),所接受的環(huán)境邊界條件應(yīng)統(tǒng)一接受本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)算條件。計(jì)算實(shí)際工程所用的建筑門窗和玻璃幕墻熱工性能所接受的邊界條件應(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)。各種狀況下都應(yīng)選用下列光譜:
S(λ):標(biāo)準(zhǔn)太陽輻射光譜函數(shù)(ISO9845-1);
D(λ):標(biāo)準(zhǔn)光源光譜函數(shù)(CIED65,ISO10526);
R(λ):視見函數(shù)(ISO/CIE10527)。冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件應(yīng)為:
Tin=20℃
Tout=0℃
hc,in=3.6W/m2.K
hc,out=20W/m2.K
Trm=Tout
Is=300W/m23.1.5夏季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件應(yīng)為:
Tin=25℃
Tout=30℃
hc,in=2.5W/m2.K
hc,out=16W/m2.K
Trm=Tout
Is=500W/m2計(jì)算傳熱系數(shù)應(yīng)接受冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件,并取Is=0W/m2。計(jì)算遮陽系數(shù)、太陽能總透射比應(yīng)接受夏季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件,并取Tout=25℃??菇Y(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:20℃;
室外環(huán)境溫度:-10℃,-20℃;
室內(nèi)相對(duì)濕度:30%、50%、70%;
室外風(fēng)速:4m/s。計(jì)算框的太陽能總透射比gf應(yīng)運(yùn)用下列邊界條件:
(3.1.7)
式中:——框表面太陽輻射吸取系數(shù);
Is——太陽輻射照度。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),門窗框或幕墻框和墻的連接界面應(yīng)作為絕熱邊界條件處理。
3.2對(duì)流換熱計(jì)算
當(dāng)室內(nèi)氣流速度足夠?。ㄐ∮?.3m/s)時(shí),內(nèi)表面的對(duì)流換熱應(yīng)按自然對(duì)流換熱計(jì)算;當(dāng)氣流速度大于0.3m/s時(shí),應(yīng)按強(qiáng)迫對(duì)流和混合對(duì)流計(jì)算。
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),門窗或幕墻室內(nèi)表面的對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)符合3.1節(jié)的規(guī)定。內(nèi)表面的對(duì)流熱換熱按自然對(duì)流計(jì)算時(shí),自然對(duì)流換熱系數(shù)hc,in應(yīng)依據(jù)努賽爾數(shù)(Nusseltnumber)Nu的值確定,并按下式計(jì)算:
(3.2.2-1)
式中:λ——空氣導(dǎo)熱系數(shù);
H——窗高。
努賽爾數(shù)Nu是基于窗高H的雷利數(shù)RaH的函數(shù),雷利數(shù)RaH由下式表示:
(3.2.2-2)
式中:Tm.f為平均氣流溫度,用下式表示:
(3.2.2-3)
努賽爾數(shù)Nu的值應(yīng)是表面傾斜角度θ(規(guī)定見圖)的函數(shù),當(dāng)室內(nèi)溫度高于門窗內(nèi)表面溫度(即Tin>Tb,n)時(shí),努賽爾數(shù)Nu的值可接受以下各式計(jì)算:
1)傾斜角度θ由0°到15°(0°≤θ<15°):
(3.2.2-4)
2)傾斜角度θ由15°到90°(15°≤θ≤90°):
(3.2.2-5)
(3.2.2-6)
θ接受度(°)(3.2.2-7)
3)傾斜角度θ由90°到179°(90°〈θ≤179°〉:
(3.2.2-8)
4)傾斜角度θ由179°到180°(179°<θ≤180°):
(3.2.2-9)
當(dāng)室內(nèi)溫度低于門窗內(nèi)表面溫度(Tin<Tb,n)時(shí),傾斜角度θ應(yīng)以180°-θ代替θ進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際工程中,當(dāng)內(nèi)表面有較高速度氣流時(shí),室內(nèi)對(duì)流換熱按強(qiáng)制對(duì)流計(jì)算。門窗內(nèi)側(cè)強(qiáng)制對(duì)流用下列關(guān)系式計(jì)算(ISO6946)。
(3.2.3)
式中:VS——門窗壁面旁邊的氣流速度,m/s。外表面對(duì)流換熱應(yīng)按強(qiáng)制對(duì)流換熱計(jì)算。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),門窗或幕墻室外表面的對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)符合3.1節(jié)的規(guī)定。當(dāng)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)實(shí)際工程用產(chǎn)品性能計(jì)算時(shí),外表面對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)用下列關(guān)系式計(jì)算:
(3.2.5)
式中:VS——門窗壁面旁邊的氣流速度,m/s。當(dāng)進(jìn)行建筑的全年能耗計(jì)算時(shí),門窗或幕墻構(gòu)件外表面對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)用下列關(guān)系式計(jì)算:
(3.2.6)門窗、幕墻旁邊的風(fēng)速應(yīng)依據(jù)門窗、幕墻的朝向和吹向建筑的風(fēng)向和風(fēng)速確定。
1假如門窗所在的建筑表面是迎風(fēng)的,VS應(yīng)按下式計(jì)算:
;V>2;m/s(3.2.7-1)
;V≤2;m/s(3.2.7-2)
式中:V——在開闊地上測出的風(fēng)速。
2假如門窗所在的建筑表面為背風(fēng)時(shí),VS應(yīng)按下式計(jì)算:
m/s(3.2.7-3)
3為了確定表面是迎風(fēng)的還是背風(fēng)的,要計(jì)算相對(duì)于墻面的風(fēng)向γ(見圖)
(3.2.7-4)
假如,則;
假如,表面為迎風(fēng)向,否則表面為背風(fēng)向。
式中:——風(fēng)向(由北朝順時(shí)針測量的角度,見圖);
——墻的方位(由南向西為正,反之為負(fù),見圖);
n——墻的法向方向;
N——北向;
S——南向。圖3.2.7確定風(fēng)向和墻的方位示意圖當(dāng)外表面風(fēng)速較低時(shí),外表面自然對(duì)流換熱系數(shù),用努賽爾數(shù)來確定。
(3.2.8-1)
式中:λ——空氣的導(dǎo)熱系數(shù);
H——空腔高度。
努賽爾數(shù)Nu是雷利數(shù)RaH和空腔高度H的函數(shù),雷利數(shù)RaH應(yīng)由下式確定:
(3.2.8-2)
依據(jù)平均氣流溫度,評(píng)價(jià)各種流體性質(zhì)。
(3.2.8-3)
式中:Tout——室外空氣溫度;
Ts,out——幕墻門窗外表面溫度。
外表面對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算和3.2.2內(nèi)表面計(jì)算相同,傾角θ應(yīng)由補(bǔ)角(180°-θ)代替。
3.3長波輻射換熱
室外平均輻射溫度的取值應(yīng)分為兩種應(yīng)用條件:實(shí)際工程條件和用于建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。對(duì)于實(shí)際工程計(jì)算條件,應(yīng)由室外平均輻射溫度求得室外輻射照度:
(3.3.2-1)
室外平均輻射溫度定義為:
(3.3.2-2)
式中:、——門窗系統(tǒng)相對(duì)地面(即水平線以下區(qū)域)和天空的角系數(shù);
——晴空的比例系數(shù)。
門窗系統(tǒng)相對(duì)地面、天空的角系數(shù)、晴空的比例系數(shù)由下式計(jì)算:
(3.3.2-3)
(3.3.2-4)
式中:θ——門窗系統(tǒng)對(duì)地面的傾斜角度。
當(dāng)已知晴空輻射照度()時(shí),應(yīng)干脆按下列公式計(jì)算:
(3.3.2-5)
(3.3.2-6)
(3.3.2-7)室內(nèi)輻射照度定義應(yīng)為:
(3.3.3-1)
門窗內(nèi)表面可認(rèn)為僅受到室內(nèi)表面的輻射,墻壁和樓板可作為在室內(nèi)溫度中的大平面。室內(nèi)輻射照度為:
(3.3.3-2)內(nèi)表面計(jì)算時(shí),可用下列公式簡化計(jì)算玻璃部分和框部分表面輻射熱傳遞:
(3.3.4-1)
(3.3.4-2)
式中:Trm,in——室內(nèi)輻射溫度;
Ts,in——室內(nèi)玻璃面或框表面溫度;
εs,in——玻璃面或框材料室內(nèi)表面半球放射率。
計(jì)算建筑門窗、幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí),門窗或幕墻室內(nèi)表面的輻射換熱系數(shù)應(yīng)接受下式計(jì)算:
(3.3.4-3)進(jìn)行外表面計(jì)算時(shí),可用下面的公式簡化玻璃面上和框表面上的輻射傳熱計(jì)算。
(3.3.5-1)
(3.3.5-2)
式中:Trm,out——室外輻射溫度;
Ts,out——室外玻璃面或框表面溫度;
εs,out——玻璃面或框材料室外表面半球放射率。
計(jì)算建筑門窗、幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí),門窗或幕墻室外表面的輻射換熱系數(shù)應(yīng)接受下式計(jì)算:
(3.3.5-3)
3.4綜合對(duì)流和輻射換熱外表面或內(nèi)表面的換熱:
(3.4.1-1)
式中:
(3.4.1-2)
——表面溫度;
——環(huán)境溫度,應(yīng)依據(jù)下式計(jì)算:
(3.4.1-3)表面換熱系數(shù)應(yīng)依據(jù)面積用下式修正:
(3.4.2)4玻璃光學(xué)熱工性能4.1單層玻璃的光學(xué)熱工性能計(jì)算4.1.1單層玻璃的光學(xué)、熱工性能應(yīng)依據(jù)單片玻璃的測定光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。
單片玻璃的光譜數(shù)據(jù)應(yīng)包括透射率、前反射率和后反射率,并至少包括280nm~2500nm波長范圍,不同波長段的間隔應(yīng)滿足如下間隔要求:
1波長280~400nm,間隔不宜超過5nm;
2波長400~1000nm,間隔不宜超過10nm;
3波長1000~2500nm,間隔不宜超過50nm。4.1.2單片玻璃的可見光透射比τV應(yīng)按下式計(jì)算:
(4.1.2)
式中:Dλ——光源D65的相對(duì)光譜功率分布;
τ(λ)——玻璃的光譜透射比;
V(λ)——人眼的視見函數(shù)。4.1.3單片玻璃的可見光反射比ρV應(yīng)按下式計(jì)算:
(4.1.3)
式中:ρ(λ)——玻璃的光譜反射比。4.1.4單片玻璃的太陽能干脆透射比τS應(yīng)按下式計(jì)算:
(4.1.4)
式中:τ(λ)——玻璃的光譜透射比;
S(λ)——太陽光譜。4.1.5單片玻璃的太陽能干脆反射比ρS應(yīng)按下式計(jì)算:
(4.1.5)
式中:ρ(λ)——玻璃的光譜反射比。4.1.6單片玻璃的太陽能總透射比,依據(jù)下式計(jì)算:
(4.1.6-1)
式中:hin——玻璃內(nèi)表面換熱系數(shù);
hout——玻璃外表面換熱系數(shù)。
As為單片玻璃的太陽輻射吸取系數(shù),接受下式計(jì)算:
(4.1.6-2)
式中:τs——單片玻璃的太陽能干脆透射比;
ρs——單片玻璃的太陽能干脆反射比。4.1.7單片玻璃的遮陽系數(shù)SCcg應(yīng)按下式計(jì)算:
(4.1.7)
式中:g——太陽能總透射比。
4.2多層玻璃的光學(xué)熱工性能計(jì)算
4.2.1多層玻璃太陽光學(xué)計(jì)算可接受下圖所示模型:圖4.2.1-1玻璃層的吸取率和太陽光透射比
圖中表示一個(gè)具有n層玻璃的玻璃系統(tǒng),將玻璃分為n+1個(gè)氣體間層,最外面為室外環(huán)境i=1,內(nèi)層為室內(nèi)環(huán)境i=n+1。對(duì)于給定的波長λ,玻璃系統(tǒng)的光學(xué)分析應(yīng)考慮在第i-1層和第i層玻璃之間輻射能量和,角標(biāo)“+”和“-”分別表示輻射流向室外和向室內(nèi),如下圖所示。圖4.2.1-2多層玻璃體系中太陽輻射熱的分析
設(shè)定室外只有太陽的輻射,室外和室內(nèi)環(huán)境的對(duì)太陽輻射的反射率均為零,即:
(4.2.1-1)
(4.2.1-2)
當(dāng)i=1時(shí):
(4.2.1-3)
當(dāng)i=n+1時(shí):
(4.2.1-4)
當(dāng)i=2~n時(shí):
i=1至n(4.2.1-5)
i=2至n(4.2.1-6)
利用解線性方程組的方法計(jì)算全部各個(gè)氣體層的I-i(λ)和I+i(λ)的值,傳向室內(nèi)的干脆透射比由下式計(jì)算:
(4.2.1-7)
反射到室外的干脆反射比由下式計(jì)算:
(4.2.1-8)
應(yīng)確定太陽輻射被每層玻璃吸取的部分,這一量值以在第i層的吸取率Ai,S(λ)表示,接受下式計(jì)算:
(4.2.1-9)4.2.2在計(jì)算光學(xué)性能和能耗時(shí),對(duì)應(yīng)λ的S(λ)值列于附表中(分別表示為λj和S(λ)),應(yīng)用插值法求解表中沒有包含的S(λ)值。4.2.3可依據(jù)4.2.1,對(duì)整個(gè)太陽光譜進(jìn)行數(shù)值積分,得到第i層玻璃吸取的太陽輻射熱流密度。
(4.2.3-1)
(4.2.3-2)
式中:——照射到玻璃系統(tǒng)的太陽輻射被第i層玻璃所吸取的部分;4.2.4多層玻璃的可見光透射比的計(jì)算依據(jù)4.2.1,接受4.1.2的公式計(jì)算;可見光反射比的計(jì)算依據(jù)4.2.1,接受4.1.3的公式計(jì)算。4.2.5多層玻璃的太陽能干脆透射比依據(jù)4.2.1,接受4.1.4的公式計(jì)算;太陽能干脆反射比依據(jù)4.2.1,接受4.1.5的公式計(jì)算。
4.3玻璃區(qū)域的傳熱計(jì)算4.3.1玻璃氣體層間的能量平衡可用基本的關(guān)系式表達(dá)如下:
(4.3.1-1)圖4.3.1第層玻璃的能量平衡
式中:Tf,i——第i層玻璃前表面溫度;
Tb,i-1——第i-1層玻璃后表面溫度;
Jf,i——第i層玻璃前表面輻射熱;
Jb,i-1——第i-1層玻璃后表面輻射熱;
在每一層氣體間層中,應(yīng)當(dāng)應(yīng)用以下方程:
(4.3.1-2)
(4.3.1-3)
(4.3.1-4)
(4.3.1-5)
式中:tgl,i——第i層玻璃的厚度;
εb,i——第i層后表面半球放射率;
εf,i——第i層前表面半球放射率;
λgl,i——第i層玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)。
在計(jì)算傳熱系數(shù)時(shí),令太陽輻射,在每層材料均為玻璃的系統(tǒng)中可以接受如下熱平衡方程計(jì)算氣體間層的傳熱:
(4.3.1-6)
式中:hr,i——第i層氣體層的輻射換熱系數(shù),由(4.3.7)式給出。4.3.2玻璃層間充氣空腔的對(duì)流換熱系數(shù)可由無量綱的努賽爾數(shù)確定:
(4.3.2)
式中dg,i——玻璃間層充氣空腔i的厚度;
λg,i——所充氣體的導(dǎo)熱系數(shù);
Nui——通過傾斜空氣層傳熱的試驗(yàn)結(jié)果所計(jì)算的值,Nui為雷利數(shù)Raj、空腔高厚比Ag,i和空腔傾角θ的函數(shù)。
注:在計(jì)算高厚比大的空腔時(shí)應(yīng)考慮玻璃會(huì)發(fā)生彎曲現(xiàn)象對(duì)厚度的增加和削減,發(fā)生彎曲的緣由包括:空腔平均溫度、空氣濕度含量的變更、干燥劑對(duì)氮?dú)獾奈 ⒊涞獨(dú)膺^程中由于海拔高度和天氣變更造成壓力的變更等因素。4.3.3玻璃層間空腔的雷利數(shù)(Rayleigh)可表示為:
(4.3.3-1)
可將填充氣體作志向氣體處理,氣體熱膨脹系數(shù)為:
(4.3.3-2)
式中:——填充氣體的平均溫度,K。
第層充氣空腔的高厚比為:
(4.3.3-3)
式中:H——充氣空腔頂原委的距離,通常應(yīng)和窗的透光區(qū)高度相同。4.3.4在定量計(jì)算通過玻璃層空腔的對(duì)流熱傳遞時(shí),應(yīng)對(duì)應(yīng)于特定的傾角θ值或范圍。作為θ的函數(shù),應(yīng)是假設(shè)空腔從室內(nèi)加熱(即Tf,i>Tb,i-1);若事實(shí)上室外溫度高于室內(nèi)(Tf,I<Tb,i-1=,則要將傾角以180°-θ代替θ。
空腔的努賽爾數(shù)Nui應(yīng)由以下計(jì)算公式確定:
1空腔傾角0≤θ<60°
且(4.3.4-1)
式中:。
2空腔傾角θ=60°
(4.3.4-2)
式中:
3空腔傾角60°<θ<90°
對(duì)于傾角在之間的空腔,對(duì)式(4.3.4-2)和(4.3.4-3)的結(jié)果之間作線性插值。這些公式在以下范圍內(nèi)是有效的:
且
4垂直空腔
(4.3.4-3)
5×104<Ra
104<Ra≤5×104
Ra≤104
5空腔傾角90°到180°
面對(duì)下的窗空腔層應(yīng)用下式公式:
(4.3.4-4)
式中:——由公式(4.3.4-3)給出的垂直空腔的努賽爾數(shù)。4.3.5填充氣體的密度應(yīng)用志向氣體定律計(jì)算:
(4.3.5)
式中:P——?dú)怏w壓力,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下P=101300Pa;
Tm——?dú)怏w的溫度,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Tm=293K;
定壓比熱容cp、運(yùn)動(dòng)粘度μ、導(dǎo)熱系數(shù)λ是溫度的線性函數(shù),附錄給出計(jì)算cp,μ和λ的系數(shù)a和b。4.3.6混合氣體的密度、導(dǎo)熱系數(shù)、粘度和比熱容是各成分相應(yīng)性質(zhì)的函數(shù):
1)摩爾質(zhì)量
(4.3.6-1)
式中:是混合氣體中某一氣體成分的摩爾。
2)密度
(4.3.6-2)
3)比熱容
(4.3.6-3)
式中:
4)粘度
(4.3.6-4)
式中:
5)導(dǎo)熱系數(shù)
(4.3.6-5)
式中:——單原子氣體的導(dǎo)熱系數(shù)
——多原子氣體由于內(nèi)能的散發(fā)所產(chǎn)生的附加能量運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)按以下步驟求?。河?jì)算:
計(jì)算:
式中:——第層填充氣體的導(dǎo)熱系數(shù)。用計(jì)算用計(jì)算4.3.7遠(yuǎn)紅外輻射透射比為“0”的玻璃(或其它板材),氣體間層兩側(cè)玻璃的輻射換熱系數(shù)hr可以接受下式計(jì)算:
(4.3.7)
式中:σ——斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù);
ε1、ε2——?dú)怏w間層中的兩個(gè)玻璃表面在平均確定溫度Tm下的半球放射率;
Tm——?dú)怏w間層中兩個(gè)表面的平均確定溫度,K。4.4玻璃系統(tǒng)的熱工參數(shù)計(jì)算4.4.1計(jì)算玻璃系統(tǒng)的傳熱系數(shù)時(shí),可接受簡潔的模擬環(huán)境條件:僅包括室內(nèi)外溫差,沒有太陽輻射。
(4.4.1-1)
計(jì)算傳熱系數(shù)時(shí)應(yīng)設(shè)定沒有太陽輻射:
(4.4.1-2)
式中:(Is=0)——沒有計(jì)算太陽輻射熱作用,通過門窗傳向室內(nèi)的凈熱流(W/m2);
——室外環(huán)境溫度
——室內(nèi)環(huán)境溫度。
玻璃的總傳熱阻Rt為各層玻璃、空腔、內(nèi)外表面換熱阻之和:
(4.4.1-3)
式中:Rg,i——第i層玻璃的固體熱阻,由下式計(jì)算:
(4.4.1-4)
第一層空腔為室外,最終一層空腔(n+1)為室內(nèi),第i層空腔的熱阻為:
(4.4.1-5)
式中:、——第i層空腔的外表面和內(nèi)表面溫度;
qi——第i層空腔的熱流密度,由第4.3.1條給出。
環(huán)境溫度應(yīng)是四周空氣溫度Tair和平均輻射溫度Trm的加權(quán)平均值。環(huán)境溫度為:
(4.4.1-6)
式中:和應(yīng)由第3章所給出的方法計(jì)算確定。4.4.2玻璃系統(tǒng)的遮陽系數(shù):
各層玻璃室外側(cè)方向的熱阻用下式計(jì)算:
(4.4.2-1)
式中:Rg,i——第i層玻璃的固體熱阻;
Rg,k——第k層玻璃的固體熱阻;
Rk——第k層空腔的熱阻。
各層玻璃向室內(nèi)的二次傳熱用下式計(jì)算:
(4.4.2-2)
玻璃系統(tǒng)的太陽能總透射比應(yīng)按下式計(jì)算:
(4.4.2-3)
玻璃系統(tǒng)的遮陽系數(shù)按4.1.6式計(jì)算。5框的傳熱計(jì)算5.1一般規(guī)定5.1.1框的面積應(yīng)依據(jù)如下規(guī)定:
框室內(nèi)側(cè)面積Afi:指框從室內(nèi)側(cè)投影到和玻璃(或其它鑲嵌板)平行的平面上的面積。
框室外側(cè)面積Afe:指框從室外側(cè)投影到和玻璃(或其它鑲嵌板)平行的平面上的面積。
框面積Af:取框室內(nèi)側(cè)面積Afi和框室外側(cè)面積Afe兩者中的大者。5.1.2玻璃(或其它鑲嵌板)的面積應(yīng)依據(jù)如下規(guī)定:
當(dāng)室內(nèi)和室外兩側(cè)所見玻璃(或其它鑲嵌板)的面積不相同時(shí),取其中的小者作為計(jì)算所用的玻璃面積Ag(或其它鑲嵌板面積Ap)。當(dāng)玻璃和框相接處膠條能被見到時(shí),所見的膠條覆蓋部分也應(yīng)計(jì)入玻璃面積。5.1.3玻璃(或其它鑲嵌板)的周長
玻璃(或其它鑲嵌板)和窗框接縫的總長度是玻璃(或其它鑲嵌板)的周長lg(或lp)。5.1.4窗或幕墻的面積
窗或幕墻的面積Aw是框面積Af和玻璃(包括其它鑲嵌板)面積Ag(包括Ap)之和。
5.2框的傳熱系數(shù)和框和面板接縫的線傳熱系數(shù)5.2.1框的傳熱系數(shù)Uf計(jì)算:
框的傳熱系數(shù)Uf應(yīng)是在計(jì)算窗或幕墻的某一截面部分的二維熱傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上獲得的。
在圖5.2.1所示的框截面中,用一塊導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.035W/(m.K)的板材替代實(shí)際的玻璃(或其它鑲嵌板)。框部分的形態(tài)、尺寸、構(gòu)造和材料都應(yīng)和實(shí)際狀況完全一樣。板材的厚度等于玻璃系統(tǒng)(或其它鑲嵌板)的厚度,嵌入框的深度依據(jù)實(shí)際尺寸,可見板寬應(yīng)超過200mm。
圖5.2.1框傳熱系數(shù)計(jì)算模型示意圖穩(wěn)態(tài)二維熱傳導(dǎo)計(jì)算應(yīng)接受認(rèn)可的軟件工具。軟件中的計(jì)算程序應(yīng)包括本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的困難灰色體漫反射模型和玻璃氣體間層內(nèi)以及框空腔內(nèi)的對(duì)流換熱計(jì)算模型。
用程序計(jì)算在室內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)條件下流過圖示截面的熱流qw,qw應(yīng)按下列方程整理:
(5.2.1-1)
截面的傳熱系數(shù):
(5.2.1-2)
框的傳熱系數(shù):
(5.2.1-3)
式中:Uf——框的傳熱系數(shù),W/(m2.K);
Lf2D——截面的傳熱系數(shù),W/(m.K);
Up——板的傳熱系數(shù),W/(m2.K);
bf——框的投影寬度,m;
bp——鑲嵌板可見部分的寬度,m;
5.2.2框和玻璃系統(tǒng)(或其它鑲嵌板)接縫的線傳熱系數(shù)Ψ的計(jì)算:
在圖5.2.1所示的計(jì)算模型中,用實(shí)際的玻璃系統(tǒng)(或其它鑲嵌板)替代導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.035W/(m.K)的板材。所得到的計(jì)算模型如圖5.2.2。
用二維熱傳導(dǎo)計(jì)算程序,計(jì)算在室內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)條件下流過圖示截面的熱流qψ,qψ應(yīng)按下列方程整理:
(5.2.2-1)
截面的傳熱系數(shù)為:
(5.2.2-2)
框和面板接縫的線傳熱系數(shù):
(5.2.2-3)
式中:Ψ——框和玻璃接縫的線傳熱系數(shù),W/(m.K);
Lψ2D——截面的線傳熱系數(shù),W/(m.K);
Uf——窗框的傳熱系數(shù),W/(m2.K);
Ug——玻璃中心部分的傳熱系數(shù),W/(m2.K);
bf——窗框的投影寬度,m;
bg——玻璃可見部分的寬度,m;
5.3傳熱限制方程5.3.1框(包括固體材料、空腔和縫隙)的計(jì)算所接受的穩(wěn)態(tài)二維熱傳導(dǎo)計(jì)算程序應(yīng)依據(jù)如下熱傳遞的基本方程:
(5.3.1-1)
窗框內(nèi)部隨意兩種材料相接表面的熱流密度q應(yīng)用下式計(jì)算:
(5.3.1-2)
式中:λ——材料的導(dǎo)熱系數(shù);
ex、ey——兩種材料交界面單位法向量在x和y方向的重量。
在窗框的外表面,熱流密度q等于:
(5.3.1-3)
式中:qc——熱流密度的對(duì)流換熱部分;
qr——熱流密度的輻射換熱部分。5.3.2計(jì)算網(wǎng)格的劃分
用二維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)方程求解框截面的溫度和熱流分布在截面上劃分網(wǎng)格應(yīng)遵循以下原則:
1任何一個(gè)小格內(nèi)部只能含有一種材料;
2網(wǎng)格的疏密程度應(yīng)依據(jù)溫度分布變更的猛烈程度而定,應(yīng)依據(jù)閱歷推斷,溫度變更猛烈的地方網(wǎng)格應(yīng)密些,溫度變更平緩的地方網(wǎng)格可以粗些;
3網(wǎng)格越密計(jì)算結(jié)果越牢靠。當(dāng)進(jìn)一步細(xì)分網(wǎng)格,流經(jīng)窗框橫截面邊界的熱流不再發(fā)生明顯的變更時(shí),該網(wǎng)格的疏密程度可以認(rèn)為是適當(dāng)?shù)模?/p>
4允許用若干段折線來近似代替實(shí)際的曲線;5.3.3固體材料的導(dǎo)熱系數(shù)可以選用本標(biāo)準(zhǔn)附錄的數(shù)據(jù),也可以干脆利用測定的結(jié)果。在求解二維穩(wěn)態(tài)傳熱方程時(shí),假定全部材料熱導(dǎo)系數(shù)均不隨其溫度變更。固體材料的表面放射率值可以依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的附錄選用。5.3.4當(dāng)有熱橋存在時(shí),應(yīng)計(jì)算熱橋部位(例如螺栓、螺釘?shù)龋┕腆w的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。
(5.3.4-1)
式中:
s——熱橋元件的面積(例如螺栓的面積);
Ad——熱橋元件的間距范圍內(nèi)材料的總面積;
——熱橋材料導(dǎo)熱系數(shù);
——無熱橋材料時(shí)材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
可利用下面的原則推斷是否須要考慮熱橋影響:
a)若Fb≤1%,忽視熱橋影響;
b)若1%<Fb≤5%,且λb>10·λn,運(yùn)用上述計(jì)算方法。
C)若Fb>5%,必需運(yùn)用上述計(jì)算方法。
5.4玻璃空氣間層的傳熱5.4.1計(jì)算第5.2.2條定義的框和玻璃系統(tǒng)(或其它鑲嵌板)接縫的線傳熱系數(shù)Ψ時(shí),應(yīng)計(jì)算玻璃空氣間層的傳熱。玻璃空氣間層的傳熱應(yīng)接受當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的方法來處理??蓪⒉AУ目諝忾g層的當(dāng)作一種不透亮的固體材料,這種材料的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)用第4章玻璃系統(tǒng)分析的結(jié)果來計(jì)算。第i個(gè)空氣間層的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)用下式確定:
(5.4.1)
5.5封閉空腔的傳熱5.5.1處理框內(nèi)部封閉空腔的傳熱應(yīng)接受當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的方法。將封閉空腔當(dāng)作一種不透亮的固體材料,其當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)考慮空腔內(nèi)的輻射和對(duì)流傳熱,由下式確定:
(5.5.1-1)
式中:λeff——封閉空腔的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù);
hc——封閉空腔內(nèi)空氣的對(duì)流傳熱系數(shù);
hr——封閉空腔的輻射傳熱系數(shù);
d——封閉空腔在熱流方向的厚度或?qū)挾龋?/p>
對(duì)流換熱系數(shù)hc應(yīng)依據(jù)努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)來計(jì)算。應(yīng)依據(jù)熱流方向是朝上、朝下或水平分別考慮三種不同狀況的努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)。
(5.5.1-2)
式中:Nu——努謝爾特準(zhǔn)則數(shù);
λair——空氣的導(dǎo)熱系數(shù)。5.5.2熱流朝下的空腔努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)
熱流朝下的矩形封閉空腔如圖5.5.2中A所示,其努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)為:(5.5.2-1)圖5.5.2空腔熱流示意5.5.3熱流朝上的空腔努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)
熱流朝上的矩形封閉空腔如圖5.5.2中B所示。這種狀況具有內(nèi)在的不穩(wěn)定性,產(chǎn)生的努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)依靠于空腔的高寬比Lv/Lh,其中Lv和Lh為空腔垂直和水平方向的尺寸。
a)對(duì)于Lv/Lh[1的狀況:
(5.5.3-1)
b)對(duì)于1¢Lv/Lh[5的狀況,努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)按下式計(jì)算:
(5.5.3-2)
式中:
Racrit為一臨界瑞利數(shù),由下式計(jì)算:
Ra為空腔的瑞利數(shù),由下式計(jì)算:
c)對(duì)于Lv/Lh>5的狀況,努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:
—3)5.5.4水平熱流的空腔努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)
水平熱流的矩形封閉空腔如圖5.5.2中C所示。對(duì)于Lv/Lh[0.5的狀況,努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)按下式計(jì)算:
(5.5.4-1)
式中:Ra是空腔的瑞利數(shù),由下式計(jì)算:
對(duì)于Lv/Lh/5的狀況,其努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)取下列三式計(jì)算出的最大值:
(5.5.4-2)
(5.5.4-3)
(5.5.4-4)對(duì)于0.5<Lv/Lh<5的狀況,先取Lv/Lh=0.5按(a)計(jì)算出一個(gè)努謝爾特準(zhǔn)則數(shù),而后取Lv/Lh=5按(b)再計(jì)算出一個(gè)努謝爾特準(zhǔn)則數(shù),最終以這兩個(gè)努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)為端點(diǎn),內(nèi)插出和實(shí)際Lv/Lh對(duì)應(yīng)的努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)。5.5.5當(dāng)框的空腔是垂直方向時(shí),可假定其熱流為水平方向,而且高寬比Lv/Lh總是大于5,利用第5.5.4條中的(b)確定努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)。5.5.6起先計(jì)算努謝爾特準(zhǔn)則數(shù)時(shí)溫度Thot和Tcold是未知的,應(yīng)預(yù)先估算??梢詮慕邮躎hot=10℃,Tcold=0℃起先。在進(jìn)行完一次計(jì)算之后,依據(jù)已得溫度分布對(duì)其進(jìn)行修正,再進(jìn)行其次次計(jì)算。這樣的步驟應(yīng)重復(fù)進(jìn)行,直到兩次連續(xù)計(jì)算得到的差值Thot2Tcold在1℃以內(nèi)。
每完成一次計(jì)算都應(yīng)檢查一下計(jì)算初始時(shí)假定的熱流方向,假如熱流方向和計(jì)算初始時(shí)假定的熱流方向不同,則須要在下一次計(jì)算中予以訂正。5.5.7對(duì)于框內(nèi)形態(tài)不規(guī)則的封閉空腔,應(yīng)將其轉(zhuǎn)換為相當(dāng)?shù)木匦慰涨粊硖幚?。轉(zhuǎn)換應(yīng)參照?qǐng)D5.5.7-1所示的方法來進(jìn)行。在轉(zhuǎn)換過程中,應(yīng)運(yùn)用下列方法來確定實(shí)際空腔的表面應(yīng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)矩形空腔的垂直表面還是水平表面(參見圖5.5.7-2)。
內(nèi)法線在315°和45°之間的任何表面應(yīng)轉(zhuǎn)換為左垂直表面。
內(nèi)法線在45°和135°之間的任何表面應(yīng)轉(zhuǎn)換為底部水平面。
內(nèi)法線在135°和225°之間的任何表面應(yīng)轉(zhuǎn)換為右垂直表面。
內(nèi)法線在225°和315°之間的任何表面應(yīng)轉(zhuǎn)換為頂部水平面。
假如在兩個(gè)相對(duì)立的表面的最短距離小于5mm,則框內(nèi)空腔應(yīng)在此“喉”區(qū)被分開。
圖5.5.7-1形態(tài)不規(guī)則的封閉空腔轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的矩形空腔圖5.5.7-2內(nèi)法線和表面位置
轉(zhuǎn)換后空腔的垂直和水平表面的溫度應(yīng)取該表面的平均溫度。熱流方向應(yīng)由空腔的垂直和水平表面之間溫差來確定,應(yīng)利用下列規(guī)則:
a)假如空腔垂直表面之間的溫度差的確定值大于水平表面之間的溫度差的確定值,則熱流是水平的。
b)假如空腔水平表面之間的溫度差的確定值大于垂直表面之間的溫度差的確定值,并且下水平表面溫度高于上水平表面溫度,則熱流是垂直向上的。
c)假如空腔水平表面之間的溫度差的確定值大于垂直表面之間的溫度差的確定值,并且上水平表面溫度高于下水平表面溫度,則熱流是垂直向下的。5.5.8空腔的輻射熱流
封閉空腔的輻射傳熱系數(shù)hr應(yīng)由下式計(jì)算:
(5.5.8)
式中:Tave——冷、熱兩個(gè)表面的平均溫度,即:
εcold、εhot——冷、熱兩個(gè)表面的輻射率。
上式是在假定輻射熱流是水平方向的條件下,假如輻射熱流是垂直方向的,則應(yīng)將式中的寬高比Lh/Lv改為高寬比Lv/Lh。
5.6敞口的空腔、槽的傳熱5.6.1略微通風(fēng)的小斷面敞口空腔和溝槽:
小斷面的溝槽或由一條寬度大于2mm但小于10mm的縫隙連通到室外或室內(nèi)環(huán)境的空腔可作為略微通風(fēng)的空腔來處理(圖5.6.1)。略微通風(fēng)的空腔的等效導(dǎo)熱系數(shù)取相同截面封閉空腔的等效導(dǎo)熱系數(shù)的兩倍。
假如略微通風(fēng)的空腔的開口寬度小于或等于2mm,則可作為封閉空腔來處理。圖5.6.1略微通風(fēng)的溝槽和空腔圖5.6.2通風(fēng)良好的溝槽和空腔
5.6.2通風(fēng)良好的敞口空腔和溝槽
大斷面的溝槽或連通到室外或室內(nèi)環(huán)境的縫隙寬度大于10mm的空腔可作為通風(fēng)良好的空腔來處理(圖5.6.2)。通風(fēng)良好的空腔應(yīng)認(rèn)為其整個(gè)表面都暴露于外界環(huán)境中,表面放熱系數(shù)hin和hout應(yīng)按第3章的規(guī)定計(jì)算。
5.7框的太陽能總透射比計(jì)算5.7.1框的太陽能總透射比可按下式計(jì)算:
(5.7.1)
式中:,依據(jù)第3章計(jì)算;
αf——框表面太陽輻射吸取系數(shù);
Uf——框的傳熱系數(shù);
Asurf——框的外表面面積;
Af——框面積。6空氣間層傳熱計(jì)算6.1空氣間層傳熱方程6.1.1空氣間層可以依據(jù)其是否通風(fēng)分為封閉空氣間層和通風(fēng)空氣間層。6.1.2封閉空氣間層應(yīng)接受如下熱平衡方程式。從間層i面到i+1層面(層面可以為玻璃、薄膜,也可以是遮陽裝置)的對(duì)流熱交換:圖6.1.2封閉空氣層對(duì)流換熱模型
(6.1.2)
式中:qc,f,i+1——從間層空氣到i+1表面的對(duì)流換熱熱流量,W/m2;
qc,b,i——從i表面到間層空氣的對(duì)流換熱熱流量,W/m2;
hc,i——不通風(fēng)空氣間層表面到表面的對(duì)流換熱系數(shù),依據(jù)第4.3節(jié)計(jì)算;
Tgap,i——間層i中空氣當(dāng)量平均溫度,℃;
Tf,i+1——層面i+1(玻璃、薄膜或遮陽)面對(duì)間層的溫度,℃;
Tb,i——層面i(玻璃、薄膜或遮陽)面對(duì)間層的溫度,℃。6.1.3通風(fēng)空氣間層的熱平衡計(jì)算應(yīng)接受如下熱平衡方程。由于空氣的流淌而產(chǎn)生的對(duì)流換熱為:
(6.1.3-1)
式中:hcv,i——通風(fēng)空氣間層的壁面對(duì)流換熱系數(shù)由下式計(jì)算得出:
(6,1,3-2)圖6.1.3平均空氣和出口溫度和主要尺寸模型
式中:qc,f,i+1——從間層空氣到i+1表面的對(duì)流換熱熱流量,W/m2;
qc,b,i——從i表面到間層空氣的對(duì)流換熱熱流量,W/m2;
hcv,i——通風(fēng)空氣間層對(duì)流產(chǎn)生的表面到間層空氣的換熱系數(shù);
hc,i——不通風(fēng)間層表面到表面的對(duì)流換熱系數(shù),依據(jù)第4.3節(jié)計(jì)算;
Vi——間層的平均氣流速度,m/s;
Tgap,i——間層i中空氣當(dāng)量平均溫度,℃;
Tf,i+1——層面i+1(玻璃、薄膜或遮陽)面對(duì)間層的溫度,℃;
Tb,i——層面i(玻璃、薄膜或遮陽)面對(duì)間層的溫度,℃。6.1.4空氣間層的輻射換熱應(yīng)依據(jù)第4.3節(jié)計(jì)算。6.1.5通風(fēng)產(chǎn)生的通風(fēng)熱流密度:
(6.1.5-1)
式(6.1.5-1)應(yīng)滿足下列能量平衡公式:
(6.1.5-2)
式中:qv,i——通風(fēng)傳到間層的熱流密度,W/m2;
ρi——在溫度為Tgap,i的條件下通風(fēng)間層的空氣密度,kg/m3;
cp——空氣的比熱容,J/kg.K;
φv,i——通風(fēng)間層的空氣流量,m3/s;
Tgap,i,out——通風(fēng)間層出口處溫度,℃
Tgap,i,in——通風(fēng)間層入口處的溫度,℃。
Li——通風(fēng)間層的長度,m,見圖6.1.3;
Hi——通風(fēng)間層的高度,m,見圖6.1.3。6.1.6通風(fēng)間層可以依據(jù)氣流流淌的方向分為若干個(gè)計(jì)算子單元,前一個(gè)通風(fēng)間層的出口溫度可以是后一個(gè)通風(fēng)間層的入口溫度。進(jìn)口處空氣溫度Tgap,i,in依據(jù)空氣來源取值(室內(nèi)、室外,或是和間層i交換空氣的間層k的出口溫度Tgap,k,out)。6.1.7通風(fēng)間層和室內(nèi)環(huán)境的熱傳遞可依據(jù)以下模型計(jì)算:
依據(jù)第4章多層玻璃模型的設(shè)定,i=n為室內(nèi)環(huán)境,對(duì)于全部間層k,隨空氣流進(jìn)室內(nèi)環(huán)境的通風(fēng)熱流密度:
(6.1.7)
式中:ρi——溫度為Tgap,j的條件下間層的空氣密度,kg/m3;
cp——空氣的比熱容,J/kg.K;
φv,i——間層的空氣流量,m3/s;
Tgap,i,out——間層出口處的空氣溫度,℃,通向室內(nèi)的空氣源;
Tair,n——室內(nèi)空氣溫度,℃;
Li——間層的長度,m;
Hi——間層的高度,m。
6.2通風(fēng)間層的空氣溫度計(jì)算6.2.1在已知間層空氣的平均氣流速度時(shí),可由本標(biāo)準(zhǔn)的簡易模型計(jì)算溫度分布和熱流密度。6.2.2空氣流通過間層,溫度面分布依據(jù)間層內(nèi)的空氣流速和兩層面的換熱系數(shù),在間層中的溫度分布應(yīng)依據(jù)下式計(jì)算:
(6.2.2-1)
圖6.2.2窗戶間層的空氣流
式中:Tgap,i(h)——間層高度h處的空氣溫度,℃;
H0,i——特征高度(間層平均溫度對(duì)應(yīng)的高度),m;
Tgap,i,in——進(jìn)入間層的空氣溫度,℃;
Tav,i——表面i和i+1的平均溫度,℃。
(6.2.2-2)
式中:Tb,i——層面(玻璃、薄膜或遮陽裝置)面對(duì)間層表面的溫度,℃;
Tf,i+1——層面(玻璃、薄膜或遮陽裝置)面對(duì)間層表面的溫度,℃。
空間溫度特征高度應(yīng)為:
(6.2.2-3)
式中:H0,i——特征高度(間層平均溫度對(duì)應(yīng)的高度),m;
ρi——溫度為Tgap,i的空氣密度,kg/m3;
cp——空氣的比熱容,J/(kg·K);
si——間層的寬度,m;
Vi——間層的平均氣流速度,m/s;
hcv,i——通風(fēng)間層的換熱系數(shù),W/m2.K。
離開間層的空氣溫度為:
(6.2.2-4)
式中:Tgap,i,out——離開間層的空氣溫度,℃;
Tav,i——表面i和i-1的平均溫度,℃;
Tgap,i,in——進(jìn)入間層的空氣溫度,℃;
H0,i——特性高度(間層平均溫度對(duì)應(yīng)的高度),m;
Hi——間層的高度,m;
間層空氣的當(dāng)量平均溫度定義為:
(6.2.2-5)
式中:Tgap,i——間層空氣的當(dāng)量平均溫度,℃;
Tgap,i,out——間層出口處空氣溫度,℃;
Tgap,i,in——間層進(jìn)口處空氣溫度,℃;
Tav,i——第和層表面平均溫度,℃;
H0,i——特性高度(間層平均溫度對(duì)應(yīng)的高度),m;
Hi——間層高度,m;
6.3通風(fēng)間層的氣流和速度6.3.1在已知空氣流量時(shí),間層的氣流速度應(yīng)為:
(6.3.1)
式中:Vi——間層的平均空氣流速,m/s;
si——間層寬度,m;
Li——間層長度,m;
——間層的空氣流量,m3/s。6.3.2自然通風(fēng)條件下,通風(fēng)間層的空氣流量可接受經(jīng)過認(rèn)可的數(shù)字流體力學(xué)計(jì)算軟件(CFD)模擬計(jì)算。6.3.3機(jī)械通風(fēng)的狀況下,空氣流量應(yīng)依據(jù)機(jī)械通風(fēng)的設(shè)計(jì)流量確定。
7整窗熱工性能計(jì)算7.1一般規(guī)定整窗的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見光透射比的計(jì)算應(yīng)接受各部分的性能按面積進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算。窗戶玻璃(或者其它鑲嵌板)邊緣和窗框的組合傳熱效應(yīng)所產(chǎn)生的附加傳熱以附加線傳熱系數(shù)Ψ表達(dá),附加線傳熱系數(shù)Ψ的計(jì)算應(yīng)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)第5章進(jìn)行。窗框的傳熱系數(shù)、太陽能總透過率的計(jì)算應(yīng)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)第5章進(jìn)行。7.1.4窗戶玻璃中心區(qū)域傳熱系數(shù)、太陽能總透射比、可見光透射比的計(jì)算應(yīng)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)第4章進(jìn)行。7.2整窗的幾何描述7.2.1整窗應(yīng)依據(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。
如圖7.2.1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)。兩條框相交部分簡化為其中的一條框來處理。
計(jì)算1-1、2-2、4-4截面的二維傳熱時(shí),和墻面相接的邊界作為絕熱邊界處理。
計(jì)算3-3、5-5、6-6截面的二維傳熱時(shí),和相鄰框相接的邊界作為絕熱邊界處理。
計(jì)算7-7截面的二維傳熱時(shí),框材中心線對(duì)應(yīng)的邊界作為絕熱邊界處理。
整窗在進(jìn)行熱工計(jì)算時(shí)應(yīng)進(jìn)行如下面積劃分,見圖7.2.2。
1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;
2玻璃面積Ag(或者是其它鑲嵌板的面積Ap):室內(nèi)、外側(cè)可見玻璃邊緣圍合面積小者;
3整窗的總面積:窗框面積Af和窗玻璃面積Ag(或者是其它鑲嵌板的面積Ap)之和。
圖7.2.2:窗各部件面積劃分示圖
7.2.3玻璃區(qū)域的周長(或者是其它鑲嵌板的周長lp)是門窗玻璃(或者其它鑲嵌板)室內(nèi)、外兩側(cè)的全部可視周長的之和的較大值,見圖7.2.3。
圖7.2.3:窗玻璃區(qū)域周長示圖
7.3整窗的傳熱系數(shù)計(jì)算7.3.1整窗的傳熱系數(shù)的計(jì)算公式為:
(7-1)
式中:Ag——窗玻璃面積;
Af——窗框的投射面積;
——玻璃區(qū)域的周長;
Ug——窗玻璃(或者其它鑲嵌板)中心區(qū)域的傳熱系數(shù),見第4章;
Uf——窗框的面?zhèn)鳠嵯禂?shù),見第五章;
Ψ——窗框和窗玻璃(或者其它鑲嵌板)之間的線傳熱系數(shù),見第5章。
7.4遮陽系數(shù)計(jì)算整體門窗太陽能總透過率的計(jì)算公式為:
(7.4.1)
式中:gg——窗玻璃區(qū)域(或者其它鑲嵌板gp)太陽能總透過率,對(duì)給定窗的不同部分分別計(jì)算求和。
gf——窗框太陽能總透過率,對(duì)給定窗的不同部分分別計(jì)算求和;
——整窗的總投影面積整窗的遮陽系數(shù)應(yīng)為整窗的太陽能總透射比和標(biāo)準(zhǔn)3mm透亮玻璃的太陽能總透射比的比值:
(7.4.2)
式中:SC——整窗的遮陽系數(shù);
gt——整窗的太陽能總透射比。
7.5可見光透射比計(jì)算7.5.1整體門窗可見光透射比的計(jì)算公式為:
(7.5.1)
式中:τt——門窗整體的可見光透射比;
τv——門窗玻璃的可見光透射比;
Ag——門窗玻璃的面積;
——整窗的總投影面積。9遮陽系統(tǒng)計(jì)算
9.1一般規(guī)定9.1.1本章的遮陽計(jì)算只適用于平行或近似平行于玻璃面的平板型遮陽裝置。9.1.2遮陽可分為三種基本形式:
內(nèi)遮陽:平行于玻璃面,位于玻璃系統(tǒng)的室內(nèi)側(cè),和窗玻璃有緊密的熱光接觸,如幕簾、軟百頁簾等。
外遮陽:平行于玻璃面,位于玻璃系統(tǒng)的室內(nèi)側(cè),和窗玻璃有緊密的熱光接觸。
中間遮陽:平行于玻璃面,位于玻璃系統(tǒng)的內(nèi)部或兩層門窗、幕墻之間。中間遮陽的熱光交互作用和玻璃和薄膜相像,可依據(jù)兩層空氣間層中的一個(gè)夾層。這個(gè)夾層的傳熱計(jì)算既應(yīng)考慮和其它部件及環(huán)境以對(duì)流、傳導(dǎo)以及熱輻射方式進(jìn)行熱交換,同時(shí)也應(yīng)考慮吸取、反射和傳遞太陽輻射。9.1.3遮陽裝置在計(jì)算處理時(shí),可將二維或三維的特性簡化為一維模型,計(jì)算時(shí)應(yīng)確定遮陽裝置的光學(xué)性質(zhì)、總傳熱系數(shù),并應(yīng)依據(jù)遮陽裝置材料的光學(xué)性能、幾何形態(tài)和部位進(jìn)行計(jì)算。9.1.4應(yīng)當(dāng)考慮窗和幕墻系統(tǒng)加入遮陽裝置后導(dǎo)致的窗和幕墻系統(tǒng)的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見光透射比計(jì)算公式的變更。
9.2遮陽裝置的光學(xué)性能
9.2.1在評(píng)價(jià)光學(xué)性能時(shí),可考慮下列近似。
被遮陽裝置反射的或通過遮陽裝置傳入的太陽輻射分為兩部分:
1未受干擾部分(鏡面透過和反射);
2散射部分。
散射部分可近似于各向漫射。通過遮陽裝置或被反射的散射部分,應(yīng)定義為剩余散射。9.2.2應(yīng)當(dāng)確定遮陽裝置在光線不同入射角時(shí)的下列光輻射傳遞性能:
直射對(duì)直射的透過率;
直射對(duì)散射的透過率;
散射對(duì)散射的透過率;
直射對(duì)直射的反射率;
直射對(duì)散射的反射率
散射對(duì)散射的反射率。9.2.3對(duì)于吸取,應(yīng)表示成如下形式:
(9.2.3-1)
(9.2.3-2)
9.3百頁類遮陽裝置的性能計(jì)算9.3.1當(dāng)一束光在遮陽裝置上透過或反射時(shí),可分解為直射和散射部分,散射部分接著通過窗系統(tǒng),應(yīng)得到全部玻璃、薄膜和遮陽層值。
圖9.3.1向前和向后太陽輻射透過率示意圖9.3.2計(jì)算由平行板條構(gòu)成的百頁遮陽裝置的光學(xué)性能時(shí)應(yīng)考慮板條的性質(zhì)、幾何形態(tài)和位置(見圖9.3.2)等因素。百頁遮陽的空氣滲透性能也應(yīng)是板條的幾何形態(tài)和位置的函數(shù)。圖9.3.2板條的幾何形態(tài)9.3.3百頁遮陽光學(xué)性能計(jì)算可接受以下模型和假設(shè):
1板條為非鏡面反射,可以忽視窗戶邊緣的作用;
2模型考慮兩個(gè)鄰近的板條,每條分為5個(gè)相等部分(見圖9.3.3);
3可以忽視板條的略微撓曲。圖9.3.3模型中分割示意圖
9.3.4各層構(gòu)件數(shù)目確定后,可接受下列公式進(jìn)行計(jì)算。
對(duì)于每層和,由0到(這里=6),并對(duì)每一光譜間隔:
(9.3.4-1)
(9.3.4-2)
式中:——表面k的照度;
——由表面p到表面q的角系數(shù);
——百葉板被劃分的塊序號(hào);
——入射到百葉遮陽系統(tǒng)的太陽輻射;
——從百葉遮陽系統(tǒng)反射出來的太陽輻射;
——百葉板第i段上表面接收到的太陽輻射;
——百葉板第i段下表面接收到的太陽輻射;
——通過百葉遮陽系統(tǒng)的太陽輻射;
——表面p到表面q的角系數(shù);
、——百葉板第i段上、下表面的反射率,和百葉板材料特性有關(guān);
、——百葉板第i段上、下表面的透過率,和百葉板材料特性有關(guān);
(9.3.4-3)
(9.3.4-4)
——外部環(huán)境來的光輻射;
——室內(nèi)環(huán)境來的反射。9.3.5散射—散射透過率應(yīng)等于室內(nèi)環(huán)境的照度(n=6),除以太陽輻射照度:
(9.3.5-1)
散射—散射反射率為:
(9.3.5-2)
9.3.6直射—直射的透過率和反射率應(yīng)依據(jù)百頁的角度和高厚比,按向前的幾何計(jì)算方法(見圖9.3.6),可計(jì)算給定入射角θ時(shí)穿過百頁未被遮擋光束的照度。圖9.3.6直射—直射透過率
對(duì)于任何波長,傾角φ的直射—直射的透過率:
(9.3.6-1)
遮陽百葉透空的部分沒有反射:
(9.3.6-2)9.3.7直射一散射的透過率和反射率:
對(duì)給定入射角,計(jì)算遮陽裝置中干脆為所輻射的部分k(見圖9.3.7)。
圖9.3.7遮陽裝置中受到直射輻射的部分
在入射輻射J0和干脆受到輻射部分k之間的角系數(shù)為:
和
內(nèi)、外環(huán)境之間視角系數(shù)為0:
和
解下列公式可得到直射—散射的透過率和反射率:
(9.3.7-1)
(9.3.7-2)9.3.8吸取率:
輻射中沒有被透過和反射的部分被吸取到遮陽板件中,對(duì)每個(gè)波長段:
(9.3.8-1)
(9.3.8-2)9.3.9在精確計(jì)算傳熱系數(shù)時(shí)應(yīng)詳細(xì)計(jì)算遠(yuǎn)紅外反射率的透射特性。計(jì)算給定條件下遮陽裝置的透過率和反射率應(yīng)和計(jì)算散射—散射透過率和反射率的模型相同,可將遮陽板的光學(xué)性能換為熱輻射性能來進(jìn)行計(jì)算。表面的標(biāo)準(zhǔn)放射率應(yīng)由測量確定。
9.4遮陽簾和門窗或幕墻系統(tǒng)組合的簡化計(jì)算
9.4.1計(jì)算遮陽簾一類的遮陽裝置按類型可分為勻質(zhì)幕簾和百葉幕簾,可統(tǒng)一用太陽輻射透射比和反射比,以及可見光透射比和反射比表示。這些值應(yīng)接受適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ诖怪比肷漭椛湎掠?jì)算或測定。其中百葉類遮陽窗簾也可以在垂直入射輻射條件下依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)9.2、9.3方法計(jì)算。
τe,B遮陽簾太陽能透射比
ρe,B遮陽簾室外側(cè)太陽能反射比
ρ’e,B遮陽簾室內(nèi)側(cè)太陽能反射比
τv,B遮陽簾可見光透射比
ρv,B遮陽簾室外側(cè)光反射比
ρ’v,B遮陽簾室內(nèi)側(cè)光反射比
當(dāng)運(yùn)用百葉簾狀況下,上述性能應(yīng)是在遮陽簾關(guān)閉狀況下運(yùn)用。對(duì)遮陽百葉開至45°情形,應(yīng)運(yùn)用下列校正值,并假定沒有太陽能干脆穿透百葉。
(9.4.1-1)
(9.4.1-2)9.4.2在遮陽裝置置于窗或幕墻室外側(cè)的狀況下,太陽能總透射比gtotal應(yīng)接受下式計(jì)算:
(9.4.2)
式中:
;
其中:W/m2.K;W/m2.K9.4.3在遮陽裝置置于窗或幕墻室內(nèi)側(cè)的狀況下,太陽能總透射比gtotal應(yīng)接受下式計(jì)算:
(9.4.3)
式中:
;
其中:W/m2.K9.4.4對(duì)于遮陽簾中置于兩玻璃板之間的情形,太陽能總透射比gtotal應(yīng)接受下式計(jì)算:
(9.4.4)
式中:
;
其中:W/m2.K9.4.5對(duì)內(nèi)遮陽和外遮陽簾,可用下列公式確定可見光總透射比:
(9.4.5)
其中
τv——玻璃可見光透射比
ρv——玻璃面對(duì)遮陽側(cè)可見光反射比
τv,B——遮陽簾可見光透射比
ρv,B——遮陽簾面對(duì)玻璃側(cè)可見光反射比9.4.6對(duì)內(nèi)遮陽和外遮陽簾,可用下式確定總太陽能干脆透射比:
(9.4.6)
其中:τe——玻璃太陽能透射比
ρe——玻璃面對(duì)遮陽側(cè)太陽能反射比
τe,B——遮陽簾太陽能透射比
ρe,B——遮陽簾面對(duì)玻璃側(cè)太陽能反射比
9.5遮陽簾和門窗或幕墻系統(tǒng)組合的詳細(xì)計(jì)算
9.5.1對(duì)于遮陽的窗和幕墻,應(yīng)接受第4章多層玻璃和第6章空氣間層的計(jì)算方法,對(duì)門窗、幕墻進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。9.5.2接受第4章進(jìn)行計(jì)算時(shí),應(yīng)對(duì)給出的公式進(jìn)行下列補(bǔ)充:
1第4.3節(jié)中的熱流密度公式應(yīng)分解為三類,即相應(yīng)的透射比、反射率和吸取率分為:“直射對(duì)直射”“直射對(duì)散射”,“散射對(duì)散射”的透射比和反射率。熱流密度應(yīng)對(duì)“”,“”,“”各部分求和。
2透射比及反射比,應(yīng)分解為向前和向后兩個(gè)值。
3透射比的和等于干脆的半球輻射,反射比也相像。9.5.3在遮陽簾置于室外側(cè)或室內(nèi)側(cè)時(shí),計(jì)算太陽能總透射比、傳熱系數(shù)、可見光透射比,可將幕墻、門窗等效為一層玻璃處理,遮陽裝置作為另一層玻璃處理,接受第4章多層玻璃模型進(jìn)行計(jì)算。9.5.4在遮陽簾置于中間時(shí),計(jì)算太陽能總透射比、傳熱系數(shù)、可見光透射比,可將玻璃、幕墻或門窗作為玻璃層處理,遮陽簾作也為一層玻璃處理,接受第4章多層玻璃模型進(jìn)行計(jì)算。9.5.6應(yīng)依據(jù)遮陽裝置的通風(fēng)狀況,接受第6章的方法計(jì)算通風(fēng)空氣間層的熱傳遞。10結(jié)露計(jì)算10.1一般規(guī)定10.1.1在進(jìn)行建筑門窗、玻璃幕墻產(chǎn)品性能分級(jí)時(shí),所接受的計(jì)算條件如下:
室內(nèi)環(huán)境溫度20℃;
室外環(huán)境溫度-20℃;
室內(nèi)相對(duì)濕度30%、50%、70%;
室外風(fēng)速為3m/s;
室外平均輻射溫度等于室外環(huán)境氣溫;
室內(nèi)平均輻射溫度等于室內(nèi)空氣溫度。10.1.2計(jì)算實(shí)際工程的建筑門窗、玻璃幕墻的結(jié)露時(shí),所接受的計(jì)算條件應(yīng)符合相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),并滿足工程設(shè)計(jì)要求。10.1.3室外和室內(nèi)的對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)依據(jù)計(jì)算條件按第3章計(jì)算確定。10.1.4本章的計(jì)算結(jié)果不考慮陽光輻射和漏氣的影響以及其它熱流的影響。10.1.5門窗、玻璃幕墻全部典型節(jié)點(diǎn)均須要進(jìn)行計(jì)算。10.1.6計(jì)算典型節(jié)點(diǎn)的溫度場應(yīng)按第5章的規(guī)定進(jìn)行,接受二維傳熱計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算應(yīng)當(dāng)接受認(rèn)可的軟件工具,其中應(yīng)包括一個(gè)困難的灰色體慢反射模型和玻璃腔體內(nèi)的對(duì)流模型。10.1.7對(duì)于每一個(gè)二維斷面,內(nèi)表面的綻開邊界應(yīng)當(dāng)細(xì)分為許多小段,且尺寸不大于計(jì)算軟件程序中運(yùn)用的網(wǎng)格尺寸,這些分段用來計(jì)算段面各個(gè)分段長度的溫度。同時(shí)應(yīng)當(dāng)計(jì)算每個(gè)二維斷面的總長度。
10.2露點(diǎn)溫度的計(jì)算10.2.1水(冰)表面的飽和水蒸汽壓可接受下式計(jì)算:
(10.2.1)
式中:E0——空氣溫度為0℃時(shí)的飽和水蒸汽壓,取E0=6.11hPa
t——空氣溫度,℃;
a、b——參數(shù),對(duì)于水面(t>0℃),a=7.5,b=237.3;對(duì)于冰面(t≤0℃),a=9.5,b=265.5。10.2.2在空氣相對(duì)濕度f下,空氣的水蒸汽壓可按下式計(jì)算:
(10.2.2)
式中:e——空氣的水蒸汽壓,hPa;
f——空氣的相對(duì)濕度,%;
Es——空氣的飽和水蒸汽壓,hPa。10.2.3空氣的露點(diǎn)溫度可以接受下面公式計(jì)算:
(10.2.3)
式中:Td——空氣的露點(diǎn)溫度,℃;
e——空氣的水蒸汽壓,hPa;
a、b——參數(shù),對(duì)于水面(t>0℃),a=7.5,b=237.3;對(duì)于冰面(t≤0℃),a=9.5,b=265.5。
10.3結(jié)露的計(jì)算和評(píng)價(jià)10.3.1門窗或幕墻各個(gè)框、面板的抗結(jié)露性能評(píng)價(jià)指標(biāo)T10應(yīng)依據(jù)以下方法確定:
1計(jì)算接受抗結(jié)露性能計(jì)算用環(huán)境條件;
2接受二維模擬程序來計(jì)算門窗或幕墻框和玻璃部分每個(gè)細(xì)分段的溫度;
3對(duì)全部節(jié)點(diǎn)內(nèi)表面分段的溫度進(jìn)行排隊(duì);
4由最內(nèi)表面低溫段起先,依據(jù)內(nèi)表面分段所代表的面積進(jìn)行累加,直至統(tǒng)計(jì)面積達(dá)到該節(jié)點(diǎn)所占面積的10%;
5將所統(tǒng)計(jì)的最高溫度定為T10。10.3.2評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算時(shí),計(jì)算節(jié)點(diǎn)應(yīng)包括全部的框、面板邊緣以及面板中部。10.3.3工程設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)時(shí),門窗、幕墻各個(gè)部分的評(píng)價(jià)指標(biāo)T10均不低于露點(diǎn)溫度為滿足要求。10.3.4進(jìn)行產(chǎn)品性能分級(jí)或評(píng)價(jià)時(shí),可按各個(gè)部分最低的評(píng)價(jià)指標(biāo)T10,min進(jìn)行分級(jí)或評(píng)價(jià)。附錄附錄A材料的導(dǎo)熱系數(shù)(l)A.0.1表A.0.1中給出材料的導(dǎo)熱系數(shù)。表A.0.1常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)用途材料密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)(W/m×K)窗框銅8900380鋁(硅合金)2800160黃銅8400120鐵780050不銹鋼790017PVC13900.17硬木7000.18軟木(常用于建筑構(gòu)件中)5000.13玻璃鋼(UP樹脂)19000.40玻璃碳酸鈣玻璃25001.0PMMA(有機(jī)玻璃)11800.18聚碳酸脂12000.20熱斷橋聚冼氨(尼龍)11500.25尼龍6.6和25%玻璃纖維14500.30高密度聚乙烯HD9800.50低密度聚乙烯LD9200.33固體聚丙烯9100.22帶有25%玻璃纖維的聚丙烯12000.25PU(聚亞氨脂樹脂)12000.25剛性PVC13900.17防雨氯丁橡膠(PCP)12400.23密封條EPDM(三元乙丙)11500.25純硅膠12000.35柔性PVC12000.14聚脂馬海毛
0.14柔性人造橡膠泡末60~800.05密封劑PU(剛性聚氨脂)12000.25固體/熱融異丁烯12000.24聚硫膠17000.40純硅膠12000.35聚異丁烯9300.20聚脂樹脂14000.19硅膠(干燥劑)7200.13分子篩650to7500.10低密度硅膠泡末7500.12中密度硅膠泡末8200.17附錄B氣體熱物理性能
B.0.1下列表的線性公式系數(shù),計(jì)算填充空氣、氬氣、氮?dú)狻㈦瘹馑姆N氣體空腔的導(dǎo)熱系數(shù)、粘度和常壓比熱容。傳熱計(jì)算時(shí),假設(shè)所充氣體是不輻射/吸取的氣體。表B.1氣體的導(dǎo)熱系數(shù)氣體系數(shù)aW/(m·k)系數(shù)bW/(m·k2)λ(0℃時(shí))W/(m·k)λ(10℃時(shí))W/(m·k)空氣2.873×10-37.760×10-50.02410.0249氬氣2.285×10-35.149×10-50.01630.0168氪氣9.443×10-42.826×10-50.00870.0090氙氣4.538×10-41.723×10-50.00520.0053其中:[W/m.K]
表B.2氣體的粘度氣體系數(shù)aN·S/m2系數(shù)bN·S/(m2·k2)μ(0℃時(shí))μ(10℃時(shí))空氣3.723×10-64.940×10-81.722×10-51.771×10-5氬氣3.379×10-66.451×10-82.100×10-52.165×10-5氪氣2.213×10-67.777×10-82.346×10-52.423×10-5氙氣1.069×10-67.414×10-82.132×10-52.206×10-5其中:[kg/m.s]
表B.3氣體的常壓比熱容氣體系數(shù)aJ/(kg·k)系數(shù)bJ/(kg·k2)Cp@(0℃時(shí))Cp@(10℃時(shí))空氣1002.73701.2324×10-21006.10341006.2266氬氣521.92850521.9285521.9285氪氣248.09070248.0917248.0917氙氣158.33970158.3397158.3397其中:J/(kg·k)
表B.4氣體的摩爾質(zhì)量氣體Kg/KmoL空氣28.97氬氣39.948氪氣83.80氙氣131.30附錄C校準(zhǔn)放射率的確定C.0.1標(biāo)準(zhǔn)放射率εn的確定:
鍍膜表面的標(biāo)準(zhǔn)放射率εn應(yīng)在接近正常入射狀況下利用紅外譜儀測出其譜線的反射曲線,并應(yīng)依據(jù)下列步驟計(jì)算出來:
依據(jù)表A.1給出的30個(gè)波長值,測定相應(yīng)的反射系數(shù)Rn(λi)曲線,取其數(shù)學(xué)平均值,得到283K溫度下的常規(guī)反射系數(shù)。
(C.0.1-1)
283K的常規(guī)放射率由下式給出:
(C.0.1-2)
C.0.2校正放射率ε的確定:
用表C.2給出的系數(shù)乘以常規(guī)放射率εn即得出校正放射率ε。
表C.1—用于測定283K下標(biāo)準(zhǔn)反射率Rn的波長(單位;微米)序號(hào)波長序號(hào)波長15.51614.826.71715.637.41816.348.11917.258.62018.169.22119.279.72220.3810.22321.7910.72423.31011.32525.21111.82627.71212.42730.91312.92835.71413.52943.91514.23050.01)2)
表C.2—校正放射率和標(biāo)準(zhǔn)放射率之間的關(guān)系εn標(biāo)準(zhǔn)放射率εn系數(shù)ε/εn1)0.031.220.051.180.11.140.21.100.31.060.41.030.51.000.60.980.70.960.80.950.890.941)其它值可以通過線性插值或外推獲得附錄D太陽光譜、標(biāo)準(zhǔn)光源、視見函數(shù)光譜數(shù)據(jù)表D.0.1D65標(biāo)準(zhǔn)光源、視見函數(shù)、光譜間隔乘積nmnm3800.00006005.35423900.00056104.24914000.00306203.15024100.01036302.08124200.03526401.38104300.09486500.80704400.22746600.46124500.41926700.24854600.66636800.12554700.98506900.05364801.51897000.02764902.13367100.01465003.34917200.00575105.13937300.00355207.05237400.00215308.79907500.00085409.44577600.00015509.80777700.00005609.43067800.00005708.6891
5807.8994
5906.3306
注:表中的數(shù)據(jù)為D65光源標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)光譜分布Dλ乘以視見函數(shù)V(λ)以及波長間隔Δλ。
表D.0.2地面上標(biāo)準(zhǔn)的太陽輻射相對(duì)光譜分布(nm)(nm)30006800.0128383050.0000576900.0117883100.0002367000.0124533150.0005547100.0127983200.000916
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