門窗、幕墻框的熱工性能

門窗、幕墻框的熱工性能計(jì)算建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)

（2）傳熱控制方程（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算（7）ThermCN框計(jì)算處理原則框的傳熱系數(shù)

因框的熱工性能計(jì)算包括灰色體漫反射模型和玻璃氣體間層內(nèi)、框空腔內(nèi)的對(duì)流換熱非常復(fù)雜需采用有限元分析軟件進(jìn)行計(jì)算。本規(guī)程規(guī)定：應(yīng)采用二維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)計(jì)算軟件進(jìn)行框的傳熱計(jì)算。軟件中的計(jì)算程序應(yīng)包括本規(guī)程所規(guī)定的復(fù)雜灰色體漫反射模型和玻璃氣體間層內(nèi)、框空腔內(nèi)的對(duì)流換熱計(jì)算模型。窗框與玻璃接縫的線傳熱系數(shù)

計(jì)算框的傳熱系數(shù)Uf時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）框的傳熱系數(shù)Uf應(yīng)在計(jì)算窗或幕墻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(jì)算截面中，應(yīng)用一塊導(dǎo)熱系數(shù)

λ=0.03［W/(mK)］的板材替代實(shí)際的玻璃（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(shí)際尺寸，可見(jiàn)部分的板材寬度bp不應(yīng)小于200mm窗框與玻璃接縫的線傳熱系數(shù)

在室內(nèi)外計(jì)算條件下，用二維熱傳導(dǎo)計(jì)算軟件計(jì)算流過(guò)圖示截面的熱流qw，并應(yīng)按下式整理：

Uf——框的傳熱系數(shù)[Ｗ/(m2K)]；Lf2D——框截面整體的線傳熱系數(shù)[Ｗ/(mK)]；Up

——板材的傳熱系數(shù)[Ｗ/(m2K)]；bf——框的投影寬度(m)；bp——板材可見(jiàn)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）。傳熱控制方程

計(jì)算框與玻璃系統(tǒng)（或其他鑲嵌板）接縫的線傳熱系數(shù)ψ時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）用實(shí)際的玻璃系統(tǒng)（或其他鑲嵌板）替代導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.03W/(mK)的板材，其他尺寸不改變；bg≥200mm傳熱控制方程

（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(guò)圖示截面的熱流qψ，qψ應(yīng)按下式整理：

式中ψ——框與玻璃（或其他鑲嵌板）接縫的線傳熱系數(shù)［W/(mK)］；Lψ2D——框截面整體線傳熱系數(shù)［W/(mK)］；Ｕg——玻璃的傳熱系數(shù)［W/(m2K)］；bg——玻璃可見(jiàn)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）。傳熱控制方程

窗框的外表面熱流率密度為：固體的傳熱－－導(dǎo)熱系數(shù)玻璃氣體間層傳熱－－輻射、對(duì)流（當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)）小空腔的傳熱－－輻射、對(duì)流（當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)）建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

框（包括固體材料、空腔和縫隙）的二維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)計(jì)算程序應(yīng)采用如下基本方程：（1）窗框內(nèi)部任意兩種材料相接表面的熱流密度q應(yīng)按下式計(jì)算：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方向的分量。建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

（2）在窗框的外表面，熱流密度q應(yīng)按下式計(jì)算：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。計(jì)算網(wǎng)格的劃分

采用二維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)方程求解框截面的溫度和熱流分布時(shí)，截面的網(wǎng)格劃分原則應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）任何一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)部只能含有一種材料；（2）網(wǎng)格的疏密程度應(yīng)根據(jù)溫度分布變化的劇烈程度而定，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，溫度變化劇烈的地方網(wǎng)格應(yīng)密些，溫度變化平緩的地方網(wǎng)格可稀疏一些；（3）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)生明顯變化時(shí)，該網(wǎng)格的疏密程度可認(rèn)為是適當(dāng)?shù)模唬?）可用若干段折線近似代替實(shí)際的曲線。當(dāng)有熱橋存在時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算熱橋部位（例如螺栓、螺釘?shù)炔课唬┕腆w的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)：式中S—熱橋元件的面積（例如螺栓的面積）（m2）；Ad——熱橋元件的間距范圍內(nèi)材料的總面積（m2）；

——熱橋材料導(dǎo)熱系數(shù)[W/(mK)]；

——無(wú)熱橋材料時(shí)材料的導(dǎo)熱系數(shù)[W/(mK)]。（1）當(dāng)Fb≤1%時(shí)，忽略熱橋影響；（2）當(dāng)1%＜Fb≤5%，且λb＞10·λn時(shí)，應(yīng)按上式計(jì)算；（3）當(dāng)Fb＞5%時(shí)，必須按上式規(guī)定計(jì)算。熱橋處理規(guī)定建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算（7）ThermCN框計(jì)算處理原則計(jì)算框與玻璃系統(tǒng)（或其他鑲嵌板）接縫處的線傳熱系數(shù)ψ時(shí)，應(yīng)計(jì)算玻璃空氣間層的傳熱?？蓪⒉ＡУ目諝忾g層當(dāng)作一種不透明的固體材料，導(dǎo)熱系數(shù)可采用當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)代替，第i個(gè)氣體間層的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算（7）ThermCN框計(jì)算處理原則

建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

計(jì)算框內(nèi)封閉空腔的傳熱時(shí)，應(yīng)將封閉空腔當(dāng)作一種不透明的固體材料，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，應(yīng)按下列公式計(jì)算：式中λeff——封閉空腔的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)[W/(mK)]；

hc——封閉空腔內(nèi)空氣對(duì)流換熱系數(shù)[W/(m2K)]；應(yīng)根據(jù)努謝爾特?cái)?shù)來(lái)計(jì)算，并應(yīng)依據(jù)熱流方向是朝上、朝下或水平分別考慮三種不同情況的努謝爾特?cái)?shù)；

hr——封閉空腔內(nèi)輻射換熱系數(shù)[W/(m2K)]

d——封閉空腔在熱流方向的厚度（m）；

Nu——努謝爾特?cái)?shù)；λair——空氣的導(dǎo)熱系數(shù)[W/(mK)]。封閉空腔的傳熱

熱流朝下的矩形封閉空腔的努謝爾特?cái)?shù)應(yīng)為：封閉空腔的傳熱

熱流朝上的矩形封閉空腔的努謝爾特?cái)?shù)取決于空腔的高寬比Lv/Lh，其中Lv和Lh為空腔垂直和水平方向的尺寸。

(1)當(dāng)Lv/Lh＜1時(shí)，其努謝爾特?cái)?shù)應(yīng)為：

(2)當(dāng)1＜Lv/Lh

＜5時(shí)，其努謝爾特?cái)?shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：封閉空腔的傳熱

(3)當(dāng)Lv/Lh

＞5時(shí)，努謝爾特?cái)?shù)應(yīng)按下式計(jì)算：水平熱流的矩形封閉空腔應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：封閉空腔的傳熱

(1)

對(duì)于Lv/Lh

≤0.5的情況，努謝爾特?cái)?shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：

封閉空腔的傳熱

(2)當(dāng)Lv/Lh＞5時(shí)，其努謝爾特?cái)?shù)應(yīng)取下列三式計(jì)算結(jié)果的最大值：

封閉空腔的傳熱

(3)當(dāng)0.5<Lv/Lh

<5時(shí)，應(yīng)先取Lv/Lh

=0.5按本條第1款計(jì)算，再取Lv/Lh

=5按本條第2款計(jì)算，分別得到努謝爾特?cái)?shù)，然后按Lv/Lh作線性插值計(jì)算。

封閉空腔的傳熱

封閉空腔的輻射傳熱系數(shù)hr應(yīng)由下式計(jì)算：Tave——冷、熱兩個(gè)表面的平均溫度；εcold——冷表面的發(fā)射率；εhot

——熱表面的發(fā)射率。建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱

（6）框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算（7）ThermCN框計(jì)算處理原則敞口的空腔、槽的傳熱

小面積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)境的空腔可作為輕微通風(fēng)空腔來(lái)處理。輕微通風(fēng)空腔應(yīng)作為固體處理，其當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)取相同截面封閉空腔的等效導(dǎo)熱系數(shù)的兩倍，表面發(fā)射率可取空腔內(nèi)表面的發(fā)射率。當(dāng)輕微通風(fēng)空腔的開(kāi)口寬度小于或等于2mm時(shí)，可作為封閉空腔來(lái)處理。敞口的空腔、槽的傳熱

輕微通風(fēng)的小斷面敞口空腔和溝槽敞口的空腔、槽的傳熱

大面積的溝槽或連通到室外或室內(nèi)環(huán)境的縫隙寬度大于10mm的空腔應(yīng)作為通風(fēng)良好的空腔來(lái)處理。通風(fēng)良好的空腔應(yīng)將其整個(gè)表面視為暴露于外界環(huán)境中，表面換熱系數(shù)hin和hout

應(yīng)按本規(guī)程第10章的規(guī)定計(jì)算。

建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱

（6）框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算（7）ThermCN框計(jì)算處理原則框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算

框的太陽(yáng)光總透射比應(yīng)按下式計(jì)算：

式中hout——室外表面換熱系數(shù)；αf——框表面太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)；Uf——框的傳熱系數(shù)［W/(m2K)］；Asurf——框的外表面面積（m2）；Af——框投影面積（m2）。建筑門窗、幕墻框的熱工計(jì)算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱

（6）框的太陽(yáng)光總透射比計(jì)算（7）ThermCN框計(jì)算處理原則ThernCN框傳熱計(jì)算原則

（1）常用材料的物理性能參數(shù)按規(guī)程附錄E～F確定；（2）各種材料外輪廓線可用折線近似代替實(shí)際的曲線，且應(yīng)避免出現(xiàn)小于45度的銳角；（3）一般型材空腔內(nèi)表面的小凹槽與小凸起可適當(dāng)簡(jiǎn)化，但跨越玻璃（或其它鑲板）室內(nèi)外型材的小凹槽與小凸起不可做簡(jiǎn)化；（4）一般可不考慮窗鎖、窗執(zhí)手及固定螺栓、螺釘?shù)臒針蛴绊?，但如果鎖跨越玻璃兩側(cè)，