雙層幕墻熱工計算書

概述熱量傳遞有三種基本的方式，熱傳導、熱對流和熱輻射，實際熱量的傳遞過程都是以這三種方式進行的，而且絕大多數(shù)的情況下都是以這三種方式中的兩種或三種同時進行的，屬于組合作用的形式，而在對雙層幕墻進行熱工計算時，需要綜合考慮熱傳遞的三個因素，以驗證所設計之雙層呼吸式幕墻系統(tǒng)的傳熱系數(shù)不大于0.7，，即符合招標文件中要求所設計之系統(tǒng)的滿足GB對I級幕墻的設計要求。一、熱傳導在物體內(nèi)部或相互接觸的物體表面之間，由于分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象稱為熱傳導，按照熱力學的觀點，當物體內(nèi)部或相互接觸的物體表面之間存在溫差時，熱量就會通過微觀粒子的熱運動(位移、振動)或碰撞從高溫傳向低溫。對于雙層呼吸式玻璃幕墻來講，若室外的溫度熱量高于室內(nèi)的溫度，那么，熱量將從室外傳向室內(nèi)，反之亦然。本工程雙層幕墻中室內(nèi)外所使用的中空玻璃和單片平板玻璃屬熱工研究中較常見的“大平壁”研究對象，當平壁兩表面分別維持均勻恒定的溫度時，可以近似地認為平壁內(nèi)的溫度只沿著垂直于平壁表面的方向發(fā)生變化，并且不隨時間而變，熱量也只沿著垂直于平壁表面的方向傳遞，屬于導熱研究中一維穩(wěn)態(tài)導熱，這個假設是以下所有計算的前提，如圖所示。實驗證實，在一維穩(wěn)態(tài)導熱模型下，平壁內(nèi)部的熱流量Φ與平壁的表面面積A及兩側表面的溫差Δt成正比，與玻璃的厚度δ成反比，并與玻璃本身和玻璃表面的涂層材料的導熱性能和特性有關，可表示為：式中系數(shù)λ為材料的熱導率(導熱系數(shù))，與材料本身的物理和化學性質有關；稱為導熱熱阻系數(shù)，用R表示，即，平壁的厚度越大，導熱熱阻就越大，反之就越小。上式經(jīng)過變形，可以成為以下的形式：這就是熱傳導的傅里葉定律，其中，稱為傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)越大，熱流量越高，反之越小，在本工程中，要求所設計之雙層呼吸式玻璃幕墻的傳熱系數(shù)，即熱阻系數(shù)二、熱對流熱對流是指由于流體的宏觀運動使溫度不同的流體相對位移而產(chǎn)生的熱量傳遞現(xiàn)象。熱（或冷）的空氣和它所接觸的平壁表面之間如果存在溫差，就必然會發(fā)生熱的對流交換，而對流換熱的基本計算公式滿足牛頓冷卻公式，形式如下：式中：，Δt為平壁表面溫度與空氣之間的溫差，h為對流換熱時表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，與熱傳導熱相似地，稱為對流換熱熱阻系數(shù)。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的大小反映空氣與之平壁對流換熱的強弱，它不僅取決于空氣的物理性能(熱導率、粘度、密度、比熱容等)、流動的形態(tài)(層流、湍流)、流動的成因(自然對流或受迫對流)，還與平壁表面的形狀和面積大小等因素有關。目前學術界對各種流體（包括空氣）的對流換熱系數(shù)還沒有一個精確的定量計算方法，多數(shù)系數(shù)為現(xiàn)場實驗或模擬實驗所得。按照國家《民用建筑熱工設計規(guī)范》GB50176-93附2.17中的規(guī)定，內(nèi)表面換熱系數(shù)取，外表面換熱系數(shù)取。三、熱輻射輻射是物體通過電磁波傳遞能量的現(xiàn)象。按照產(chǎn)生電磁波的不同原因可以得到不同頻率的電磁波，如紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線等各種電磁波。熱輻射是由于熱的原因而產(chǎn)生的電磁波輻射。熱輻射的電磁波是物體內(nèi)部微觀粒子熱運動狀態(tài)改變時激發(fā)出來的。只要溫度高于絕對零度（0K），物體總是不斷地把熱能變?yōu)檩椛淠?，向外發(fā)出熱輻射。同時，物體也不斷地吸收周圍物體投射到它上面的熱輻射，并把吸收的輻射能重新轉變成熱能。輻射換熱就是指物體之間相互輻射和吸收的總效果（一般可將熱輻射看作紅外線輻射）。緊兩平壁之間的專輻射換熱包括膀三個部分，即慎兩個平壁表面弊的輻射換熱和搜平壁之間空間改的空間輻射換階熱。兩個平壁謙表露面績1,膨2揀之間的輻射換姥熱可表示為：吹表按面殘1董凈損失的熱量蒸：默缸汽喬式中，觸實際物舅體階1肉的表面輻射熱訓阻，倘為單位面積的邁黑錢體寬1錯表面向半球空轟間發(fā)射的全部錫波長輻射能的膊總和（黑儲體室1伍輻射力），鎮(zhèn)單位時間內(nèi)離胃開黑糟體促1鳳單位面積表面英的總輻射能。亂實際物質體臟1冠的定向發(fā)射率核，而實際物候體返―憤―釋玻璃的發(fā)射率各為愉0.9駁4舅。圈表響面毫2北凈獲得的熱量氧為：怪符號的意義同邁上。鍛兩個表面直接栽換熱的熱量為尿：刷式中，驢表示表脂面爐1,鄭2按之間的凈輻射貴換熱量，漁為表境面腰1塑對表城面稈2次的角系數(shù)，與蝦平壁的大小和珍兩平壁之間的潛距離有關，恒品小家于冰1熊，本工程中空痛玻璃與單片玻囑璃之間的角系斧數(shù)約功為經(jīng)0.茂9撥?？蹫楸韺婢?,魂2栗之間的空間輻將射熱阻。屠總輻射熱阻用可電路方式表達敗為：雷總輻射熱阻系猴數(shù)為：螺，本工程中，桐取值為唯。四、熱工計算酒根據(jù)本工程的斯結構所構造的猾計算示意圖如荒圖所示，烏根據(jù)上面的示妙意圖，構造出雅的熱阻計算圖聽如下所示：件話上圖中，鞠為中空玻璃外蹄表面與空氣的特表面換熱系數(shù)樹，本工程中，合取值為喉；賺為中空玻璃熱搶阻，本工程的理取值為抖；堪為中空玻璃內(nèi)蝶表面與熱通道斷中空氣的表面府換熱系數(shù)，本朵工程的取值為瞎；案為單片玻璃外還表面與熱通道托中空氣的表面借換熱系數(shù)，本酷工程的取值為紡；涂為單片玻璃內(nèi)薦表面與室內(nèi)空念氣的表面換熱揪系數(shù)，本工程福的取值為它；恥為單片玻璃之爐熱阻，本工程粉的取值為密；諸為熱通道中空瓦氣的傳導熱阻稠，本工程的取肆值為迫；鞏為中空玻璃內(nèi)宮壁與單片玻璃瞎外壁之間之總因輻射換熱熱阻曲，本工程的取漁值仙為賴1.23按9宵。描竄舞根據(jù)《民用建哨筑熱工設計規(guī)蘭范闖》咐GB5017領6-9弦3糟中距附災2.鑰1堵、居2.威2陸和濕2.濁4嚴