雙層玻璃幕墻空腔熱阻和遮陽系數(shù)計算

雙層玻璃幕墻熱工計算1.雙層玻璃幕墻傳熱系數(shù)應(yīng)按封閉狀態(tài)和通風(fēng)狀態(tài)取值。2.封閉狀態(tài)：2.1當(dāng)玻璃幕墻開口完全閉合時，空腔內(nèi)空氣間層熱阻取(m2?K/W)：夏季室內(nèi)外溫差>=104<delT<10<=4豎向空氣流0.180.190.2冬季室內(nèi)外溫差>=2<=2豎向空氣流0.220.232.2雙層幕墻傳熱系數(shù)KCW,D計算公式:CW,Dcw,e2-1)sesicw,icw,sicw,isicw,ecw,ise2-2)se2-3)式中Kcwe——外層幕墻的傳熱系數(shù)(W/m2?K);R'——幕墻外表面的換熱阻值，取Rse=0.04(m2?K/W);seRs——空氣間層熱阻值(m2?K/W);RSi 幕墻內(nèi)表面換熱阻值，透明部分取R=0.13(m2?K/W),非透明部分取si siRsi=0.11(m2?K/W);Kcwi——內(nèi)層幕墻的傳熱系數(shù)(W/m2?K)。其中，外層幕墻平均熱阻值工Rcw,e和內(nèi)層幕墻平均熱阻值工Rcw,i均可按下式分別計算：A+A+A乙R= 0 B B2 (2-4)cwKA+KA+KA00 B1B1 B2B2式中￡Rcw——外層、內(nèi)層幕墻平均熱阻(m2?K/W);K0——幕墻面板傳熱系數(shù)(W/m2?K);KB1——橫龍骨傳熱系數(shù)(W/m2?K);B1KB2——豎龍骨傳熱系數(shù)(W/m2?K);B2A0 幕墻面板面積(m2);AB1——幕墻單元中橫龍骨投影面積（m2）;B1AB2——幕墻單元中豎龍骨投影面積（m2）。B23.通風(fēng)狀態(tài)：3.1當(dāng)玻璃幕墻開口開啟時，空氣間層的熱阻應(yīng)根據(jù)開口面積與高度的比值不同，按不同的公式計算得出。當(dāng)0<開口面積與高度的比X<0.0125m2/m時，空氣間層熱阻按下式估算R=-3.0606X+0.1804 （3－1）s當(dāng)開口面積與高度的比X>0.0125m2/m時，空氣間層熱阻按下式估算R=-0.5506X+0.133 （3－2）s3.2雙層幕墻傳熱系數(shù)KCWD按式（2-1）到（2-4）計算。CW,D4.遮陽系數(shù)按下式計算：4－1)SC=SC?SC?SD?SD4－1)12HVSD=aPF2+bPF+1Hb nSD=aPF2+bPF+1VV VPF=A式中SC——總遮陽系數(shù);SC1——外層幕墻遮陽系數(shù)；SC2——內(nèi)層幕墻遮陽系數(shù)；sdh——水平遮陽板夏季外遮陽系數(shù)；HSDV——垂直遮陽板夏季外遮陽系數(shù)；SD——百葉完全閉合時遮陽系數(shù)。PF——遮陽板外挑系數(shù)，當(dāng)計算值PF>1時，取PF=1;A——遮陽板外挑長度，按《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189的規(guī)定采用；B——遮陽板根部到幕墻透明部分對邊的距離,按《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189的規(guī)定采用。其中:ab、b、a、b為計算系數(shù)，按《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189的規(guī)定采用。bnvv說明部分：封閉狀態(tài)下空氣層傳熱由自然對流部分和輻射傳熱部分組成，兩者可分別遵從《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》的計算方法。傳熱量與玻璃溫度(差)有關(guān)。而玻璃溫度差與室內(nèi)外的溫度差、以及內(nèi)層中空玻璃的U值相關(guān)。比如，夏季中空玻璃U值取2W/m2*K,玻璃溫度差可估算為室內(nèi)外溫度差的0.264倍(=0.18/(0.125+0.18+[1/2-0.125])。當(dāng)間層厚度大于100mm時，厚度對熱阻影響不大。空氣間層通風(fēng)狀態(tài)下，熱阻受到通風(fēng)量的影響。通風(fēng)量與間層內(nèi)外的溫度有關(guān)。在《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》中給出的通風(fēng)情況下傳熱計算中需要給出通風(fēng)量，由通風(fēng)量可以推算出空腔內(nèi)空氣層的平均溫度Tb，出口空氣溫度Tt，通風(fēng)間層的平均速度V，通風(fēng)間gab out i層的換熱系數(shù)h等。但僅在熱壓下的通風(fēng)量除了cfd模擬外沒有有效方法可以得出。而在cv《暖通空調(diào)》中給出了熱壓下的流量的計算公式，可以由空腔內(nèi)空氣層的平均溫度計算得到流量，通過兩組公式的聯(lián)立，可以計算出通風(fēng)工況下的傳熱系數(shù)。多個研究表明，間層開口很小時，開口對傳熱性能影響很大，當(dāng)開口增大到一定程度后，開口影響不大。附件：2.1．封閉狀態(tài)下空氣層熱阻按以下方法計算封閉空氣間層自然對流傳熱Nu=(Nu1,Nu2)max十Nu=0.0673838Ra3(Ra>5x104)1Nu=0.028154Rao.4i34(104<Ra<5x104)1Nu=1+1.7596678xlO-ioRa2.2984755(Ra<104)1RaNu=0.242(——)0.272Ag,iy2-d3-G-B-c-ATRa= p-B=TmHdg,i并根據(jù)cfd模擬的經(jīng)驗以及對熱阻的估算，假定中空玻璃的外層面對空腔層的玻璃溫度Tb,ib,i為32°C，室外層玻璃溫度Tb為35°C，其它的參數(shù)設(shè)為：高度H為4m,寬度L為3m,空b,o腔距離d為0.1m，由此可計算出自然對流的傳熱系數(shù)h為1.10W/m2*K左右。c封閉空氣間層輻射傳熱 c同樣采用《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》的公式h=佃(丄+—-l)xT3r ￡ ￡ m12空腔兩側(cè)的玻璃面向空腔層的發(fā)射率均設(shè)為0.8，其它參數(shù)與自然對流中的取值相同，由此計算得到的結(jié)果為輻射傳熱系數(shù)h為4.35W/m2*K左右?？煽闯龇忾]狀態(tài)下輻射換熱占主要r部分。由上述兩部分得到，空腔的總熱阻為1/(hc+hr)=0.183m2*K/W,并且通過改變幕墻尺寸的計算結(jié)果來看，幕墻尺寸對非通風(fēng)工況下空腔總熱阻的影響非常的小，因此我們建議在雙層玻璃幕墻非通風(fēng)時，空腔總熱阻取0.18m2*K/W。

3.1通風(fēng)狀態(tài)下空氣間層的熱阻按以下方法計算T(h)=T—(T—T )-e—HOgab av av gab,inT=(T+T)/2av bfY-c-dH=p-Vo2-hcvHT=T——o(T—T)gabav—gab,out gab,inq=y-c-p(T—T)v pvgab,in gab,outh=2h+4Vcv c ipV=—id-L在《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》中給出的通風(fēng)情況下傳熱計算中需要給出通風(fēng)量，由通風(fēng)量可以推算出空腔內(nèi)空氣層的平均溫度Tb，出口空氣溫度Tt，通風(fēng)間層的平均速gab out度V，通風(fēng)間層的換熱系數(shù)h等。但僅在熱壓下的通風(fēng)量除了cfd模擬外沒有有效方法可i cv以得出。而在《暖通空調(diào)》中給出了熱壓下的流量的計算公式，可以由空腔內(nèi)空氣層的平均溫度計算得到流量，通過兩組公式的聯(lián)立，可以計算出通風(fēng)工況下的傳熱系數(shù)。“ 朮人2APV=u*Aiiiip1[2]11AP=Kh（———）isitT0i計算參數(shù)中除了采用非通風(fēng)工況下的溫度與幕墻尺寸外，還假設(shè)了中和面高度h為幕墻高度的一半（在進(jìn)口和出口面積相等的情況下基本合理），阻力系數(shù)為1.05。計算結(jié)果如下：002y吶002y吶不同丿ILI曲恕"7爲(wèi)處的比伯卜T臓陽的變甘護(hù)鍥□ D04 O口百 003 □”！ D.12 ￡114開【I面職上I啟覽的比值 亦仙由結(jié)果我們可以得出，即使在完全通風(fēng)工況下（上海規(guī)范中＞1500mm2/m）空腔的總熱阻也是不能忽視的。并且我們注意到在開口面積剛開始增大時空腔熱阻的線性比較明顯，因此我們建議對通風(fēng)工況下的熱阻進(jìn)行分段處理，在開口面積為0~0.0125m2/m時，采用公式y(tǒng)=-3.0606x+0.1804，在開口面積＞12500mm2/m時，采用公式y(tǒng)=-0.5506x+0.133。另通過計算得到，改變幕墻高度和空腔厚度對結(jié)論沒有大的影響。改變高度為3m，或改變空腔厚度為0.5m,其誤差最大也只在10-3級別，因此我們認(rèn)為推薦的線性公式適用性較強。4．遮陽系數(shù)的相關(guān)討論由遮陽系數(shù)定義：遮陽系數(shù)=太陽光總透射比/0.87而太陽光總投射比包含了直接透射和吸熱后二次傳熱兩部分。在《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》中給出了計算單層玻璃太陽光總透射比的公式:莒=冬+右［孑"in1"out利用此公式對幾種玻璃進(jìn)行計算并與其給出的遮陽系數(shù)進(jìn)行對比。發(fā)現(xiàn)雖然公式中并沒有考慮到溫差對一次傳熱的影響，1'日是用來計算單層玻璃所造成的誤差較小，可以接受。透射比反射比吸收比總透射比利用公式遮陽系數(shù)產(chǎn)品給出的遮陽系數(shù)普通玻璃6mm0.780.070.150.820.940.96low—e6mm0.660.110.230.720.820.81自潔玻璃6mm0.750.120.130.780.900.91本體綠6mm0.440.050.510.560.650.66針對于《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》給出的多層體系太陽輻射熱的分析方法，我們對雙層玻璃幕墻以及在空腔內(nèi)加遮陽設(shè)施的情況進(jìn)行了計算。當(dāng)嚴(yán)］時I『心：；.門：一％“：.）、；｝"f■-k:1：lf:=<-i出；2-rtJl；］;■r：■/■■■= | 心】藥<胡=■⑴+扯1切廳總｝_*E一片g土魚⑴二J帛■的反卿室那轉(zhuǎn)方向酹熱阻應(yīng)犢下式忖翼.7=￡-〉；-sE?斗訴丈『九--亀點制邙翔mu心一離嚴(yán)飆酗熱阻（的K/Vhk〔一第噓氣鶴融各//玻璃向室｝NI-J:比傳熱T/&F式訂帝:；我諂垮怦.:初心:|允總選禺I?:.:沁:F』tff噂主Xh“、「兗<;...r-J計算結(jié)果表明：對于吸收率小的玻璃，例如兩個普通玻璃，采用Sc總=Sci*Sc2來計算所造總1 2