建筑門窗幕墻熱工計算分析課件

建筑門窗幕墻熱工計算建筑門窗幕墻熱工計算1建筑門窗幕墻的熱工計算

目錄（1）設計、計算邊界條件（2）幕墻、門窗幾何描述與熱工性能指標規(guī)范（3）建筑門窗整體性能計算實例建筑門窗幕墻的熱工計算目錄2一般計算條件

設計或評價建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工性能時，應統(tǒng)一采用《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》第十章中的相關規(guī)定的標準計算條件進行計算。計算邊界條件中主要分為產(chǎn)品設計邊界條件、工程設計邊界條件；冬季計算邊界條件及夏季計算邊界條件；一般計算條件設計或評價建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的3產(chǎn)品設計-冬季計算標準條件

室內(nèi)空氣溫度Tin=20℃室外空氣溫度Tout=-20℃室內(nèi)對流換熱系數(shù)hc,in=3.6W/(m2

K)室外對流換熱系數(shù)hc,out=16W/(m2

K)室內(nèi)平均輻射溫度Trm,in

=Tin室外平均輻射溫度Trm,out

=Tout太陽輻射照度Is=300W/m2產(chǎn)品設計-冬季計算標準條件室內(nèi)空氣溫度Tin=20℃4產(chǎn)品設計-夏季計算標準條件

室內(nèi)空氣溫度Tin=25℃室外空氣溫度Tout=30℃室內(nèi)對流換熱系數(shù)hc,in=2.5W/(m2

K)室外對流換熱系數(shù)hc,out=16W/(m2

K)室內(nèi)平均輻射溫度Trm,in

=Tin室外平均輻射溫度Trm

=Tout太陽輻射照度Is=500W/m2

產(chǎn)品設計-夏季計算標準條件室內(nèi)空氣溫度Tin=25℃5計算標準條件

傳熱系數(shù)計算應采用冬季標準計算條件，并取Is=0W/m2；計算門窗的傳熱系數(shù)時，門窗周邊框的室外對流換熱系數(shù)hc,out應取8W/(m2

K)；邊框附近玻璃邊緣（65mm內(nèi)）的室外對流換熱系數(shù)hc,out應取12W/(m2

K)。遮陽系數(shù)、太陽光總透射比計算應采用夏季標準計算條件。計算標準條件傳熱系數(shù)計算應采用冬季標準計算條件，并取Is=6結露性能評價與計算條件

室內(nèi)環(huán)境溫度：20℃；室內(nèi)環(huán)境濕度：30％，60％；室外環(huán)境溫度：0℃，-10℃，-20℃；室外對流換熱系數(shù)：20W/(m2

K)。結露性能評價與計算條件室內(nèi)環(huán)境溫度：20℃；7門窗框與墻的連接界面處理

在計算門窗、玻璃幕墻產(chǎn)品的熱工參數(shù)時，門窗框與墻的連接界面可作為絕熱邊界條件處理。門窗框與墻的連接界面處理在計算門窗、玻璃幕墻產(chǎn)品的熱工參數(shù)8對流換熱計算

實際工程，當室內(nèi)氣流速度足夠小（即小于0.3m/s），內(nèi)表面的對流換熱應按自然對流換熱計算。內(nèi)表面的對流熱換熱按自然對流計算時，自然對流換熱系數(shù)：

hc,in=3.6W/m2.K(冬季)hc,in=2.5W/m2.K(夏季)

對流換熱計算實際工程，當室內(nèi)氣流速度足夠?。葱∮?.3m9對流換熱計算

當內(nèi)表面有較高速度氣流時，室內(nèi)對流換熱按強制對流計算。門窗內(nèi)側強制對流用下列關系式計算。VS為門窗壁面附近的氣流速度，m/s。對流換熱計算當內(nèi)表面有較高速度氣流時，室內(nèi)對流換熱按強制對10外表面對流換熱

外表面對流換熱應按強制對流換熱計算。外邊界層對流換熱的熱流密度按下式計算：性能計算節(jié)能計算外表面對流換熱外表面對流換熱應按強制對流換熱計算。外邊界層11綜合對流和輻射換熱

外表面或內(nèi)表面的換熱：式中：綜合對流和輻射換熱外表面或內(nèi)表面的換熱：12建筑門窗幕墻的熱工計算

目錄（1）設計、計算邊界條件（2）幕墻、門窗幾何描述與熱工性能指標規(guī)范

1）門窗幾何描述與熱工計算

2）幕墻幾何描述與熱工計算（3）建筑門窗整體性能計算實例建筑門窗幕墻的熱工計算目錄13整窗的幾何描述

整樘窗應根據(jù)框截面的不同對窗框進行分類，每個不同類型窗框截面均應計算框傳熱系數(shù)、線傳熱系數(shù)。不同類型窗框相交部分的傳熱系數(shù)宜采用鄰近框中較高的傳熱系數(shù)代替。整窗的幾何描述整樘窗應根據(jù)框截面的不同對窗框進行分14整窗的幾何描述

窗在進行熱工計算時應按下列規(guī)定進行面積劃分：窗框投影面積Af：指從室內(nèi)、外兩側分別投影，得到的可視框投影面積中的較大值，簡稱“窗框面積”；玻璃投影面積Ag（或其他鑲嵌板的投影面積Ap）：指從室內(nèi)、外側可見玻璃（或其他鑲嵌板）邊緣圍合面積的較小值，簡稱“玻璃面積”（或“鑲嵌板面積”）；整樘窗總投影面積At：指窗框面積Af與窗玻璃面積Ag(或其他鑲嵌板的面積Ap)之和，簡稱“窗面積”。整窗的幾何描述窗在進行熱工計算時應按下列規(guī)定進行面積劃分：15整窗的幾何描述

整窗的幾何描述16整窗的幾何描述玻璃區(qū)域的周長lψ(或者是不透明板的周長lp)是門窗玻璃（或者不透明板）室內(nèi)、外兩側的全部可視周長的之和的較大值。整窗的幾何描述玻璃區(qū)域的周長lψ(或者是不透明板的周長lp17整窗的傳熱系數(shù)計算

整窗的傳熱系數(shù)的計算公式為：Ag為窗玻璃面積；Af為窗框的投射面積；為玻璃區(qū)域的周長；Ug為窗玻璃（或者不透明板）中央?yún)^(qū)域的傳熱系數(shù)；

Uf為窗框的面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，見第5章；Ψ為窗框和窗玻璃（或者不透明板）之間的線傳熱系數(shù)。

整窗的傳熱系數(shù)計算整窗的傳熱系數(shù)的計算公式為：Ag為窗玻18遮陽系數(shù)計算

整體門窗太陽能總透過率的計算公式為：gg為窗玻璃區(qū)域（或者不透明板gp）太陽能總透過率，對給定窗的不同部分分別計算求和gf為窗框太陽能總透過率，對給定窗的不同部分分別計算求和At為整窗的總投影面積遮陽系數(shù)計算整體門窗太陽能總透過率的計算公式為：gg為窗19遮陽系數(shù)計算

框和非透明面板的太陽能總透過率整體門窗可見光透射比的計算公式為：遮陽系數(shù)計算框和非透明面板的太陽能總透過率整體門窗可見光20建筑門窗幕墻的熱工計算

目錄（1）設計、計算邊界條件（2）幕墻、門窗幾何描述與熱工性能指標規(guī)范

1）門窗幾何描述與熱工計算

2）幕墻幾何描述與熱工計算（3）建筑門窗整體性能計算實例建筑門窗幕墻的熱工計算目錄21幕墻的幾何描述

應根據(jù)框截面、鑲嵌面板類型的不同將幕墻框節(jié)點進行分類，不同種類的框截面節(jié)點均應計算其傳熱系數(shù)及對應框和鑲嵌面板接縫的線傳熱系數(shù)。幕墻的幾何描述應根據(jù)框截面、鑲嵌面板類型22幕墻的幾何描述

在進行幕墻熱工計算時應按下列規(guī)定進行面積劃分

框投影面積Af：指從室內(nèi)、外兩側分別投影，得到的可視框投影面積中的較大值，簡稱“框面積”；玻璃投影面積Ag(或其他鑲嵌板的投影面積Ap)：指室內(nèi)、外側可見玻璃(或其他鑲嵌板)邊緣圍合面積的較小值，簡稱“玻璃面積”（或“鑲嵌板面積”）；Af

=max{Af,i;Af,e}At=Af+Ag+Ap

Ad,i=A1+A2+A3Ad,e=A4+A5+A6幕墻總投影面積At：指框面積Af與玻璃面積Ag(和其他面板面積Ap)之和，簡稱“幕墻面積”。幕墻的幾何描述在進行幕墻熱工計算時應按下列規(guī)定進行23幕墻的幾何描述

Af=max{Af,i;Af,e}At=Af+Ag+ApAd,i=A1+A2+A3Ad,e=A4+A5+A6幕墻的幾何描述Af=max{Af,i;Af,e}24幕墻的幾何描述

幕墻玻璃（或其他鑲嵌板）和框結合的線傳熱系數(shù)對應的邊緣長度lψ應為框與面板的接縫長度，并應取室內(nèi)、室外接縫長度的較大值。幕墻的幾何描述幕墻玻璃（或其他鑲嵌板）和框結合的25幕墻計算單元劃分單元式幕墻和構件式幕墻幕墻計算的邊界和單元的劃分應根據(jù)幕墻型式的不同而采用不同的方式。幕墻計算單元的劃分應符合下列規(guī)定：1

構件式幕墻計算單元可從型材中線剖分；2單元式幕墻計算單元可從單元間的拼縫處剖分。幕墻計算單元劃分單元式幕墻和構件式幕墻幕墻計算的邊界和26幕墻計算單元劃分計算單元劃分示意圖構造原理圖幕墻計算單元劃分計算單元劃分示意圖構造原理圖27幕墻計算單元劃分單元式幕墻計算單元可從單元間的拼縫處剖分。幕墻計算單元劃分單元式幕墻計算單元可從單元間的拼縫處剖28幕墻計算單元劃分幕墻計算的節(jié)點應包括幕墻所有典型的節(jié)點，對于復雜的節(jié)點可拆分計算。幕墻計算單元劃分幕墻計算的節(jié)點應包括幕墻所有典型的29傳熱系數(shù)計算

幕墻傳熱系數(shù)UCW應采用下式計算：Ag——玻璃或透明面板面積（m2）；lg——玻璃或透明面板邊緣長度（m）；Ug——玻璃或透明面板傳熱系數(shù)［W/(m2·K)］；ψg——玻璃或透明面板邊緣的線傳熱系數(shù)［W/(m·K)］；Ap——非透明面板面積（m2）；lp——非透明面板邊緣長度（m）；Up——非透明面板傳熱系數(shù)［W/(m2·K)］；ψp——非透明面板邊緣的線傳熱系數(shù)［W/(m·K)］；Af——框面積（m2）；Uf——框的傳熱系數(shù)［W/(m2·K)］。傳熱系數(shù)計算幕墻傳熱系數(shù)UCW應采用下式計算：Ag——30傳熱系數(shù)計算

當幕墻背后有其他墻體（包括實體墻、裝飾墻等），且幕墻與墻體之間為封閉空氣層時，此部分的室內(nèi)環(huán)境到室外環(huán)境的傳熱系數(shù)U應按下式計算：幕墻背后多層墻體的傳熱系數(shù)UWall

傳熱系數(shù)計算當幕墻背后有其他墻體（包括實體墻、裝飾墻31傳熱系數(shù)計算

若幕墻與墻體之間存在熱橋，當熱橋的總面積不大于墻體部分面積1%時，熱橋的影響可忽略；當熱橋的總面積大于實體墻部分面積1%時，應計算熱橋的影響。計算熱橋的影響，可采用當量熱阻Re