幕墙热工培训课件

1、杨仕超广东省建筑科学研究院广东省建筑科学研究院2010年年3月月14日日建筑幕墙门窗节能设计与计算建筑热工基础简介建筑热工基础简介门窗幕墙的热工性能门窗幕墙的热工性能 建筑门窗幕墙节能设计措施建筑门窗幕墙节能设计措施国内外幕墙门窗标准对比国内外幕墙门窗标准对比幕墙门窗热工性能计算幕墙门窗热工性能计算 遮阳性能计算遮阳性能计算 计算实例分析计算实例分析目 录传热学基本知识传热学基本知识热量传递的三种基本方式：热量传递的三种基本方式：热传导：在固体内部或直接接触的固体之间的热传递过程。热对流：对流是固体表面与气体或液体之间的热传递过程。热辐射：辐射是两个固体之间通过热辐射进行的热传递。自然界中所有

2、的传热均由这三种方式相互组合而成。热传导与导热系数热传导与导热系数 物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的的热能传递称为热传导,简称导热。tqn 导热系数是指当温度梯度为1/m时，在单位时间内通过单位面积的导热量。导热系数大，表明材料的导热能力强。各种材料的导热系数各种材料的导热系数用途材料密度（kg/m3）导热系数表面发射率 框铝2700237.00涂漆0.90阳极氧化0.200.80铝合金2800160.00涂漆0.90阳极氧化0.200.80铁780050.00镀锌0.20氧化0.80不锈钢790017.00浅黄0.20氧化0.80建筑钢材78

3、5058.20镀锌0.20氧化0.80涂漆0.90PVC13900.170.90硬木7000.180.90软木5000.130.90玻璃钢19000.400.90各种材料的导热系数各种材料的导热系数用途材料密度（kg/m3）导热系数（W/mK）表面发射率透明材料建筑玻璃25001.00玻璃面0.84镀膜面0.030.80丙烯酸（树脂玻璃）10500.200.90PMMA（有机玻璃）11800.180.90聚碳酸脂12000.200.90隔热聚冼氨（尼龙）11500.250.90尼龙66+25%玻璃纤维14500.300.90高密度聚乙烯HD9800.520.90低密度聚乙烯 LD9200.33

4、0.90固体聚丙烯9100.220.90带有25%玻璃纤维的聚丙烯12000.250.90PU（聚亚氨脂树脂）12000.250.90刚性PVC13900.170.90各种材料的导热系数各种材料的导热系数用途材料密度（kg/m3）导热系数（W/mK）表面发射率防水密封条氯丁橡胶 (PCP)12400.230.90EPDM（三元乙丙）11500.250.90纯硅胶12000.350.90柔性PVC 12000.140.90密封剂PU（刚性聚氨酯）12000.250.90固体/热融异丁烯12000.240.90聚硫胶17000.400.90纯硅胶12000.350.90聚异丁烯9300.200.9

5、0聚脂树脂14000.190.90硅胶（干燥剂）7200.130.90分子筛650 7500.100.90低密度硅胶泡沫7500.120.90中密度硅胶泡沫8200.170.90对流换热与对流换热系数对流换热与对流换热系数 对流换热是固体表面与气体或液体之间的热传递过程。在建筑门窗幕墙热工计算中所涉及的主要是空气沿围护结构表面流动时，与壁面之间所产生的热交换过程。 ()ccfwqh tt 对流换热系数hc十分复杂，与空气流动、所在位置、壁面情况粗糙情况以及热流方向等均有关系。 辐射是两个固体之间通过热辐射进行的热传递。在常温下，物体之间的辐射换热是在远红外线（长波，5m以上波长）波段进行的。这

6、一传热与物体表面的热辐射系数有关。辐射换热 热辐射与热传导和对流换流在原理上有本质的区别，它是以电磁波形式传递热量的。 表面通过换热吸热 内表面从室内吸热（冬季），或外表面从室外空间吸热（夏季）； 围护结构自身传热热量由高温表面传向低温表面；表面通过换热放热外表面向室外空间散发热量（冬季），或内表面向室内散热（夏季）。严格来说，每一传热过程都是三种基本传热方式的综合过程。 表面放热和表面吸热机理是一样的，统称为表面换热。围护结构的传热过程围护结构的传热过程固体在空气环境下的传热主要是通过与周围的空气进行表面换热，可认为是自然对流状态的表面换热。 一般情况下，不均匀温度场仅发生在靠近固体的薄层之

7、内。在贴附固体处，空气温度等于固体表面温度tw ,在远隔固体表面的方向上逐渐上升或降低，最终接近空气温度t in。固体在空气环境下的传热()inwqh tt 表面换热系数h包含辐射换热系数hr与对流换热系数hc 太太阳阳光光谱谱： 太阳能光谱分布太阳能光谱分布 ： 射线波长占太阳辐射总能量的比例紫外线0.290.38m7%可见光0.380.76m46%近红外0.762.5m44%远红外2.5m以上3%玻璃的可见光特性玻璃的可见光特性玻璃的可见光透射玻璃的可见光透射 ： 玻璃的可见光透射比 。780380780380780380780380)()()()()()(VDVDdVDdVD 为试样的可

8、见光透射比，%；()试样的光谱透射比，%； D 标准照明体D65的相对光谱功率分布；V() 明视觉光谱光视效率； 波长间隔，此处为10nm。 玻璃的可见光反射：玻璃的可见光反射： 玻璃的可见光反射比 为试样的可见光反射比，%；() 试样的光谱反射比，%； D标准照明体D65的相对光谱功率分布； V() 明视觉光谱光视效率； 波长间隔，此处为10nm。 780380780380780380780380)()()()()()(VDVDdVDdVD玻璃太阳光直接透射：玻璃太阳光直接透射： 玻璃的太阳光直接透射比 e为试样的太阳光直接透射比，%； () 试样的光谱透射比，%； S太阳光辐射相对光谱分布

9、； 波长间隔，此处为10nm。 2500300250030025003002500300)()(SSdSdSe玻璃太阳光直接反射：玻璃太阳光直接反射： 玻璃的太阳光直接反射比 e试样的太阳光直接反射比，%； () 试样的光谱反射比，%； S太阳光辐射相对光谱分布； 波长间隔，此处为10nm。 2500300250030025003002500300)()(SSdSdSe玻璃的遮阳系数玻璃的遮阳系数玻璃的长波辐射：玻璃的长波辐射： 玻璃的长波辐射的有关参数包括以下三个：a、前（外）表面半球发射率f,i；b、后（内）表面半球发射率b,i；c、半球-半球传递系数i。 我国热工气候分区 我国主要分为严

10、寒地区、寒冷地区、温和地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区, 广东省属于夏热冬暖地区。 我国热工气候分区 公共建筑节能设计气候分区为：严寒地区A区、严寒地区B区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区。气候分区代表性城市严寒地区A区海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯、安达严寒地区B区长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪、阜新、哈密、鞍山、张家口、酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东寒冷地区兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津、大连、阳泉、平凉、石家庄、德州、晋城、天水、西安、拉萨、康定、济南、青岛

11、、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州夏热冬冷地区南京、蚌埠、盐城、南通、合肥、安庆、九江、武汉、黄石、岳阳、汉中、安康、上海、杭州、宁波、宜昌、长沙、南昌、株洲、永州、赣州、韶关、桂林、重庆、达县、万州、涪陵、南充、宜宾、成都、贵阳、遵义、凯里、绵阳夏热冬暖地区福州、莆田、龙岩、梅州、兴宁、英德、河池、柳州、贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口、南宁、北海、梧州建筑热工基础简介建筑热工基础简介门窗幕墙的热工性能门窗幕墙的热工性能 建筑门窗幕墙节能设计措施建筑门窗幕墙节能设计措施国内外幕墙门窗标准对比国内外幕墙门窗标准对比幕墙门窗热工性能计算幕墙门窗热工性能计算 遮阳性能计算遮阳性能计算 计

12、算实例分析计算实例分析目 录门窗幕墙的热工性能指标 根据建筑外门窗气、水密、抗风压性能分级检测方法（GB/T7106-2008）（2009年3月1日实施）建筑外窗气密性分级标准如下表所示。分级12345678单位缝长分级指标值q1(m3/mh)4.0q13.53.5q13.03.0q12.52.5q12.02.0q11.51.5q11.01.0q10.5q10.5单位面积分级指标值q2(m3/m2h)12q210.510.5q29.09.0q27.57.5q26.06.0q24.54.5q23.03.0q21.5q21.5门窗幕墙的热工性能指标 根据建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8

13、484-2008（2009年3月1日实施）建筑外门窗保温性分级标准如2.1.2-1所示。 外窗保温性能分级分级12345指标值K W/(m2K)K5.05.0K4.04.0K3.53.5K3.03.0K2.5分级678910指标值K W/(m2K)2.5K2.02.0K1.61.6K1.31.3K1.1K1.1门窗幕墙的热工性能指标 根据建筑幕墙（GB/T 21086-2007）要求，幕墙传热及遮阳性能分级应符合标准的规定。建筑幕墙传热系数分级分级12345678指标值K W/(m2K)K5.05.0K4.04.0K3.03.0K2.52.5K2.02.0K1.51.5K1.0K1.0建筑幕墙

14、遮阳系数分级分级12345678指标值SC0.9SC0.80.8SC0.70.7SC0.60.6SC0.50.5SC0.40.4SC0.30.3SC0.2SC0.2夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准对门窗热工的要求。门窗幕墙的热工性能指标朝向窗外环境条件外窗传热系数 K W/(m2K)窗墙面积比0.250.25窗墙面积比0.30.3窗墙面积比0.350.35窗墙面积比0.450.4554.74.73.22.5-冬季最冷月室外平均气温54.73.23.22.5-东、西无外遮阳措施4.73.2-有外遮阳（其太阳辐射透过率20%）4.73.23.22.52.5南4.74.73.22.52.5夏热冬冷地

15、区居住建筑节能设计标准对门窗热工的要求。 多层住宅外窗应采用平开窗。 外窗设置活动外遮阳。 建筑物16层的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于现行国家标准建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法 GB7107规定的级；7层及7层以上的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于标准规定的级。门窗幕墙的热工性能指标夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准对门窗热工的要求。 外窗的面积不应过大，各朝向窗墙面积比应符合下列规定：北向不大于0.45；东、西向不大于0.30；南向不大于0.50。 天窗面积不应大于屋顶总面积的4，其传热系数K不应大于4.0 W/(m2K)，天窗本身的遮阳系数SC不应大于0.5。 居住建筑采用不同

16、平均窗墙面积比时，其外窗的传热系数K和综合遮阳系数Sw应符合规定。 门窗幕墙的热工性能指标夏热冬暖地区居住建筑窗的综合遮阳系数和传热系数（北区）外墙外墙遮阳遮阳系数系数外窗的传热系数外窗的传热系数K W/(mK W/(m2 2k)k)C CZ Z0.250.250.250.25C CZ Z0.30.30.30.3C CZ Z0.350.350.350.35C CZ Z0.40.40.40.4C CZ Z0.450.45K1.K1.5 5D3.D3.0 00.90.95.05.03.53.52.52.5-0.80.85.55.54.04.03.03.02.02.0-0.70.76.06.04.5

17、4.53.53.52.52.52.02.00.60.66.56.55.05.04.04.03.03.03.03.00.50.56.56.55.05.04.54.53.53.53.53.50.40.46.56.55.55.54.54.54.04.03.53.50.30.36.56.55.55.55.05.04.04.04.04.00.20.26.56.56.06.05.05.04.04.04.04.0门窗幕墙的热工性能指标外墙外墙遮阳遮阳系数系数外窗的传热系数外窗的传热系数K W/(mK W/(m2 2k)k)C CZ Z0.250.250.250.25C CZ Z0.30.30.30.3C C

18、Z Z0.350.350.350.35C CZ Z0.40.40.40.4C CZ Z0.450.45墙体墙体K1.K1.0 0D3.D3.0 0或或墙体墙体K0.K0.7 70.90.96.56.56.56.54.04.02.52.5-0.80.86.56.56.56.55.05.03.53.52.52.50.70.76.56.56.56.55.55.54.54.53.53.50.60.66.56.56.56.56.06.05.05.04.04.00.50.56.56.56.56.56.56.55.05.04.54.50.40.46.56.56.56.56.56.55.55.55.05.00

19、.30.36.56.56.56.56.56.55.55.55.05.00.20.26.56.56.56.56.56.56.06.05.55.5夏热冬暖地区居住建筑窗的综合遮阳系数和传热系数（北区）门窗幕墙的热工性能指标外外 墙墙外窗的综合遮阳系数外窗的综合遮阳系数S SW WCz0.Cz0.25250.250.25Cz0.3Cz0.30.30.3Cz0.35Cz0.350.350.35Cz0.4Cz0.40.40.4Cz0.45Cz0.45外墙外墙面面太阳太阳辐射辐射吸收吸收系数系数0.80.8K2.0K2.00.60.60.50.50.40.40.40.40.30.3K1.5K1.50.80

20、.80.70.70.60.60.50.50.40.4K1.0K1.0或轻墙或轻墙k0.7k0.70.90.90.80.80.70.70.60.60.50.5夏热冬暖地区居住建筑窗的综合遮阳系数和传热系数（南区）门窗幕墙的热工性能指标夏热冬暖地区居住建筑外门窗的有关规定居住建筑物的外窗，尤其是东、西朝向外窗宜优先采用活动或固定的建筑外遮阳设施。居住建筑外窗（包括阳台门）的可开启面积不应小于外窗所在房间地面面积的8或外窗面积的45%。 1-9层的外窗的气密性等级，不应低于现行国家标准GB/T7107-2002规定的3级；10层及10层以上的外窗的气密性等级，不应低于该标准规定的4级门窗幕墙的热工性

21、能指标门窗幕墙的热工性能指标 根据3.0 m3/m2.h）n透明幕墙的气密性不应低于建筑幕墙物理性能分级 GB/T 15225规定的级。注： GB/T 15225气密性级为为:1.2:1.2q qA A0.5(0.5(m3/m2.h) 相当于现行标准GB/T21086-2007的3级门窗幕墙的热工性能指标建筑节能工程施工质量验收规范对幕墙、门窗验收的要求如下： 5.1.3条 当幕墙节能工程采用隔热型材时，隔热型材生产企业应提供型材隔热材料的力学性能和热变形性能试验报告。 5.2.2条 幕墙节能工程使用的保温材料，其导热系数、密度、燃烧性能应符合设计要求。幕墙玻璃的传热系数、遮阳系数、可见光透射

22、比、中空玻璃露点应符合设计要求。门窗幕墙的热工性能指标幕墙节能工程验收部分条文: 5.2.3条幕墙节能工程使用的材料、构件等进场时，应对其下列性能进行复验，复验应为见证取样送检： 1）保温材料：导热系数、密度； 2）幕墙玻璃：可见光透射比、传热系数、遮阳系数、中空玻璃露点； 3）隔热型材：拉伸强度、抗剪强度。 5.2.4条 幕墙的气密性能应符合设计规定的等级要求。当幕墙面积大于3000m2或建筑外墙面积的50时，应现场抽取材料和配件，在检测试验室安装制作试件进行气密性能检测，检测结果应符合设计规定的等级要求。 门窗幕墙的热工性能指标门窗节能工程验收部分条文: 6.2.2条 建筑外窗的气密性、保

23、温性能、中空玻璃露点、玻璃遮阳系数和可见光透射比应符合设计要求。 门窗幕墙的热工性能指标门窗节能工程验收部分条文:6.2.3条 建筑外窗进入施工现场时，应按地区类别对其下列性能进行复验，复验应见证取样送检：n 严寒、寒冷地区：气密性、传热系数和中空玻璃露点；n 夏热冬冷地区：气密性、传热系数，玻璃遮阳系数、可见光透射比、中空玻璃露点；n 夏热冬暖地区：气密性、玻璃遮阳系数、可见光透射比、中空玻璃露点。n 检查数量：同一厂家的同一类型的产品抽查不少于3樘（件）建筑热工基础简介建筑热工基础简介门窗幕墙的热工性能门窗幕墙的热工性能 建筑门窗幕墙节能设计措施建筑门窗幕墙节能设计措施国内外幕墙门窗标准对

24、比国内外幕墙门窗标准对比幕墙门窗热工性能计算幕墙门窗热工性能计算 遮阳性能计算遮阳性能计算 计算实例分析计算实例分析目 录门窗的冬季保温与夏季隔热项目夏季冬季热源太阳采暖热辐射短波长波传热方向向室内向室外主要方式辐射传热温差传热节能措施隔热保温有关参数遮阳系数传热系数传热系数太阳作用增加负荷非常有利各种建筑玻璃的光学及热工性能 透明玻璃 吸热玻璃 热反射玻璃 单片LowE玻璃 中空玻璃 镀膜中空玻璃典型玻璃的光学、热工性能： 透明玻璃 透明玻璃的透射能力比较好，基本上可以透过全部太阳能的80%，透明玻璃对太阳能谱最集中的0.382.5m波长范围有较好的透射率。 吸热玻璃吸热玻璃的特性热反射玻璃

25、品种厚度可见光透射%阳光总透射%遮阳系数传热系数YAC0156656560.645.7YAC0140640430.495.4YCR0115615260.304.6SGSS2214611270.314.7SGPGN221469250.294.6热反射玻璃的特性Low-E玻璃 Low-E玻璃又称低辐射玻璃是在玻璃表面镀特殊的金属氧化物薄膜，使照射于玻璃的远红外线被膜层反射，从而降低玻璃的热辐射通过量。 Low-E玻璃对太阳辐射的透射和反射具有以下特性： 紫外线（0.290.38m）：透射率低、反射率低、吸收率高； 可见光（0.380.76m）：透射率高、反射率低； 近红外线（0.762.5m）：透

26、射率高、反射率低； 远红外线和长波热辐射（2.520m）：透射率低、反射率高。单片在线Low-E玻璃品种厚度可见光透射%阳光总透射%遮阳系数传热系数Southern Low-E5mm0.520.450.523.39Northern Low-E5mm0.860.670.773.37Comfort Ti Low-E5mm0.730.540.623.29Comfort Ti-R Low-E5mm0.770.530.613.20Solar-E 玻璃Low-E 玻璃的特性 中空玻璃在南方隔热、北方保温 南方夏季，中空玻璃的采用主要是为减少太阳辐射。 南方夏季，中空玻璃首先是反射或吸收太阳短波辐射，再利用

27、中空玻璃的空气层有效隔绝温差传热和长波辐射，而使得大量的太阳辐射不进入室内。 北方冬季，中空玻璃一般是尽量减少对太阳短波辐射的阻挡，而使得大量的太阳辐射进入室内。 北方冬季，中空玻璃传热系数小，可有效阻止温差传热。 玻璃系统的遮阳设计原则 采用单片吸热玻璃、Low-E玻璃（在线）、遮阳型Low-E玻璃（在线）有一定遮阳节能效果； 采用热反射玻璃遮阳效果明显； 采用吸热或镀膜中空玻璃比较好； 中空玻璃外片玻璃采用吸热、热反射、遮阳Low-E玻璃，内片采用透明、Low-E玻璃等； 外片玻璃吸收绝大部分的太阳辐射热，空气层将外片玻璃的热辐射阻挡在外面而不对室内产生传热。 太阳能透过中空玻璃中空玻璃的

28、遮阳隔热效果 透明的中空玻璃对遮阳不起什么作用； 吸热的中空玻璃有一定的遮阳作用； 热反射玻璃遮阳作用较好，但可见光透过率低； 透明Low-E中空玻璃遮阳作用有限； 遮阳型Low-E中空玻璃遮阳效果较好。 阳光控制型的Low-E中空玻璃有较好的遮阳效果，又有较好的可见光透过率。Low-E中空玻璃品种厚度可见光透射%阳光总透射%遮阳系数传热系数高透光6+12A+672470.621.9中透光6+12A+662370.501.8较低透光6+12A+648280.381.8低透光6+12A+635200.301.8典型玻璃的光学、热工性能参数 玻璃品种玻璃品种可见光透射可见光透射比比v太阳能太阳能总

29、透射比总透射比gg遮阳系数遮阳系数SC中部传热系中部传热系数数K W/(m2K)透明玻透明玻璃璃3mm透明玻璃透明玻璃0.830.871.005.86mm透明玻璃透明玻璃0.770.820.935.712mm透明玻璃透明玻璃0.650.740.845.5吸热玻吸热玻璃璃5mm绿色吸热玻璃绿色吸热玻璃0.770.640.765.76mm蓝色吸热玻璃蓝色吸热玻璃0.540.620.725.75mm茶色吸热玻璃茶色吸热玻璃0.500.620.725.75mm灰色吸热玻璃灰色吸热玻璃0.420.600.695.7热反射热反射玻璃玻璃6mm高透光热反射玻璃高透光热反射玻璃0.560.560.645.76

30、mm中等透光热反射玻璃中等透光热反射玻璃0.400.430.495.46mm低透光热反射玻璃低透光热反射玻璃0.150.260.304.66mm特低透光热反射玻璃特低透光热反射玻璃0.110.250.294.6单片单片Low-E6mm高透光高透光Low-E玻璃玻璃0.610.510.583.66mm中等透光型中等透光型Low-E玻璃玻璃0.550.440.513.5中空中空玻璃玻璃6透明透明+12空气空气+6透明透明0.710.750.862.86绿色吸热绿色吸热+12空气空气+6透明透明0.660.470.542.86灰色吸热灰色吸热+12空气空气+6透明透明0.380.450.512.86

31、中等透光热反射中等透光热反射+12空气空气+6透透明明0.280.290.342.46低透光热反射低透光热反射+12空气空气+6透明透明0.160.160.182.36高透光高透光Low-E+12空气空气+6透明透明0.720.470.621.96中透光中透光Low-E+12空气空气+6透明透明0.620.370.501.86较低透光较低透光Low-E+12空气空气+6透透明明0.480.280.381.86低透光低透光Low-E+12空气空气+6透明透明0.350.200.301.86高透光高透光Low-E+12氩气氩气+6透明透明0.720.470.621.56中透光中透光Low-E+12

32、氩气氩气+6透明透明0.620.370.501.4典型玻璃的光学、热工性能参数 门窗幕墙保温性能改善措施（1）为提高门窗、幕墙的气密性能，门窗、幕墙的面板缝隙应采取良好的密封措施。玻璃或非透明面板四周应采用弹性好、耐久的密封条密封或注密封胶密封。（2）开启扇应采用双道或多道密封，并采用弹性好、耐久的密封条。推拉窗开启扇四周应采用中间带胶片毛条或橡胶密封条密封。 气密性能设计措施气密性能设计措施 门窗幕墙保温性能改善措施（3）单元式幕墙的单元板块间应采用双道或多道密封，并应采取措施对纵横交错缝进行密封，采用的密封条应弹性好、耐久，单元板安装就位后密封条应保持压缩状态。（4）严寒、寒冷、夏热冬冷地

33、区，门窗、玻璃幕墙周边与墙体或其它围护结构连接处应为弹性构造，采用防潮型保温材料填塞，缝隙应采用密封剂或密封胶密封。 气密性能设计措施气密性能设计措施 门窗幕墙保温性能改善措施（1）为提高建筑门窗、玻璃幕墙的保温性能，应采用中空玻璃。（2）需进一步提高保温性能时，可采用Low-E中空玻璃、充惰性气体的Low-E中空玻璃、两层或多层中空玻璃。 保温性能设计措施保温性能设计措施 门窗幕墙保温性能改善措施（3）采用中空玻璃时，窗用中空玻璃气体间层的厚度不宜小于9mm，幕墙用中空玻璃气体间层的厚度不应小于9mm，宜采用12mm或以上的气体间层，但不宜超过20mm。 保温性能设计措施保温性能设计措施 1

34、1.522.533.54369121620空气氩气Low-E玻璃传热系数与气体间层厚度关系 门窗幕墙保温性能改善措施4）为提高门窗的保温性能，门窗型材可采用木金属复合型材、塑料型材、隔热铝合金型材、隔热钢型材、玻璃钢型材等。5）为提高玻璃幕墙的保温性能，可通过采用隔热型材、隔热连接紧固件、隐框结构等措施，避免形成热桥。保温性能设计措施保温性能设计措施 门窗幕墙保温性能改善措施6）建筑幕墙的非透明部分和窗槛墙部分，应充分利用幕墙面板背后的空间，采用高效、耐久的保温层进行保温，以满足墙体的保温隔热要求。 保温层可采用岩棉、超细玻璃棉或其它不燃、难燃保温材料制作的保温板。 严寒、寒冷地区，幕墙非透明

35、部分面板的背后保温材料所在空间应充分隔汽密封，防止产生凝结水。 保温性能设计措施保温性能设计措施 门窗幕墙保温性能改善措施1）为提高建筑门窗、玻璃幕墙的遮阳性能，宜采用高性遮阳型玻璃产品，如Low-E中空玻璃、双银Low-E中空玻璃、在线Low-E玻璃、镀膜玻璃、贴膜玻璃、着色玻璃等。 遮阳性能设计措施遮阳性能设计措施 2）进行既有建筑节能改造时基于成本及施工方便考虑可采用玻璃贴膜技术。门窗幕墙保温性能改善措施3）建筑外窗、玻璃幕墙的遮阳应综合考虑建筑效果、建筑功能和经济性，合理采用建筑外遮阳并和特殊的玻璃系统相配合。 遮阳性能设计措施遮阳性能设计措施 4）当建筑采用双层玻璃幕墙时，严寒、寒冷

36、地区宜采用空气内循环的双层形式；夏热冬暖地区宜采用空气外循环的双层形式； 自然通风节能措施自然通风节能措施 一般，在空调状态下建筑物是密闭的，但自然通风好的建筑可以减少空调的使用，从而节约建筑能耗。 居住建筑的外窗应设置足够面积的开启部分，外窗的开启部位应与建筑的平面相协调，以有利于房间的自然通风。自然通风节能措施自然通风节能措施 医院、办公楼、旅馆、学校等公共建筑的外窗应设置足够面积的开启部分，并应与建筑的平面相协调。采用玻璃幕墙时，在每个有人员经常活动的房间，玻璃幕墙均应设置可开启的窗扇或独立的通风换气装置。 双层通风幕墙双层通风幕墙 当建筑采用双层玻璃幕墙时，严寒、寒冷地区宜采用空气内循

37、环的双层形式； 夏热冬暖地区宜采用空气外循环的双层形式； 夏热冬冷地区和温和地区应综合考虑建筑外观、建筑功能和经济性采用不同的形式。 空调建筑的双层幕墙内应设置可以调节的活动遮阳装置。 幕墙抗结露幕墙抗结露 严寒、寒冷、夏热冬冷地区建筑的外窗、玻璃幕墙应进行结露验算，在设计计算条件下，其内表面温度不应低于室内的露点温度。 建筑幕墙的非透明部分，应充分利用幕墙面板背后的空间，采用高效、耐久的保温材料进行保温。幕墙抗结露幕墙抗结露 严寒、寒冷地区，幕墙非透明部分面板背后保温材料所在的空间应充分隔汽密封，防止结露。幕墙与主体结构间（除结构连接部位外）不应形成冷桥。 在可能无法避免结露幕墙内侧应设置凝

38、结水收集系统。凝结水收集系统应能完全收集幕墙内侧可能出现的凝结水，收集的凝结水应能排放，不能渗漏至室内。 幕墙的智能化系统幕墙的智能化系统 当空调建筑大面积采用玻璃窗、玻璃幕墙时，根据建筑功能、建筑节能的需要，可采用智能化控制的遮阳系统、通风换气系统等。 智能化的控制系统应能够感知天气的变化，能结合室内的建筑需求，对遮阳装置、通风换气装置进行实时的控制，达到最佳的室内舒适效果和降低空调能耗。 遮阳设施自动化和智能化遮阳设施自动化和智能化 自动化主要包括电动收放、电动调节状态等装置。 智能地控制则是引入了天气感知装置、信息技术等等。 天气感知装置：感知阳光、风速、温度下雨状况等。 信息：室内人员

39、的活动，室内的环境需要等。 信息来源：人体活动的需要、工作环境的要求。 对于大型公共建筑，自动控制是非常必要的。一方面可以最大限度上满足总体的需要，另一方面满足美观的需要。5 建筑环境与节能综合智能控制 1 充分利用自然采光可以大大节约照明能耗，采用智能控制以达到最佳效果； 2 智能化的建筑遮阳不仅可以大大改善室内热环境，而且可以最大限度节省空调能耗； 3 将空调控制和遮阳控制结合，可以产生更好的效果；建筑热工基础简介建筑热工基础简介门窗幕墙的热工性能门窗幕墙的热工性能 建筑门窗幕墙节能设计措施建筑门窗幕墙节能设计措施国内外幕墙门窗标准对比国内外幕墙门窗标准对比幕墙门窗热工性能计算幕墙门窗热工

40、性能计算 遮阳性能计算遮阳性能计算 计算实例分析计算实例分析目 录 幕墙、门窗热工性能计算机模拟计算，在欧盟、美国、日本等已广泛应用并得到社会的认可。目前国外主要有两种典型标准体系。（1）ISO（EN）标准体系（2）美国NFRC标准体系1.概述国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 NFRC是美国国家门窗等级评定委员会，是美国的门窗节是美国国家门窗等级评定委员会，是美国的门窗节能性能标识民间组织机构，依据能性能标识民间组织机构，依据ISO和美国标准编制了相应的和美国标准编制了相应的标准体系。标准体系。 国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比n建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程（JGJ/T 151-2008）

41、于2009年5月1日颁布实施 ；1.概述国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 由于ISO在建筑门窗幕墙热工计算标准主要引用欧盟（EN）的技术标准，在此将ISO和EN标准归为一类。标准名称标准主要内容引用标准pr EN 13947幕墙热工计算ISO 10077-1、ISO 10077-2、ISO 10211、EN 12412-2等ISO 10599玻璃、门窗、遮阳热工性能计算ISO 10077-2、ISO/CIE 10527, ISO 9050等ISO 10077-1整窗的传热系数简化计算EN 673、ISO 10211、ISO 10077-2等ISO 10077-2框的热工性能（线传热系数法）I

42、SO 7345、ISO 10211、ISO 10292等ISO 9050玻璃光学性能计算ISO 9845-1、ISO 10292、ISO/CIE 10527等2.ISO(EN)标准体系国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 NFRC全称为“美国国家门窗等级评定委员会”，主要依据ISO和美国标准编制了相应的门窗热工标准体系 。3.美国NFRC标准体系 标准名称标准主要内容引用标准NFRC 100门窗热工计算、框热工性能计算（玻璃边缘区域法）ISO 10599、ANSI/DASMA 105-98、IEEE-ASTM-SI-10等NFRC 200 门窗、框的太阳得热计算ISO 10599、ASTM C

43、1172-03、ASTM C 1036-01等NFRC 300玻璃光学热工计算ASTM E 903、ISO 9845-1、ISO/CIE 10527等国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 JGJ/T 151-2008主要包含以下内容：4.JGJ/T 151-2008n 玻璃光学热工性能计算；n 框传热计算（线传热系数法）；n 门窗幕墙热工性能计算；n 结露性能评价、计算；n 遮阳系统计算；n 通风空气间层传热计算；n 计算边界条件。类别国内标准体系ISO（EN）标准体系NRFC标准体系幕墙热工计算JGJ/T 151EN 13947无门窗热工计算JGJ/T 151ISO 10599、ISO 100

44、77-1NFRC 100NFRC 200框热传导计算JGJ/T 151ISO 10599、ISO 10077-2NFRC 100NFRC 200玻璃光学热工计算JGJ/T 151ISO 9050NFRC 300国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比国外的幕墙热工计算标准只有EN 13947,美国NFRC没有国内JGJ/T 151的幕墙计算方法与EN 13947一致计算边界条件标准对比国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 计算边界条件包括两类：标准计算边界条件、工程实际计算边界条件。（1）设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工性能时，应采用标准计算条件；（2）在进行实际工程设计时，应根据相应的建筑

45、设计或节能设计标准来确定工程实际计算边界条件。计算边界条件标准对比国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比n JGJ/T 151-2008定义的边界条件与ISO标准基本一致,但与室内对流换热系数与NFRC相差较大。 n 三个标准体系规定的室内空气温度差别不大。 n 为更符合我国的工程实际情况，与建筑门窗保温性能检测与分级标准等相关标准相互协调，JGJ/T 151-2008门窗边框及边框附近边缘（63.5mm以内）的室外对流换热系数作了特别规定，与ISO和NRFC均有较大的不同。 国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 标准体系类型计算边界条件参数ISO（EN）标准体系：ISO15099美国NFRC标准体

46、系：NFRC100/NFRC200我国标准体系：JGJ/T151冬季室内空气温度Tin（）202120室外空气温度Tout（）0-18-20室内对流换热系数hc,in W/(m2K)3.6ASHRAE/NFRC3.6室外对流换热系数hc,out W/(m2K)202616门窗边框的室外对流换热系数hc,out W/(m2K)/8边框附近玻璃边缘（63.5mm以内）的室外对流换热系数hc,out W/(m2K)/12太阳辐射照度Is （W/m2）3000300夏季室内空气温度Tin（）252425室外空气温度Tout（）303230室内对流换热系数hc,in W/(m2K)2.5ASHRAE/N

47、FRC2.5室外对流换热系数hc,out W/(m2K)81516太阳辐射照度Is （W/m2）500783500玻璃光学热工计算标准对比国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 ISO 9050是目前玻璃光学热工计算依据，JGJ/T151与ISO 9050一致； ISO 9050和JGJ/T151采用ISO 9845-1第5类标准光谱数据（直射+散射）； NFRC 300 采用ISO 9845-1第2类标准光谱数据（直射）。 NFRC与ISO、国内标准采用不同的标准光谱数据，在计算玻璃光学热工性能时会造成巨大的差异！国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比标准太阳光谱对比 玻璃光学热工计算标准对比天空散

48、射光谱分布 幕墙门窗框热工计算标准对比国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 ISO 15099和JGJ/T 151均主要引用ISO 10077-1计算方法，是ISO计算门窗传热系数的推荐方法。 NFRC 100、NFRC 200主要采用ISO计算门窗传热系数的代替方法。框热工计算标准对比国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比ggff2DbUbUL ISO 15099和JGJ/T 151均引用ISO 10077-2计算方法，采用附加线传热系数计算方法。 NFRC 100主要采用玻璃边缘区域传热系数计算方法。框热工计算标准对比国内外幕墙门窗热工性能计算标准对比 NFRC-2004的边界条件的边界条件建筑

49、热工基础简介建筑热工基础简介门窗幕墙的热工性能门窗幕墙的热工性能 建筑门窗幕墙节能设计措施建筑门窗幕墙节能设计措施国内外幕墙门窗标准对比国内外幕墙门窗标准对比幕墙门窗热工性能计算幕墙门窗热工性能计算 遮阳性能计算遮阳性能计算 计算实例分析计算实例分析目 录 紫外紫外/ /可见可见/ /近红外近红外/ /分光光度计、傅立叶变化红外光谱分光光度计、傅立叶变化红外光谱仪仪建筑玻璃光学热工性能计算 单片玻璃（包括其他透明材料，下同）的光学、热工性能应根据测定的单片玻璃光谱数据进行计算。测定的单片玻璃光谱数据应包括其各个光谱段的透射率、前反射率和后反射率，光谱范围应至少覆盖3002500nm波长范围，不

50、同波长范围的数据间隔应满足下列要求：（1） 波长为300400nm时，数据点间隔不应超过5nm；（2） 波长为4001000nm时，数据点间隔不应超过10nm；（3） 波长为10002500nm时，数据点间隔不应超过50nm。建筑玻璃光学热工性能计算 计算玻璃系统的传热系数时，应采用简单的模拟环境条件，仅考虑室内外温差，没有太阳辐射，应按下式计算： nenising)0(TTIqUtg1RU 式中 (Is=0) 没有太阳辐射热时，通过玻璃系统传向室内的净热流（W/m2）； 室外环境温度（K）； 室内环境温度（K）；inqneTniT玻璃系统的热工参数 玻璃系统的传热阻Rt应为各层玻璃、气体间层

51、、内外表面换热阻之和，应按下列公式计算：niniinigioutthRRhR21,11igigigtR,iiiiqTTR1,b, f式中 Rg,i 第i层玻璃的固体热阻；Ri 第i层气体间层的热阻；、 第i层气体间层的外表面和内表面温度；qi第i层气体间层的热流密度iT, f1,b iT 玻璃系统太阳光总透射比及遮阳系数计算iintiiinRRAq.niiintiSRRAg1.87. 0gSCg玻璃系统的热工参数框传热计算原理 计算框的传热系数Uf时应符合下列规定： （1） 框的传热系数Uf应在计算窗或幕墙的某一框截面的二维热传导的基础上获得； （2）在框的计算截面中，应用一块导热系数 =0.

52、03W/(mK)的板材替代实际的玻璃（或其他镶嵌板），板材的厚度等于所替代面板的厚度，嵌入框的深度按照实际尺寸，可见部分的板材宽度bp不应小于200mm框传热计算原理 在室内外计算条件下，用二维热传导计算软件计算流过图示截面的热流qw，并应按下式整理： pfoutn,inn,ppffW)(bbTTbUbUqfppD2ffbbULUoutn,inn,pfWD2fTTbbqL Uf 框的传热系数/(m2K)； Lf2D 框截面整体的线传热系数/(mK)；Up 板材的传热系数/(m2K)；bf框的投影宽度(m)；bp板材可见部分的宽度（m）；Tn,in室内环境温度（K）；Tn,out室外环境温度（K

53、）。框传热计算原理 计算框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数时应符合下列规定：（1）用实际的玻璃系统（或其他镶嵌板）替代导热系数 =0.03 W/(mK)的板材，其他尺寸不改变； bg200mm框传热计算原理（2）用二维热传导计算程序，计算在室内外标准条件下流过图示截面的热流q，q应按下式整理： gfn.outinn,ggff)(bbTTbUbUqggff2DbUbULoutn,inn,gfD2TTbbqL 式中 框与玻璃（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数W/(mK)；L2D框截面整体线传热系数W/(mK)；g玻璃的传热系数W/(m2K)；bg 玻璃可见部分的宽度（m）。Tn,in室内环

54、境温度（K）；Tn,out室外环境温度（K）。整窗的传热系数计算整窗的传热系数计算 整窗的传热系数的计算公式为： tffggtAUAUAUAg为窗玻璃面积；Af为窗框的投射面积； 为玻璃区域的周长；Ug为窗玻璃（或者不透明板）中央区域的传热系数； Uf为窗框的面传热系数；为窗框和窗玻璃（或者不透明板）之间的线传热系数。 整窗热工性能计算 整体门窗太阳能总透过率的计算公式为： tffggtAAgAgggg为窗玻璃区域（或者不透明板gp）太阳能总透过率， 对给定窗的不同部分分别计算求和gf为窗框太阳能总透过率，对给定窗的不同部分分别计算求和At为整窗的总投影面积 tdtCggS整窗热工性能计算 框

55、和非透明面板的太阳能总透过率 outfsurffffhAAUg 整体门窗可见光透射比的计算公式为： tgvtAA整窗热工性能计算幕墙热工性能计算幕墙热工性能计算 幕墙传热系数UCW应采用下式计算： fpgppggffppggCWAAAllAUAUAUUAg 玻璃或透明面板面积（m2）；lg 玻璃或透明面板边缘长度（m）；Ug 玻璃或透明面板传热系数W/(m2K)；g 玻璃或透明面板边缘的线传热系数W/(mK)；Ap 非透明面板面积（m2）；lp 非透明面板边缘长度（m）；Up 非透明面板传热系数W/(m2K)；p 非透明面板边缘的线传热系数W/(mK)；Af框面积（m2）；Uf框的传热系数W/

56、(m2K)。 当幕墙背后有其他墙体（包括实体墙、装饰墙等），且幕墙与墙体之间为封闭空气层时，此部分的室内环境到室外环境的传热系数U应按下式计算：airoutWallinCW11111RhUhUU 幕墙背后多层墙体的传热系数UWall inoutWall111hdhUiii幕墙热工性能计算 若幕墙与墙体之间存在热桥，当热桥的总面积不大于墙体部分面积1%时，热桥的影响可忽略；当热桥的总面积大于实体墙部分面积1%时，应计算热桥的影响。 计算热桥的影响，可采用当量热阻Reff代替本规程公式中的空气间层热阻Rair。 dARAAARbbairbeff幕墙热工性能计算遮阳系数计算遮阳系数计算 幕墙整体的太

57、阳能总透射比为： AAgAgAggffppggCW 幕墙整体的遮阳系数为： 87. 0CWCWgSC幕墙热工性能计算 幕墙整体系统的可见光透射比应按下式计算： tgvtAA幕墙热工性能计算建筑热工基础简介建筑热工基础简介门窗幕墙的热工性能门窗幕墙的热工性能 建筑门窗幕墙节能设计措施建筑门窗幕墙节能设计措施国内外幕墙门窗标准对比国内外幕墙门窗标准对比幕墙门窗热工性能计算幕墙门窗热工性能计算 遮阳性能计算遮阳性能计算 计算实例分析计算实例分析目 录建筑遮阳设置原则遮阳性能计算（1）遮阳设施应根据地区气候特征、经济技术条件、房间使用性质等综合因素，满足夏季遮阳、冬季阳光入射、自然通风、采光等要求。（

58、2）夏热冬暖地区、夏热冬冷地区的建筑以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑，外窗（包括透明幕墙）宜设置外部遮阳。建筑遮阳设置原则遮阳性能计算（3）夏季，太阳辐射照度随朝向不同有较大差别。一般以水平面最高，东、西向次之，南向较低，北向最低。（4）建筑遮阳设计依次考虑屋顶天窗，西向、东向、西南向、东南向、南向窗。 建筑遮阳形式及分类遮阳性能计算遮阳的基本形式分为外遮阳、内遮阳和中间遮阳 优点：将太阳辐射直接阻挡在室外，节能效果较好！（1）外遮阳缺点：直接暴露在室外，对材料及构造的耐久性要求较高，价格相对昂贵，操作、维护不方便。 建筑遮阳形式及分类遮阳性能计算典型外遮阳案例遮阳性能计算遮阳性能计算遮阳性能计

59、算建筑遮阳形式及分类遮阳性能计算优点：将入射室内的直射光漫反射，对改善室内温度不平衡状况及避免眩光具有积极作用。 不直接暴露在室外，对材料及构造的耐久性要求较低，价格相对便宜，操作、维护方便 （2）内遮阳缺点：遮阳构件位于建筑室内，遮挡效果不直接。 建筑遮阳形式及分类遮阳性能计算典型内遮阳案例建筑遮阳形式及分类遮阳性能计算优点：位于玻璃系统的内部或两层门窗、幕墙之间，易于调节，不易被污染 （3）中间遮阳缺点：造价高，维护成本较高 建筑遮阳形式及分类遮阳性能计算典型内遮阳案例建筑外遮阳形式及分类遮阳性能计算 外遮阳按遮阳构件安装位置，可分为水平式、垂直式、综合式、挡板式四种基本形式 水平式宜布置

60、在北回归线以北地区南向及接近南向的窗口、北回归线以南地区的南向及北向窗口 建筑外遮阳形式及分类遮阳性能计算 垂直式宜布置在北向、东北向、西北向附近的窗口 综合式宜布置在从东南向到西南向范围内的窗口 建筑外遮阳形式及分类遮阳性能计算 挡板式宜布置在东、西向及其附近方向的窗口。 遮阳性能计算 水平遮阳板的外遮阳系数和垂直遮阳板的外遮阳系数应按下列公式计算确定：水平遮阳板： SDH=ahPF2+ bhPF+l 垂直遮阳板： SDV=avPF2+ bvPF+l 遮阳板外挑系数： PF=A/B SDH 水平遮阳板夏季外遮阳系数；SDV 垂直遮阳板夏季外遮阳系数；ah、bh、av、bv 计算系数；PF遮阳