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1、- PAGE 79 -Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第三章 建筑门窗玻璃幕墙热工计算一、整樘窗窗热工性性能计算算窗由多个部部分组成成,窗框框、玻璃璃(或其其它面板板)等部部分的光光学性能能和传热热特性各各不一样样,在计计算整窗窗的传热热系数、遮遮阳系数数以及可可见光透透射比时时,应采采用各部部分的相相应数值值按面积积进行加加权平均均计算。窗玻璃(或或者其它它镶嵌板板)边缘缘与窗框框的组合合传热效效应所产产生的附附加传热热以附加加线传热热系数()表达,简称“线传热系数”,应按照本章“框的传
2、热计算”进行计算。窗框的传热热系数、太太阳能总总透射比比按照本本章“框框的传热热计算”进行计算。窗玻璃的传传热系数数、太阳阳能总透透射比、可可见光透透射比按按照本章章“玻璃璃光学热热工性能能计算”进行计算。(一)整樘樘窗几何何描述整樘窗应根根据框截截面的不不同对窗窗框进行行分类,每每个不同同类型窗窗框截面面均应计计算框传传热系数数、线传传热系数数。不同同类型窗窗框相交交部分的的传热系系数可采采用邻近近框中较较高的传传热系数数代替。图3-1 窗各部件面积划分示图图3-1 窗各部件面积划分示图窗在进行热热工计算算时应按按图3-1进行行面积划划分:(1)窗框框的投影影面积AAf:从室室内、外外两侧分
3、分别投影影,得到到的可视视框投影影面积中中的较大大值,简简称“窗窗框面积积”;(2)玻璃璃的投影影面积AAg(或其它它镶嵌板板的投影影面积AAp):指从从室内、外外侧可见见玻璃(或其它它镶嵌板板)边缘围围合面积积的较小小值,简简称“玻玻璃面积积”;(3)整樘樘窗的总总投影面面积At:窗框框面积AAf与窗玻玻璃面积积Ag(或其其它镶嵌嵌板的面面积Ap)之和和,简称称“窗面面积”。2、窗玻璃璃区域周周长划分分玻璃和框结结合处的的线传热热系数对对应的边边缘长度度l应为框框与玻璃璃室内、外外接缝长长度的较较大值,见见图3-2所示示。图图3-2 窗玻璃区域周长示图(二)整樘樘窗传热热系数计计算整樘窗的传
4、传热系数数Ut采用下下式计算算: (3-1)式中:Utt整整樘窗的的传热系系数WW/(mm2K);Ag窗窗玻璃(或或者其它它镶嵌板板)面积积(m22);Af窗窗框面积积(m22);At整整樘窗面面积(mm2);l玻玻璃区域域(或者者其它镶镶嵌板区区域)的的边缘长长度(mm);Ug窗窗玻璃(或或者其它它镶嵌板板)的传传热系数数W/(m22K),按本本章“玻玻璃光学学热工性性能计算算”计算算;Uf窗窗框的传传热系数数W/(m22K),按本章“框框的传热热计算”计算;窗框框和窗玻玻璃(或或者其它它镶嵌板板)之间间的线传传热系数数W/(m2K),按本章“框框的传热热计算”计算。(三)整樘樘窗遮阳阳系数
5、计计算整樘窗的遮遮阳系数数是指:在给定定条件下下,外窗窗的太阳阳能总透透射比与与相同条条件下相相同面积积的标准准玻璃(3mm厚透明玻璃)的太阳能总透射比的比值。整樘窗的遮遮阳系数数SC应采采用下式式计算: (3-2)式中:SCC整整樘窗的的遮阳系系数;gt整整樘窗的的太阳能能总透射射比。上式中整樘樘窗的太太阳能总总透射比比gt应采用用下式计计算: (33-3)式中:gtt整整樘窗的的太阳能能总透射射比;Ag窗窗玻璃(或或者其它它镶嵌板板)面积积(m22);Af窗窗框面积积(m22);gg窗窗玻璃区区域(或或者其它它镶嵌板板)太阳阳能总透透射比,按按本章“玻玻璃光学学热工性性能计算算”进行行计算
6、;gf窗窗框太阳阳能总透透射比;At整整樘窗面面积(mm2)。(四)整樘樘窗可见见光透射射比计算算整樘窗的可可见光透透射比是是指:采采用人眼眼视见函函数进行行加权,标标准光源源透过门门窗成为为室内的的可见光光通量与与投射到到门窗上上的可见见光通量量的比值值。整樘窗的可可见光透透射比应应采用下下式计算算: (33-4)式中:tt整整樘窗的的可见光光透射比比;v窗窗玻璃(或或者其它它镶嵌板板)的可可见光透透射比,按按本章“玻玻璃光学学热工性性能计算算”进行行计算;Ag窗窗玻璃(或或者其它它镶嵌板板)面积积(m22);At整整樘窗面面积(mm2)。二、玻璃光光学热工工性能计计算(一)单层层玻璃的的光
7、学热热工性能能计算1、单层玻玻璃(包包括其它它透明材材料,下下同)的的光学、热热工性能能应根据据单片玻玻璃的测测定光谱谱数据进进行计算算。单片玻璃的的光谱数数据应包包括透射射率、前前反射率率和后反反射率,并并至少包包括3000nmm25500nnm波长长范围,不不同波长长段的间间隔应满满足如下下间隔要要求:(1)波长长30004000nmm,间隔隔不超过过5nmm;(2)波长长400010000nnm,间间隔不超超过100nm;(3)波长长10000225000nm,间间隔不超超过500nm。2、单片玻玻璃的可可见光透透射比V应按按下式计计算: (3-5)式中:D()光光源D665的相相对光谱
8、谱功率分分布,见见附录AA;()玻璃璃透射比比的光谱谱;V()人眼眼的视见见函数,见附录A。3、单片玻玻璃的可可见光反反射比V应按下下式计算算: (33-6)式中:()玻璃璃反射比比的光谱谱。4、单片玻玻璃的太太阳能直直接透射射比SS应按下下式计算算: (33-7)式中:()玻璃璃透射比比的光谱谱;S()标准准太阳光光谱,见见附录A。5、单片玻玻璃的太太阳能直直接反射射比S应按下下式计算算: (3-8)式中:()玻璃璃反射比比的光谱谱。6、单片玻玻璃的太太阳能总总透射比比,按照照下式计计算: (3-9)式中:hiin玻璃室室内表面面换热系系数;hout玻璃璃室外表表面换热热系数;As单单片玻璃
9、璃的太阳阳辐射吸吸收系数数。单片玻璃的的太阳辐辐射吸收收系数AAs应按下下式计算算: (3-10)式中:ss单单片玻璃璃的太阳阳能直接接透射比比;s单单片玻璃璃的太阳阳能直接接反射比比。7、单片玻玻璃的遮遮阳系数数SCcgg应按下下式计算算: (33-111)(二)多层层玻璃的的光学热热工性能能计算1、太阳光光透过多多层玻璃璃系统可可归纳为为图3-3所示示模型。图图3-3 玻璃层的吸收率和太阳光透射比图3-4 多层玻璃体系中太阳辐射热的分析图中表示一一个具有有n层玻璃璃的系统统,系统统分为nn1个个气体间间层,最最外面为为室外环环境i=1,内内层为室室内环境境i=nn+1。对对波长,系统统的光
10、学学分析应应考虑在在第i-1层层和第ii层玻璃璃之间辐辐射能量量和,角标标“+”和和“-”分分别表示示辐射流流向室外外和向室室内,如如图3- 4所所示。可设定室外外只有太太阳辐射射,室外外和室内内环境的的反射率率为零。当i=1时时: (3-12) (33-133)当i=n+1时: (3-14) (3-15)当i=2n时: i2至至n (33-166) i2至nn (33-177)应利用解线线性方程程组的方方法计算算所有各各个气体体层的II-i()和和I+ii()值,传传向室内内的直接接透射比比应由下下式计算算: (33-188)反射到室外外的直接接反射比比应由下下式计算算: (3-19)应确定
11、太阳阳辐射被被每层玻玻璃吸收收的部分分,这一一量值以以在第ii层的吸吸收率AAi()表示示,采用用下式计计算: (3-20)2、对整个个太阳光光谱进行行数值积积分,得得到第ii层玻璃璃吸收的的太阳辐辐射热流流密度SSi。 (33-211) (33-222)式中:太阳辐辐射照射射到玻璃璃系统时时第i层玻璃璃的吸收收率。3、多层玻玻璃的可可见光透透射比的的计算应应采用式式(3-5)计计算,可可见光反反射比的的计算应应采用式式(3-6)计计算。4、多层玻玻璃的太太阳能直直接透射射比应采采用式(3-7)计计算,太太阳能直直接反射射比应采采用式(3-8)计计算。(三)玻璃璃气体间间层的热热传递图3-5
12、第层玻璃的能量平衡1、玻璃间间气体层层的能量量平衡如如图3-5所示示,可用用基本的的关系式式表达如图3-5 第层玻璃的能量平衡 (3-23)式中:Tff,i第ii层玻璃璃前表面面温度(KK);Tb,i-1第i-1层玻玻璃后表表面温度度(K);Jf,i第ii层玻璃璃前表面面辐射热热(W/m2);Jb,i-1第i-1层玻玻璃后表表面辐射射热(WW/m22);在每一层气气体间层层中,应应采用以以下方程程: (33-244) (33-255) (33-266) (3-27)式中:tgg,i第ii层玻璃璃的厚度度;b,i第ii层后表表面半球球发射率率;f,i第ii层前表表面半球球发射率率;g,i第ii层
13、玻璃璃的导热热系数(WW/mK)。在计算传热热系数时时,应令令太阳辐辐射IS=0,在在每层材材料均为为玻璃的的系统中中可采用用如下热热平衡方方程计算算气体间间层的传传热: (3-28)式中:hrr,i第ii层气体体层的辐辐射换热热系数,由由(3-43)式式给出。2、玻璃层层间气体体间层的的对流换换热系数数可由无无量纲的的努谢尔尔特数确确定: (3-29)式中:dgg,i玻璃璃间层气气体间层层i的厚度度;g,i所充充气体的的导热系系数;Nui通过倾倾斜气体体间层传传热的实实验结果果所计算算的值,Nui为雷利数Raj、气体间层高厚比和空腔倾角的函数。注:在计算算高厚比比大的空空腔时应应考虑玻玻璃会
14、发发生弯曲曲现象对对厚度的的增加和和减少,发发生弯曲曲的原因因包括:空腔平平均温度度、空气气湿度含含量的变变化、干干燥剂对对氮气的的吸收、充充氮气过过程中由由于海拔拔高度和和天气变变化造成成压力的的改变等等因素。3、玻璃层层间气体体间层的的雷利数数(Raayleeighh)可表表示为: (3-30)可将填充气气体作理理想气体体处理,气气体热膨膨胀系数数为: (3-31)式中:填充气气体的平平均温度度(K)。第层气体间间层的高高厚比为为: (33-322)式中:H气体体间层顶顶到底的的距离,通通常应和和窗的透透光区高高度相同同。4、在定量量计算通通过玻璃璃气体间间层的对对流热传传递时,计计算应对
15、对应于特特定的倾倾角值或范范围。对对于倾角角,以下下计算假假设空腔腔从室内内加热(即即Tf,iiTb,ii-1);若实际际上室外外温度高高于室内内(Tf,iiTb,ii-1),则则要将倾倾角以1180-代替。空腔的努谢谢尔特数数Nuii应由以以下计算算公式确确定:(1)气体体间层倾倾角 00600 且 (3-33)式中:。(2)气体体间层倾倾角 =600 (3-34)式中:(3)气体体间层倾倾角600900对于倾角在在之间的的气体间间层,对对式(3-34)和和(3-35)?的结结果之间间作线性性插值。这这些公式式在且范围内内是有效效的。(4)垂直直气体间间层 (3-335) 51044 Raa
16、 1104 RRa 51044 RRa 1044 (5)气体体间层倾倾角900到1180面向下的气气体间层层应用下下式公式式: (3-36)式中:由式(3-355)给出的的垂直气气体间层层的努谢谢尔特数数。5、填充气气体的密密度应用用理想气气体定律律计算: (33-377)式中:P气体体压力,标标准状态态下P=10013000 PPa; 气气体密度度(kgg/m33);Tm气气体的温温度,标标准状态态下Tm=2993 KK;气体常常数JJ/(kkmollK)。定压比热容容cp、运动动粘度、导热热系数是温度度的线性性函数,应应采用附附录B?给出出的公式式和气体体的相关关系数计计算。6、混合气气体
17、的密密度、导导热系数数、粘度度和比热热容是各各成分相相应性质质的函数数:(1)摩尔尔质量 (33-388)式中:是混混合气体体中某一一气体成成分的摩摩尔数。(2)密度度 (3-39)(3)比热热容 (33-400)式中:(4)粘度度 (33-411)式中:(5)导热热系数 (3-442)式中:单原子子气体的的导热系系数多原子子气体由由于内能能的散发发所产生生的附加加能量运运动。 应按以下步步骤求取取:计算: 计算:式中:第层填填充气体体的导热热系数。用计算用计算7、远红外外辐射透透射比为为“0”的玻玻璃(或或其它板板材),气气体间层层两侧玻玻璃的辐辐射换热热系数hhr可采采用下式式计算: (3
18、-43)式中:斯蒂蒂芬-波波尔兹曼曼常数;1、22气气体间层层中的两两个玻璃璃表面在在平均绝绝对温度度Tm下的半半球发射射率;Tm气气体间层层中两个个表面的的平均绝绝对温度度(K)。(四)玻璃璃系统的的热工参参数计算算1、计算玻玻璃系统统的传热热系数时时,可采采用简单单的模拟拟环境条条件:仅仅包括室室内外温温差,没没有太阳阳辐射。 (3-44)计算传热系系数时应应设定没没有太阳阳辐射: (33-455)式中:(IIs=0)没没有计算算太阳辐辐射热作作用,通通过门窗窗传向室室内的净净热流(WW/m22);室外环环境温度度;室内环环境温度度。玻璃的总传传热阻RRt应为为各层玻玻璃、气气体间层层、内
19、外外表面换换热阻之之和: (3-46)式中:Rgg,i第ii层玻璃璃的固体体热阻,由由下式计计算: (3-47)第一层气体体间层为为室外,最最后一层层气体间间层(nn+1)为室内内,第ii层气体体间层的的热阻为为: (3-48)式中:、第ii层气体体间层的的外表面面和内表表面温度度;qi第第i层气体体间层的的热流密密度,根根据本章章中“玻玻璃气体体间层的的热传递递”部分分的规定定算出。环境温度应应是周围围空气温温度Tairr和平均均辐射温温度Trm的加加权平均均值,采采用下式式计算: (33-499)式中:和应应根据相相应的边边界条件件计算确确定。2、玻璃系系统的遮遮阳系数数:各层玻璃室室外侧
20、方方向的热热阻用下下式计算算: (3-50)式中:Rgg,i第ii层玻璃璃的固体体热阻;Rg,k第kk层玻璃璃的固体体热阻;Rk第第k层气体体间层的的热阻。各层玻璃向向室内的的二次传传热用下下式计算算: (3-551)玻璃系统的的太阳能能总透射射比应按按下式计计算: (3-52)玻璃系统的的遮阳系系数按式式(3-11)计算。三、框的传传热计算算框的传热计计算可采采用Thhermm5.00进行计计算。TTherrm5.0是一一个专门门针对窗窗框计算算的二维维有限元元传热计计算软件件,有窗窗框计算算的各种种材料库库和环境境库,应应用前应应将我国国的标准准计算条条件输入入“边界界条件库库”,材材料参
21、数数输入到到“材料料库”中中。采用Theerm55.0进进行窗框框节点模模拟计算算时,应应遵循以以下原则则:(1)常用用材料的的物理性性能参数数按表33-1确确定;(2)各种种材料外外轮廓线线可用折折线近似似代替实实际的曲曲线,且且应避免免出现小小于455度的锐锐角;(3)一般般型材空空腔内表表面的小小凹槽与与小凸起起可适当当简化,但但跨越玻玻璃(或或其它镶镶板)室室内外型型材的小小凹槽与与小凸起起不可做做简化;(4)一般般可不考考虑窗锁锁、窗执执手及固固定螺栓栓、螺钉钉的热桥桥影响,但但如果锁锁跨越玻玻璃两侧侧,且截截面积比比较大时时,应考考虑热桥桥影响;(5)隔热热型材的的隔热材材料(如如
22、隔热条条、填充充的发泡泡剂等)的的尺寸必必须与实实际完全全相符,不不可做简简化;(6)各种种材料的的搭接应应完全,不不可出现现缺口,尤尤其是隔隔热材料料、密封封材料与与窗型材材之间;(7)铝合合金扣板板与其它它型材的的接触应应为线接接触(在在二维计计算中为为点接触触),所所以接触触处的长长度不可可做简化化和修改改;各类类密封胶胶条、密密封胶与与型材之之间应为为面接触触;(8)封闭闭空腔内内填充材材料类型型应选择择“Frramee Caavitty NNFRCC 1000-220011”。(一)材料料物理性性能参数数1、常用材材料的导导热系数数固体材料的的相关参参数选用用表3-1中的的数据。表3
23、-1 常用用材料的的导热系系数用途材料密度(kgg/m33)导热系数(WW/m.K)窗框铜8900380铝(铝合金金)2800160黄铜8400120铁780050不锈钢790017建筑钢材785058.2PVC13900.17硬木7000.18软木(常用用于建筑筑构件中中)5000.13玻璃钢(UUP树脂脂)19000.40透明材料建筑玻璃25001.0PMMA(有有机玻璃璃)11800.18聚碳酸脂12000.20隔热聚冼氨 (尼龙)11500.25尼龙 666+255%玻璃璃纤维14500.30高密度聚乙乙烯HDD9800.50低密度聚乙乙烯 LLD9200.33固体聚丙烯烯9100.2
24、2带有25%玻璃纤纤维的聚聚丙烯12000.25PU (聚聚亚氨脂脂树脂)12000.25刚性PVCC13900.17防水氯丁橡胶 (PCCP)12400.23密封条EPDM (三元元乙丙)11500.25纯硅胶12000.35柔性PVCC12000.14聚酯马海毛毛0.14柔性人造橡橡胶泡末末608000.05密封剂PU (刚刚性聚氨氨酯)12000.25固体/热融融异丁烯烯12000.24聚硫胶17000.40纯硅胶12000.35聚异丁烯9300.20聚脂树脂14000.19硅胶(干燥燥剂)7200.13分子筛650 75000.10低密度硅胶胶泡沫7500.12中密度硅胶胶泡沫8200
25、.172、固体材材料的表表面发射射率值对远红外线线不透明明镀膜表表面的标标准发射射率nn应在接接近正入入射状况况下利用用红外谱谱仪测出出其谱线线的反射射曲线,并并应按照照下列步步骤计算算出来:(1)按照照表3-2给给出的330个波波长值,测测定相应应的反射射系数RRn(i)曲线,取取其数学学平均值值,得到到2833K温度度下的常常规反射射系数。 (3-53)(2)在2283KK温度下下的标准准发射率率按下式式计算: (33-544)表3-2 用于于测定2283KK下标准准反射率率Rn的的波长(单单位;m)序号波长序号波长15.51614.826.71715.637.41816.348.1191
26、7.258.62018.169.22119.279.72220.3810.22321.7910.72423.31011.32525.21111.82627.71212.42730.91312.92835.71413.52943.91514.23050.03)校正发发射率的确定定:用表3-33给出的的系数乘乘以标准准发射率率n即得出出校正发发射率。表3-3 校正正发射率率与标准准发射率率之间的的关系n标准发射率率n系数/n 0.031.220.01.060.41.030.51.000.60.980.70.960.80.950.890.94注:其它值值可
27、以通通过线性性插值或或外推获获得。(二)门窗窗截面类类型划分分为了使得计计算更加加简便,在在两条框框相交处处的传热热不作三三维传热热现象考考虑,简简化为其其中的一一条框来来处理,且且忽略建建筑与窗窗框的热热桥效应应,窗框框与墙相相接边界界应做绝绝热处理理。如图3-66所示的的窗,应应计算11-1、22-2、33-3、44-4、55-5、66-6六六个框段段的框传传热系数数和对应应的框和和玻璃接接缝线传传热系数数。两条条框相交交部分简简化为其其中的一一条框来来处理。计算1-11、2-2、44-4截截面的二二维传热热时,与与墙面相相接的边边界作为为绝热边边界处理理。计算3-33、5-5、66-6截
28、截面的二二维传热热时,与与相邻框框相接的的边界作作为绝热热边界处处理。图图3-6 平开窗的几何分段 图3-7 推拉窗几何分段图 3-8 窗横隔几何分段如图3-77所示的的推拉窗窗,应计计算1-1、22-2、33-3、44-4、55-5五五个框的的框传热热系数和和对应的的框和玻玻璃接缝缝线传热热系数。两两扇窗框框叠加部部分5-5作为为一个截图 3-8 窗横隔几何分段一个框两边边均有玻玻璃的情情况,可可以分别别附加框框两边的的附加线线传热系系数。如如图3-8所示示窗框两两边均有有玻璃,框框的传热热系数为为框两侧侧均镶嵌嵌保温材材料导导热系数数=00.033W/(mKK)时时的传热热系数,框框1-1
29、1和2-2的宽宽度可以以分别是是框宽度度的1/2。框框1-11和2-2的附附加线传传热系数数可分别别将其换换成玻璃璃进行计计算。如如果对称称,则两两边的附附加线传传热系数数应该是是相同的的。图3-9 框传热系数计算模型示意图(三)框的的传热系系数和线线传热图3-9 框传热系数计算模型示意图在图3-66?所示示的框截截面中,用用一块导导热系数数=00.033W/(mKK)的板板材替代代实际的的玻璃(或或其它镶镶嵌板),板板材的厚厚度等于于所替代代面板的的厚度,嵌嵌入框的的深度按按照实际际尺寸,可可见板宽宽应不小小于1990mmm。按照本章“计计算边界界条件”规规定的室室内外标标准计算算条件下下,
30、用TTherrm5.0软件件进行模模拟计算算,可以以得出框框的传热热系数UUf。(四)线传传热系数数框与玻璃系系统(或或其它镶镶嵌板)接接缝的线线传热系系数的计算算应按照照下述方方法进行行:图3-10 框与面板接缝传热系数计算模型在图3-99所示的的计算模模型中,用用实际的的玻璃系系统(或或其它镶镶嵌板)替替代导热热系数=0.03 W/(mK)的的板材。所所得到的的计算模模型如图图3-110所图3-10 框与面板接缝传热系数计算模型在室内外标标准计算算条件下下,用TTherrm软件件进行模模拟计算算,可以以得出玻玻璃边缘缘区域的的传热系系数Ueg、宽宽度beg,框框的传热热系数UUf,则线线传
31、热系系数可按下下式计算算: (3-55)(五)热桥桥门窗内的热热桥可采采用下列列原则判判断是否否需要考考虑热桥桥影响:(1)若FFb1%,忽略略热桥影影响,如如用于固固定锁点点等相关关配件的的螺钉;(2)若11%FFb5%,且b100n,使用用上述计计算方法法;(3)若FFb5%,必须须使用上上述计算算方法。可按下式计计算热桥桥部位(例例如螺栓栓、螺钉钉等部位位)固体体的当量量导热系系数。 (33-566)式中:S热桥桥元件的的面积(例例如螺栓栓的面积积)(mm2);Ad热热桥元件件的间距距范围内内材料的的总面积积(m22);热桥材材料导热热系数W/(mK);无热桥桥材料时时材料的的导热系系数
32、WW/(mmK)。(六)敞口口的空腔腔、槽的的传热1、小断面面的沟槽槽小断面的沟沟槽或由由一条宽宽度大于于2mmm但小于于10mmm的缝缝隙连通通到室外外或室内内环境的的空腔可可作为轻轻微通风风空腔来来处理(图图3-111)。在在使用TTherrm5.0软件件模拟计计算窗框框节点时时,将此此类沟槽槽与缝隙隙封闭起起来,填填充类型型应选择择“Frramee Caavitty SSligghtlly VVenttilaatedd NFFRC 1000-20001”。图3-11 轻微通风的沟槽和空腔图3-12 通风良好的沟槽和空腔如果轻微通通风的空空腔的开开口宽度度小于或或等于22mm,则则可作为为
33、封闭空空腔来处处理。在在使用TTherrm5.0软件件模拟计计算窗框框节点时时,将此此类沟槽槽与缝隙隙封闭起起来,填填充类型型应选择择“Frramee Caavitty NNFRCC 1000-图3-11 轻微通风的沟槽和空腔图3-12 通风良好的沟槽和空腔2、大断面面的沟槽槽大断面的沟沟槽或连连通到室室外或室室内环境境的缝隙隙宽度大大于100mm的的空腔应应作为通通风良好好的空腔腔来处理理(图33-122)。通通风良好好的空腔腔应将其其整个表表面视为为暴露于于外界环环境中,表表面换热热系数hhin和houtt应按本章章“计算算边界条条件”的的规定确确定。(七)框的的太阳能能总透射射比计算算框
34、的太阳能能总透射射比可按按下式计计算: (3-57)式中:;f框框表面太太阳辐射射吸收系系数;Uf框框的传热热系数W/(m2K);Asurff框框的外表表面面积积(m22);Af框框面积(mm2)。四、遮阳系系统计算算(一)一般般规定1、遮阳系系统计算算仅适用用于平行行或近似似平行于于玻璃面面的平板板型遮阳阳装置。2、遮阳可可分为三三种基本本形式计计算:(1)内遮遮阳:平平行于玻玻璃面,位位于玻璃璃系统的的室内侧侧,与窗窗玻璃有有紧密的的热光接接触,如如幕帘、软软百页帘帘等。(2)外遮遮阳:平平行于玻玻璃面,位位于玻璃璃系统的的室外侧侧,与窗窗玻璃有有紧密的的热光接接触。(3)中间间遮阳:平行
35、于于玻璃面面,位于于玻璃系系统的内内部或两两层门窗窗、幕墙墙之间。中中间遮阳阳的热光光交互作作用与玻玻璃和薄薄膜相似似,可按按照两层层空气间间层中的的一个夹夹层处理理。这个个夹层的的传热计计算既应应考虑与与其它部部件及环环境以对对流、传传导以及及热辐射射方式进进行热交交换,同同时也应应考虑吸吸收、反反射和透透过太阳阳辐射。3、遮阳装装置在计计算处理理时,可可将二维维或三维维的特性性简化为为一维模模型,计计算时应应确定遮遮阳装置置的光学学性能、传传热系数数,并应应依据遮遮阳装置置材料的的光学性性能、几几何形状状和部位位进行计计算。4、在计算算门窗、幕幕墙的热热工性能能时,应应该考虑虑窗和幕幕墙系
36、统统加入遮遮阳装置置后导致致的窗和和幕墙系系统的传传热系数数、遮阳阳系数、可可见光透透射比计计算公式式的改变变。(二)光学学性能1、在评价价光学性性能时,可可按下列规定定进行近近似考虑虑:被遮遮阳装置置反射的的或通过过遮阳装装置传入入室内的的太阳辐辐射分为为未受干干扰部分分(镜面面透过和和反射)和散射部分,其中散射部分可近似于各向漫射。2、应该确确定遮阳阳装置在在光线不不同入射射角时的的下列光光辐射传传递性能能:直射-直射射的透过过率;直射-散射射的透过过率;散射-散射射的透过过率;直射-直射射的反射射率;直射-散射射的反射射率;散射-散射射的反射射率。3、对于吸吸收,应应表示成成如下形形式:
37、 (33-588) (3-59)(三)遮阳阳百页的的光学性性能计算算1、光在遮遮阳装置置上透过过或反射射时可分分解为直直射和散散射部分分,散射射部分继继续通过过窗系统统,应通通过测试试或计算算得到所所有玻璃璃、薄膜膜和遮阳阳层的光光学参数数值。2、计算由由平行板板条构成成的百页页遮阳装装置的光光学性能能时应考考虑板条条的光学学性能、几几何形状状和位置置等因素素(见图图3-113)。百百页遮阳阳的空气气流动特特性也应应作为板板条的几几何形状状和位置置的函数数。3、计算百百页遮阳阳光学性性能时可可采用以以下模型型和假设设:(1)板条条为漫反反射,并并可以忽忽略窗户户边缘的的作用;图3-13 板条的
38、几何形状图3-14 模型中分割示意图(2)模型型考虑两两个邻近近的板条条,每条条分为55个相等等部分(图3-13 板条的几何形状图3-14 模型中分割示意图(3)可以以忽略板板条的轻轻微挠曲曲。4、各层构构件数目目确定后后,可采采用下列列公式进进行计算算。对于于每层和和,由0到到(这里里=6),对对每一光光谱间隔隔: (33-600) (33-611)式中:由表面面p到表面面q的角系系数;百叶板板被划分分的块序序号;入射到到百叶遮遮阳系统统的太阳阳辐射;从百叶叶遮阳系系统反射射出来的的太阳辐辐射;百叶板板第i段段上表面面接收到到的太阳阳辐射;百叶板板第i段段下表面面接收到到的太阳阳辐射;通过百
39、百叶遮阳阳系统的的太阳辐辐射;表面pp到表面面q的角角系数;、百叶叶板第ii段上、下下表面的的反射率率,与百百叶板材材料特性性有关;、百叶叶板第ii段上、下下表面的的透过率率,与百百叶板材材料特性性有关。 (3-62) (33-633)外部环环境来的的光辐射射;室内环环境来的的反射。5、散射-散射透透过率应应为: (3-64)散射-散射射反射率率应为: (3-65)图3-15 直射直射透过率6、直射直射的的透过率率和反射射率应依依据百页页的角度度和高厚厚比,按按投射的的几何计计算方法法(见图图3-115),可可计算给给定入射射角时穿过过百页未未被遮挡挡光束图3-15 直射直射透过率对于任何波波
40、长,倾倾角的直射射直射射的透过过率: (3-66)可假设遮阳阳百叶透透空的部部分没有有反射: (33-677)图3-16 遮阳装置中受到直射辐射的部分7、直射一一散射的的透过率率和反射图3-16 遮阳装置中受到直射辐射的部分对给定入射射角,计计算遮阳阳装置中中直接为为所辐射射的部分分k(见见图3-16)。在入射辐射射J0和直接接受到辐辐射部分分k之间的的角系数数为: 和 内、外环境境之间视视角系数数为0: 和和 解下列公式式可得到到直射散射的的透过率率和反射射率: (33-688) (33-699)吸收率按照照式(33-588)和式式(3-59)计算。8、在精确确计算传传热系数数时应详详细计算
41、算远红外外的透射射特性。计计算给定定条件下下遮阳装装置的透透过率和和反射率率应与计计算散射射散射射透过率率和反射射率的模模型相同同,可将将遮阳板板的光学学性能换换为远红红外辐射射特性来来进行计计算。遮阳百叶表表面的标标准发射射率应按按照附录录由测量量数据计计算确定定。(四)遮阳阳帘与门门窗或幕幕墙系统统组合的的简化计计算1、计算遮遮阳帘一一类的遮遮阳装置置按类型型可分为为匀质遮遮阳帘和和百叶遮遮阳帘,可可统一用用太阳辐辐射透射射比和反反射比,以以及可见见光透射射比和反反射比表表示。这这些值应应采用适适当的方方法在垂垂直入射射辐射下下计算或或测定。其其中百叶叶类遮阳阳窗帘可可以在辐辐射以某某一入
42、射射角入射射的条件件下,依依据上述述“遮阳阳百叶的的光学性性能计算算”部分分规定的的方法计计算。遮阳帘的光光学性能能可用下下列参数数表示:遮阳帘太太阳辐射射透射比比e,BB:直射射-直射射透射直射-散射透透射;遮阳帘室室外侧太太阳能反反射比e,BB:直射射-散射射反射;遮阳帘室室内侧太太阳能反反射比e,B:散散射-散散射反射射;遮阳帘可可见光透透射比v,BB:直射射-直射射透射直射-散射透透射;遮阳帘室室外侧可可见光反反射比v,BB:直射射-散射射反射;遮阳帘室室内侧可可见光反反射比v,B:散散射-散散射反射射。2、在遮阳阳装置置置于窗或或幕墙室室外侧的的情况下下,太阳阳能总透透射比ggtot
43、tal应应采用下下式计算算: (3-70)式中:;其中: WW/m22K; W/m2K3、在遮阳阳装置置置于窗或或幕墙室室内侧的的情况下下,太阳阳能总透透射比ggtottal应应采用下下式计算算: (33-711)式中:;其中: WW/m22K4、当遮阳阳帘中置置于两玻玻璃板之之间、封封闭的两两层窗(或或幕墙)之之间时,太太阳能总总透射比比gtottal应应采用下下式计算算: (3-72)式中:;其中: WW/m22.K5、对内遮遮阳和外外遮阳帘帘,可用用下列公公式确定定可见光光总透射射比: (33-733)式中:vv 玻璃可可见光透透射比v 玻璃面面向遮阳阳侧可见见光反射射比v,B 遮遮阳帘
44、可可见光透透射比v,B 遮遮阳帘面面向玻璃璃侧可见见光反射射比 6、对内遮遮阳和外外遮阳帘帘,可用用下式确确定总太太阳能直直接透射射比: (3-74)式中:ee 玻璃太太阳能透透射比e 玻璃面面向遮阳阳侧太阳阳能反射射比e,B 遮遮阳帘太太阳能透透射比e,B 遮遮阳帘面面向玻璃璃侧太阳阳能反射射比 (五)遮阳阳帘与门门窗或幕幕墙系统统组合的的详细计计算1、对于需需要进行行详细计计算的带带遮阳装装置的窗窗或幕墙墙系统,应应采用“多多层玻璃璃的光学学热工性性能计算算”和“通通风空气气间层”计计算方法法,对门门窗、幕幕墙进行行详细计计算。2、采用“多多层玻璃璃的光学学热工性性能计算算方法”进进行计算
45、算时,应应对给出出的公式式进行下下列补充充:(1)入射射的辐射射应分解解为三类类,即将将相应的的透射比比、反射射比和吸收收比分别分分为:“直直射对直直射”、“直直射对散散射”、“散散射对散散射”的的值。(2)透射射比及反反射比,应应分解为为向前和和向后两两个值。3、在遮阳阳帘置于于室外侧侧或室内内侧时,计计算太阳阳能总透透射比、传传热系数数、可见见光透射射比时,可可将幕墙墙、门窗窗等效为为一层玻玻璃处理理,遮阳阳装置作作为另一一层玻璃璃处理,采采用“多多层玻璃璃模型”进进行计算算。4、在遮阳阳帘置于于中间时时,可将将玻璃、幕幕墙或门门窗作为为玻璃层层处理,遮遮阳帘也也作为一一层玻璃璃处理,采采
46、用“多多层玻璃璃模型”进进行计算算。5、应根据据遮阳装装置的通通风情况况,采用用“通风风空气间间层”的的计算方方法计算算通风空空气间层层的热传传递。五、计算边边界条件件设计或评价价建筑门门窗的热热工性能能时,所所采用的的环境边边界条件件应统一一采用下下列标准准计算条条件。(1)冬季季计算标标准条件件应为:室内空气温温度Tin=20室外空气温温度Toutt=0室内对流换换热系数数hc,iin=33.6 W/(m2K)室外对流换换热系数数hc,oout =200 W/(m22K)室外平均辐辐射温度度Trm,outt =Toutt室内平均辐辐射温度度Trm,in =Tin太阳辐射照照度Is=3000 WW/m22(2)夏
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