某铝合金窗热工性能计算书

建筑门窗热工性能计算书I、设计依据：《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003《民用建筑热功设计规范》GB50176-93《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008相关计算和定义均按照ISO10077-1和ISO10077-2的方法进行计算和定义II、计算基本条件：1、设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工参数时，所采用的环境边界条件应统一采用本标准规定的计算条件。2、计算实际工程所用的建筑门窗和玻璃幕墙热工性能所采用的边界条件应符合相应的建筑设计或节能设计标准。3、各种情况下都应选用下列光谱：S(λ)：标准太阳辐射光谱函数（ISO9845-1）D(λ)：标准光源光谱函数（CIED65，ISO10526）R(λ)：视见函数（ISO/CIE10527）。4、冬季计算标准条件应为：室内环境温度：Tin=20℃室外环境温度：Tout=0℃内表面对流换热系数：hc,in=3.6W/m2.K外表面对流换热系数：hc,out=20W/m2.K室外平均辐射温度：Trm=Tout太阳辐射照度：Is=300W/m25、夏季计算标准条件应为：室内环境温度：Tin=25℃室外环境温度：Tout=30℃内表面对流换热系数：hc,in=2.5W/m2.K外表面对流换热系数：hc,out=16W/m2.K室外平均辐射温度：Trm=Tout太阳辐射照度：Is=500W/m26、计算传热系数应采用冬季计算标准条件，并取Is=0W/m2。7、计算遮阳系数、太阳能总透射比应采用夏季计算标准条件，并取Tout=25℃8、抗结露性能计算的标准边界条件应为：室内环境温度：Tin=20℃室外环境温度：Tout=-10℃或-20℃室内相对湿度：RH=30%、50%、70%室外风速：V=4m/s9、计算框的太阳能总透射比gf应使用下列边界条件qin=α*Isqin：通过框传向室内的净热流（W/m2）α：框表面太阳辐射吸收系数Is：太阳辐射照度(Is=500W/m2)10、设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工参数时，门窗框或幕墙框与墙的连接界面应作为绝热边界条件处理11、整窗截面的几何描述整窗应根据框截面的不同对窗框分段，有多少个不同的框截面就应计算多少个不同的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交处的传热不作三维传热现象考虑。如上图所示的窗，应计算1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6、7-7七个框段的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交部分简化为其中的一条框来处理。计算1-1、2-2、4-4截面的传热时，与墙面相接的边界作为绝热边界处理。计算3-3、5-5、6-6截面的传热时，与相邻框相接的边界作为绝热边界处理。计算7-7截面的传热时，框材中心线对应的边界作为绝热边界处理。12、门窗在进行热工计算时应进行如下面积划分：窗框面积Af：指从室内、外两侧可视的凸出的框投影面积大者玻璃面积Ag：室内、外侧可见玻璃边缘围合面积小者整窗的总面积At：窗框面积Af与窗玻璃面积Ag(或者是其它镶嵌板的面积Ap)之和13、玻璃区域的周长Lψ是门窗玻璃室内、外两侧的全部可视周长的之和的较大值14、当所用的玻璃为单层玻璃，由于没有空气层的影响，不考虑线传热，线传热系数ψ=0。15、本系统中给出的所有的数值全部是窗垂直安装的情况。计算传热系数时，按以下取值:内表面换热系数：hi=8.7W/m2.k外表面换热系数：he=23W/m2.k一、门窗基本信息地区类型:寒冷地区所在城市:青岛窗墙面积比范围:0.2<窗墙面积比≤0.3建筑物型系数:体型系数≤0.3门窗朝向:东、南、西向型材厂家:fdg门窗系列:dfg门窗类型:平开窗窗型尺寸:窗宽W(mm):1500窗高H(mm):1500窗型样式:二、窗框传热系数Uf计算1、窗框面积计算：窗框面积计算示意图如下：(1)平开类窗框面积计算示意图：(2)推拉类窗框面积计算示意图：(3)该门窗的窗框由以下截面组成：序号窗框名称窗框类型室内投影面积AAfi(m2)室内表面面积AAdi(m2)室外投影面积AAfe(m2)室外表面面积AAde(m2)隔热桥对应的铝铝合金截面面之间的最最小距离dmm1边框穿条式隔热铝窗窗框0.0780.1470.0780.1479.52中扇框穿条式隔热铝窗窗框0.561.430.560.6289.5(4)窗框室内总投影面积Afi(m2)ΣAfi=0.078+0.56=0.638(5)窗框室外总投影面积Afe(m2)ΣAfe=0.078+0.56=0.638(6)窗框总面积Af(m2)Af=max(ΣAfi,ΣAfe)=max(0.638,0.638)=0.6382、窗框的传热系数计算(Uf)：可以通过输入数据，用二维有限元法进行数字计算，得到窗框的传热系数。在没有详细的计算结果可以应用时，可以按以下方法得到窗框的传热系数：窗框类型：穿条式隔热铝合金(1)穿条式隔热的铝合金框，相对应金属框之的最小距离d(mm)，示意图：注意：1)采用导热系数<=0.3(w/m.k)的隔热条2)隔热条总宽度b1+b2+b3+b4<=0.2*bf(窗框宽)(2)穿条式隔热的铝合金框的Uf0数值，根据“相对应金属框之间的最小距离d(mm)”，从下图的粗线中选取：(3))窗框传热热系数计算算：1)<边框>传热系数数计算：1.1))<边框>隔热条相相对应的金金属框之间间的最小距距离d=9..5(mmm)从上图中中查出Uf0=3..285((W/m22.K)1.2))<边框>窗框热阻Rf计算：Rf=1/UUf0-0.177=11/3.2285--0.117=00.1344(m2K/W))1.3))<边框>窗框传热热系数计算算：窗框的室室内投影面面积：Af,i=00.0788(平方米)窗框的室室内表面面面积：Ad,i=00.1477(平方米)窗框的室室外投影面面积：Af,e=00.0788(平方米)窗框的室室外表面面面积：Ad,e=00.1477(平方米)窗框热阻阻：Rf=0.1334m2.K内表面换换热系数：：hi=8.77W/m22.k外表面换换热系数：：he=23WW/m2.kUf=1/((Af,ii/(hi*Ad,ii)+Rf+Af,ee/(he*Ad,ee))=11/(0..078//(8.77*0.1147)++0.1334+0..078//(23**0.1447))=44.5866(W/mm2.K)2)<中扇框>传热系数数计算：2.1))<中扇框>隔热条相相对应的金金属框之间间的最小距距离d=9..5(mmm)从上图中中查出Uf0=3..285((W/m22.K)2.2))<中扇框>窗框热阻Rf计算：Rf=1/UUf0-0.177=11/3.2285--0.117=00.1344(m2K/W))2.3))<中扇框>窗框传热热系数计算算：窗框的室室内投影面面积：Af,i=00.56((平方米)窗框的室室内表面面面积：Ad,i=11.43((平方米)窗框的室室外投影面面积：Af,e=00.56((平方米)窗框的室室外表面面面积：Ad,e=00.6288(平方米)窗框热阻阻：Rf=0.1334m2.K内表面换换热系数：：hi=8.77W/m22.k外表面换换热系数：：he=23WW/m2.kUf=1/((Af,ii/(hi*Ad,ii)+Rf+Af,ee/(he*Ad,ee))=11/(0..56/((8.7**1.433)+0..134++0.566/(233*0.6628)))=44.5922(W/mm2.K)该门窗各窗框传传热系数列列表：序号窗框名称窗框类型窗框投影面积AAf(m2)该类型材的传热热系数Uf(W/(mm2.K)))1边框穿条式隔热铝窗窗框0.0784.5862中扇框穿条式隔热铝窗窗框0.564.592三、窗框与玻璃璃边缘结合合处的线传传热系数计计算(ψ)：窗框与与玻璃边缘缘结合处的的线传热系系数(ψ)，主要描描述了在窗窗框、玻璃璃和间隔层层之间交互互作用下的的附加热传传递。线性性热传递系系数ψ，主要受受间隔层材材料传导率率的影响。在在没有精确确计算的情情况下，可可采用下表表数据，来来估算窗框框与玻璃结结合处的线线传导系数数ψ。窗框与与单层玻璃璃边缘结合合处的线传传热系数很很小，计算算时默认为为0。各类窗框、中空空玻璃的线线传热系数数窗框材料双层或三层玻璃璃未镀膜充气或不充气的的中空玻璃璃双层LOW-E镀膜膜三层采用两片LLOW-EE镀膜充气或不充气的的中空玻璃璃塑料窗框0.040.06带热断桥的铝合合金窗框0.060.08无热断桥的铝合合金窗框00.02注意：这些数据据用来计算算低辐射的的中空玻璃璃，即：Ug<=1..3W/((m2.K)各玻璃板块查询询上表后，各各玻璃板块块的线传热热系数如下下：序号玻璃板块名称窗框类型玻璃块板类型第一层玻璃第二层玻璃第三层玻璃玻璃边缘长度((m)线传热系数(WW/m.KK)1玻璃板块1隔热铝合金窗框框双层玻璃普通玻璃普通玻璃4.410.062玻璃板块2隔热铝合金窗框框双层玻璃普通玻璃普通玻璃3.720.06(玻璃排列顺序由由室外到室室内，分别别为第一层层、第二层层、第三层层)四、玻璃传热系系数(Ug)计算：按照《建建筑玻璃应应用技术规规程》JGJ1113-22003附录C1、<玻璃板块1>的的传热系数数计算：1)<玻玻璃板块1>基本信息息：玻玻璃板块面面积：1.122(m2)：玻玻璃板块类类型：双层层玻璃第第一层玻璃璃种类：普普通玻璃第第一层玻璃璃厚度：5(mmm)第第一层校正正发射率：：0.2第第一气体层层气体类型型：空气第第一气体层层气体厚度度：12第第二层玻璃璃种类：普普通玻璃第第二层玻璃璃厚度：5(mmm)第第二层校正正发射率：：0.83372)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>普朗特准准数Pr计算：计计算依据：：Pr=μ*С/λ按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-8气气体的动态态粘度μ：0.0000017711kgg/(mss)气气体的比热热С：10088J/(kkg.K))气气体的热导导率λ：0.022416WW/(m..K)按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003表D.0..3PPr=μ*С/λ=0..0000017111*10008/0..024116=0..7143)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>格尔晓夫夫数Gr计算：计计算依据：：Gr=9.881*S33*ΔT*ρ2/(Tm*μ2)按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-7气气体的动态态粘度μ：0.0000017711kgg/(mss)气气体的密度度ρ：1.2777kg//m3气气体平均绝绝对温度Tm：283KK气气体的间隙隙前后玻璃璃表面的温温度差ΔT：15K气气体的间隔隔层厚度s：0.0112m按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003表D.0..3及C.0..5GGr=9.881*S33*ΔT*ρ2/(Tm*μ2)=9..81*00.01223*15**1.27772/(2883*0..00000171112)=50004.99454)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>努塞尔准准数Nu计算：计计算依据：：Nu=A*((Gr*Pr)n格格尔晓夫准准数Gr：50044.9455普普朗特准数数Pr：0.7114AA和n是常数：：垂直空间间，A=0..035，n=0..38；水平空空间，A=0..16，n=0..28；倾斜45度，A=0..1，n=0..31；((门窗按垂垂直空间计计算)按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-6NNu=A*((Gr*Pr)n=0..035**(50004.9445*0..714))0.388=0..784由由于：Nu=1<11所所以，努塞塞尔准数取取1。即：Nu=1按照照《建筑玻玻璃应用技技术规程》JGJ1113-22003C.0..2-65)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>气体导热热系数hg计算：计计算依据：：hg=Nu*(λ/s)努努塞尔准数数Nu：1气气体的热导导率λ：0.022416WW/(m..K)气气体的间隔隔层厚度s：0.0112m按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-5hhg=Nu*(λ/s)=1**(0.0024166/0.0012)=2..0136)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>气体辐射射导热系数数hr计算：计计算依据：：hr=4*σ*(1/ε1+1/ε2-1))-1*Tm3斯斯蒂芬-波尔兹曼曼常数σ：5.677*10--8间间隔层中两两表面在平平均绝对温温度Tm下的校正正发射率ε1、ε2：εε1：0.2εε2：0.8337平平均绝对温温度Tm：283KK按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-4hhr=4*σ*(1/ε1+1/ε2-1))-1*Tm3=4**5.677*10--8*(11/0.22+1/00.8377-1)--1*28833=0..997)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>气体间隔隔层的导热热率hs计算：计计算依据：：hs=hg+hr气气体辐射导导热系数hr：0.999气气体导热系系数hg：2.0113按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-3hhs=hg+hr=2..013++0.999=3..0038)<玻玻璃板块1>多层玻璃璃系统的内内部传热系系数计算：：计计算依据：：1/ht=Σ1/hs+Σdm*rm气气体间隔层层的导热率率hs：3.0003第第一层玻璃璃的厚度dm：0.0005m第第二层玻璃璃的厚度dm：0.0005m玻玻璃的热阻阻rm：1m.K//W按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-211/ht=Σ1/hs+Σdm*rm==1/3..003++0.0005*1..0+0..005**1.0==0.3443多层层玻璃系统统的内部传传热系数ht=2.99159)<玻玻璃板块1>玻璃传热热系数计算算：计计算依据：：1/U==1/hee+1/hht+1/hhi玻玻璃的室外外表面换热热系数he：23.00玻玻璃的室内内表面换热热系数hi：8.0多多层玻璃系系统的内部部传热系数数ht：2.9115按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-111/U=11/he+1/hht+1/hhi=11/23..0+1//2.9115+1//8.0=00.5111<玻玻璃板块1>的传热系系数Ug=1.9957W//(m2.K)2、<玻璃板块2>的的传热系数数计算：1)<玻玻璃板块2>基本信息息：玻玻璃板块面面积：0.699(m2)：玻玻璃板块类类型：双层层玻璃第第一层玻璃璃种类：普普通玻璃第第一层玻璃璃厚度：5(mmm)第第一层校正正发射率：：0.2第第一气体层层气体类型型：空气第第一气体层层气体厚度度：12第第二层玻璃璃种类：普普通玻璃第第二层玻璃璃厚度：5(mmm)第第二层校正正发射率：：0.83372)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>普朗特准准数Pr计算：计计算依据：：Pr=μ*С/λ按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-8气气体的动态态粘度μ：0.0000017711kgg/(mss)气气体的比热热С：10088J/(kkg.K))气气体的热导导率λ：0.022416WW/(m..K)按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003表D.0..3PPr=μ*С/λ=0..0000017111*10008/0..024116=0..7143)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>格尔晓夫夫数Gr计算：计计算依据：：Gr=9.881*S33*ΔT*ρ2/(Tm*μ2)按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-7气气体的动态态粘度μ：0.0000017711kgg/(mss)气气体的密度度ρ：1.2777kg//m3气气体平均绝绝对温度Tm：283KK气气体的间隙隙前后玻璃璃表面的温温度差ΔT：15K气气体的间隔隔层厚度s：0.0112m按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003表D.0..3及C.0..5GGr=9.881*S33*ΔT*ρ2/(Tm*μ2)=9..81*00.01223*15**1.27772/(2883*0..00000171112)=50004.99454)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>努塞尔准准数Nu计算：计计算依据：：Nu=A*((Gr*Pr)n格格尔晓夫准准数Gr：50044.9455普普朗特准数数Pr：0.7114AA和n是常数：：垂直空间间，A=0..035，n=0..38；水平空空间，A=0..16，n=0..28；倾斜45度，A=0..1，n=0..31；((门窗按垂垂直空间计计算)按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-6NNu=A*((Gr*Pr)n=0..035**(50004.9445*0..714))0.388=0..784由由于：Nu=1<11所所以，努塞塞尔准数取取1。即：Nu=1按照照《建筑玻玻璃应用技技术规程》JGJ1113-22003C.0..2-65)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>气体导热热系数hg计算：计计算依据：：hg=Nu*(λ/s)努努塞尔准数数Nu：1气气体的热导导率λ：0.022416WW/(m..K)气气体的间隔隔层厚度s：0.0112m按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-5hhg=Nu*(λ/s)=1**(0.0024166/0.0012)=2..0136)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>气体辐射射导热系数数hr计算：计计算依据：：hr=4*σ*(1/ε1+1/ε2-1))-1*Tm3斯斯蒂芬-波尔兹曼曼常数σ：5.677*10--8间间隔层中两两表面在平平均绝对温温度Tm下的校正正发射率ε1、ε2：εε1：0.2εε2：0.8337平平均绝对温温度Tm：283KK按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-4hhr=4*σ*(1/ε1+1/ε2-1))-1*Tm3=4**5.677*10--8*(11/0.22+1/00.8377-1)--1*28833=0..997)<中中空玻璃间间隔层气体体：空气>气体间隔隔层的导热热率hs计算：计计算依据：：hs=hg+hr气气体辐射导导热系数hr：0.999气气体导热系系数hg：2.0113按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-3hhs=hg+hr=2..013++0.999=3..0038)<玻玻璃板块2>多层玻璃璃系统的内内部传热系系数计算：：计计算依据：：1/ht=Σ1/hs+Σdm*rm气气体间隔层层的导热率率hs：3.0003第第一层玻璃璃的厚度dm：0.0005m第第二层玻璃璃的厚度dm：0.0005m玻玻璃的热阻阻rm：1m.K//W按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-211/ht=Σ1/hs+Σdm*rm==1/3..003++0.0005*1..0+0..005**1.0==0.3443多层层玻璃系统统的内部传传热系数ht=2.99159)<玻玻璃板块2>玻璃传热热系数计算算：计计算依据：：1/U==1/hee+1/hht+1/hhi玻玻璃的室外外表面换热热系数he：23.00玻玻璃的室内内表面换热热系数hi：8.0多多层玻璃系系统的内部部传热系数数ht：2.9115按按照《建筑筑玻璃应用用技术规程程》JGJ1113-22003C.0..2-111/U=11/he+1/hht+1/hhi=11/23..0+1//2.9115+1//8.0=00.5111<玻玻璃板块2>的传热系系数Ug=1.9957W//(m2.K)五、整窗传热系系数计算(Ut)：1、整窗面积计算算(At)：At=ΣΣAg+ΣAf窗框面积积Af=0.0078+00.56==0.6338m2玻璃面积积：Ag=1.112+0..69=11.81mm2At=ΣΣAf+ΣAg=00.6388+1.881=22.44882、整窗传热系数数计算(Ut)：Ut=((ΣAg*Ug+ΣAf*Uf+Σlψ*ψ)/At各玻璃块块板的面积积：Ag(m2)各玻璃块块板的传热热系数：Ug(W/m2.K)各窗框的的面积：Af(m2)各窗框的的传热系数数：Uf(W/m2.K)各玻璃块块板与窗框框相结合边边缘的周长长：lψ(m)各玻璃块块板与窗框框相结合边边缘的传热热系数：ψ(W/m2.K)Ut=((ΣAg*Ug+ΣAf*Uf+Σlψ*ψ)/At=((0.0778*4..586++0.566*4.5592+1.112*1..957++0.699*1.9957+4.441*0..06+33.72**0.066)/2..448=22.8433该门窗整整窗传热系系数2.8443<=该门窗的的允许整窗窗传热系数数=3.0。该门窗窗的整窗传传热性能满满足要求。六、太阳能透射射比(gt)、遮阳系系数(Sc)计算：太阳能能透射比是是指：通过过门窗构件件成为室内内得热量的的太阳辐射射，与投射射到门窗构构件上的太太阳辐射的的比值。成成为室内得得热量的太太阳辐射部部分包括：：直接的太太阳能透射射得热和被被构件吸收收的太阳辐辐射再经传传热进入室室内的得热热。1、窗框的太阳能能透射比(gf)计算：1)<边框>的的太阳能透透射比(gf)计算：窗框表面面太阳辐射射吸收系数数αf：0.4窗框的传传热系数Uf：4.5886W/mm2.K窗框的外外表面积Asurff：0.1447m2窗框的外外投影面积积Af：0.0778m2窗框的外外表面换热热系数hout：19W//m2.Kgf=ααf*Uf/(Asuurf/AAf*houtt)==0.4**4.5886/(00.1477/0.0078*119)==0.05512)<中扇框>>的太阳能能透射比(gf)计算：窗框表面面太阳辐射射吸收系数数αf：0.4窗框的传传热系数Uf：4.5992W/mm2.K窗框的外外表面积Asurff：0.6228m2窗框的外外投影面积积Af：0.566m2窗框的外外表面换热热系数hout：19W//m2.Kgf=ααf*Uf/(Asuurf/AAf*houtt)==0.4**4.5992/(00.6288/0.556*199)==0.08862、玻璃区域的太太阳能透射射比(gg)：玻璃区域域的太阳能能透射比gg：取近似似值0.80003、太阳能总透射射比(gt)计算：各玻璃板板块的面积积：agm2各玻璃板板块的太阳阳能透射比比：gg各窗框外外表面投影影面积：afm2各窗框的的太阳能透透射比：gfgt=((ΣAf*gf+ΣAg*gg)/At=((0.0778*0..051++0.566*0.0086+1.112*0..800++0.699*0.8800)//2.4448=00.61334、整窗遮阳系数数(Sc)计算：整窗遮遮阳系数：：整窗太阳阳能总透射射比与标准准3mm厚透透明玻璃的的太阳能总总透射比的的比值。0.8889是：标准准3mm厚透透明玻璃的的太阳能总总透射比理理论值Sd=ggt/0.8889=00.6133/0.8889=00.6900七、可见光透射射比(τt)计算：标准光光源透过门门窗构件成成为室内的的人眼可见见光与投射射到门窗构构件上的人人眼可见光光，采用人人眼视见函函数加权的的比值。各玻璃璃板块的面面积：Ag(m2)门窗总总面积：At(m2)玻璃可可见光透射射比：τv为0.8000