建筑门窗热工性能估算报1

建筑门窗热工性能估算报告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《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009《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性能时，应统一采用本规程规定的标准计算条件进行计算。2、 在进行实际工程设计时，门窗、玻璃幕墙热工性能计算所采用的边界条件应符合相应建筑设计或节能设计标准的规定。3、 冬季计算标准条件应为：室内空气温度：T=20°Cin室外空气温度：T=-20Cout室内对流换热系数：h=3.6W/m2.Kc,in室外对流换热系数：h=16W/m2.Kc,out室内平均辐射温度：T=Tinrm,in室外平均辐射温度：T=Toutrm,out太阳辐射照度：I=300W/m2s4、 夏季计算标准条件应为：室内空气温度：T=25Cin室外空气温度：T=30Cout室内对流换热系数：h=2.5W/m2.Kc,in室外对流换热系数：h=16W/m2.Kc,out室内平均辐射温度：T=Tinrm,in室外平均辐射温度：T=Toutrm,out太阳辐射照度：I=500W/m2s5、 传热系数计算应采用冬季计算标准条件，并取1=0W/m2。计算门窗的传热系数时，门s窗周边框的室外对流换热系数h应取8W/(m2.k)，周边框附近的边缘(65mm内)的室外对c,out流换热系数h 应取12W/(m2.k)c,out6、 遮阳系数、太阳能总透射比计算应采用夏季计算标准条件。7、 结露性能评价与计算的标准计算条件应为：室内环境温度：T=20Cin室内环境湿度：RH=30%、60%室外环境温度：T=0C，-10C，-20Cout室外对流换热系数：20W/m2.K8、 计算框的太阳能总透射比gf应使用下列边界条件q=a*Isina:框表面太阳辐射吸收系数I：太阳辐射照度sq:通过框传向室内的净热流（W/m2）in9、 计算窗产品的热工性能时，框与墙的界面应作为绝热边界处理10、 整窗截面的几何描述整档窗应根据框截面的不同对窗框进行分类，每个不同类型框截面均应计算框传热系数、线传热系数。不同类型窗框相交部分的传热系数宜采用邻近框中较高的传热系数代替如上图所示的窗，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。11、 窗在进行热工计算时应进行如下面积划分：窗框投影面积Af：指从室内、外两侧分别投影，得到的可视框投影面积中的较大者，简称“窗框面积”；玻璃投影面积A（或其他镶嵌板的投影面积Ap）：指从室内、外侧可见玻璃（或其他镶嵌g板）边缘围合面积的较小值，简称“玻璃面积”（或“镶嵌板面积”）；整樘窗总投影面积坷：指窗框面积A#与窗玻璃面积Ag（或者是其它镶嵌板的面积Ap）之和，简称“窗面积”12、 玻璃和框结合处的线传热系数对应的边缘长度L应为框与玻璃接缝长度，并应取室内、屮外值中的较大值13、 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，线传热系数屮=0。14、 本系统中给出的所有的数值全部是幕墙垂直安装的情况。传热系数的数值包括了外框面积的影响。计算传热系数的数值时，按以下取值:内表面换热系数：h=8W/m2.kin外表面换热系数：h=23W/m2.kout、门窗基本信息地区类型:夏热冬暖地区所在城市:成都窗墙面积比范围:窗墙面积比W0.2门窗朝向:东、南、西向型材厂家:卓高型材门窗系列:50系列门窗类型:一体推拉窗窗型尺寸:窗宽W(mm):1800窗高H(mm):1800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：推拉类窗框面积计算示意图红线所示范围为外表面积黄线所示范围为內表面积(2)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室内表面室外投影室外表面面 积A(m2)fi面 积A(m2)面 积A(m2)面 积A(m2)1边框普通铝窗框0.30.350.30.35窗框室内总投影面积Afi(m2)fiZA=0.3fi=0.3窗框室外总投影面积Afe(m2)feZA=0.3fe=0.3窗框总面积Af(m2)A=max(ZA,ZA)ffife=max(0.3,0.3)=0.32、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：普通铝合金对没有隔热桥的铝合金框，使用Uf0=5.9W/(m2.K)窗框热阻Rf计算：R=1/U-0.17f f0=1/5.9-0.17=-0.001(m2K/W)窗框传热系数计算：＜边框＞传热系数计算：窗框的室内投影面积：A=0.3(平方米)f，i窗框的室外投影面积：A=0.3(平方米)f，e窗框的室内表面面积：A=0.35(平方米)d，i窗框的室外表面面积：Ad=0.35(平方米)d，e窗框热阻：R=-0.001m2.K内表面换热系数：h=8W/m2.ki外表面换热系数：h=23W/m2.keU=1/(A/(h*A)+R+A/(h*A))f f，iid，iff，eed，e=1/(0.3/(8*0.35)-0.001+0.3/(23*0.35))=6.973(W/m2.K)该门窗各窗框传热系数列表：序号窗框名称窗框类型窗框投影面积A(m2)f该类型材的传热系 数U(W/(m2.K))f1边框普通铝窗框0.36.973三、窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数计算(屮):窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数(屮),主要描述了在窗框、玻璃和间隔层之间交互作用下的附加热传递。线性热传递系数屮，主要受间隔层材料传导率的影响。在没有精确计算的情况下，可采用下表数据，来估算窗框与玻璃结合处的线传导系数屮。窗框与单层玻璃边缘结合处的线传热系数很小，计算时默认为0。各类窗框、中空玻璃的线传热系数窗框材料双层或三层玻璃未镀膜中空玻璃双层L0W-E镀膜或三层(其中两片LOW-E镀膜)中空玻璃木窗框及塑料窗框0.040.06带热断桥的金属窗框0.060.08没有热断桥的金属窗框00.02注意：这些数据用来计算低辐射的中空玻璃，即：Ug＜=1.3W/(m2.K)g各玻璃板块查询上表后，各玻璃板块的线传热系数如下：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(W/m.K)1玻璃板块1非隔热铝合金窗框单层玻璃普通玻璃&70(玻璃排列顺序由室外到室内，分别为第一层、第二层、第三层)四、玻璃传热系数(U)计算：g按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009A1、＜玻璃板块1＞的传热系数计算：＜玻璃板块1＞基本信息：玻璃板块面积：1.5(m2)：玻璃板块类型：单层玻璃玻璃种类：普通玻璃玻璃厚度：5(mm)校正发射率：0.837＜玻璃板块1＞单层玻璃系统的内部传热系数计算：计算依据：l/h=d/入t玻璃的厚度d：0.005m玻璃导热系数入：lW/(m.K)按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009A1/h二d/入t=0.005/1.0=0.005单层玻璃系统的内部传热系数h=200t＜玻璃板块1〉玻璃传热系数计算：计算依据：1/U=1/h+1/h+1/heti玻璃的室外表面换热系数he：23.0e玻璃的室内表面换热系数hi：8.0i多层玻璃系统的内部传热系数ht：200t按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009A1/U=1/h+1/h+1/heti=1/23.0+1/8.0+1/200=0.173〈玻璃板块1〉的传热系数U=5.78W/(m2.K)g五、整窗传热系数计算(U)：t1、 整窗面积计算(A)：tA=ZA+ZAtgf窗框面积A=0.3m2玻璃面积：A=1.5m2gA=ZA+ZAtfg=0.3+1.5=1.82、 整窗传热系数计算(U)：tU=(ZA*U+ZA*U+Zl*屮)/At gg ff 屮 t各玻璃块板的面积：Ag(m2)g各玻璃块板的传热系数：Ug(W/m2.K)g各窗框的面积：Af(m2)各窗框的传热系数：Uf(W/m2.K)各玻璃块板与窗框相结合边缘的周长：l(m)屮各玻璃块板与窗框相结合边缘的传热系数：屮(W/m2.K)U=(ZA*U+ZA*U+Zl*屮)/At gg ff 屮 t=(0.3*6.973+1.5*5.78+8.7*0)/1.8=5.979该门窗整窗传热系数5.979〈=该门窗的允许整窗传热系数=6.5。该门窗的整窗传热性能满足要求。六、太阳能透射比(g)、遮阳系数(s)计算：tc太阳能透射比是指：通过门窗构件成为室内得热量的太阳辐射，与投射到门窗构件上的太阳辐射的比值。成为室内得热量的太阳辐射部分包括：直接的太阳能透射得热和被构件吸收的太阳辐射再经传热进入室内的得热。1、窗框的太阳能透射比(gf)计算：1)＜边框〉的太阳能透射比(gf)计算：窗框表面太阳辐射吸收系数af：0.4窗框的传热系数Uf：6.973W/m2.K窗框的外表面积A：0.35m2surf窗框的外投影面积Af：0.3m2窗框的外表面换热系数h：19W/m2.Koutg=a*U/(A/A*h)fffsurffout=0.4*6.973/(0.35/0.3*19)=0.1262、 太阳能总透射比(gt)计算：各玻璃板块的面积：agm2g各玻璃板块的太阳能透射比：ggg各窗框外表面投影面积：afm2各窗框的太阳能透射比：gfg=(ZA*g+ZA*g)/At ff ggt=(0.3*0.126+1.5*0.82)/1.8=0.7043、 整窗遮阳系数(S)计算：c整窗遮阳系数：整窗太阳能总透射比与标准3mm厚透明玻璃的太阳能总透射比的比值。0.87是：标准3mm厚透明玻璃的太阳能总透射比理论值S=g/0.87dt=0.704/0.87=0.809七、可见光透射比(T)计算：t标准光源透过门窗构件成为室内的人眼可见光与投射到门窗构件上的人眼可见光，采用人眼视见函数加权的比值。各玻璃板块的面积：Ag(m2)g门窗总面积：At(m2)t玻璃可见光透射比：TvT=(ZA*T)/At gvt=(1.5*0.77)/1.8=0.642八、结露计算：标准计算条件：室内环境温度T=20°Cin室外环境温度T=0C,-10C,-20Cout室内环境湿度：RH=30%、60%室外对流换热系数：20W/(m2.k)1、室内空气的饱和水蒸汽压(E)计算：S空气温度为0C时的饱和水蒸汽压E0为：6.11HPa室内环境温度t为：20C当t〉0C时，a、b参数分别取：a=7.5,b=237.3E=E*10(a*t/(b+t))s0=6.11*10(7.5*20/(237.3+20))=23.3892、 在相对湿度f=0.3下，空气的水蒸汽压(e)的计算：空气相对湿度f为：0.3室内空气的饱和水蒸汽压(E)：23.389se=f*Es=0.3*23.389=7.0173、 空气结露点温度(Td)计算：d在相对湿度f=0.3下，空气的水蒸汽压e：7.017室内空气的水蒸汽压(E)：7.017当t〉0°C时，a、b参数分别取：a=7.5,b=237.3T=b/(a/lg(e/6.11)-1)d注意：lg(e/6.