建筑门窗热工性能计算

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1、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JGJ113-2009 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参数时，所采用的环境边界条件应统一采用本标准规定的

2、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() ：标准太阳辐射光谱函数（ISO 9845-1 ）D() ：标准光源光谱函数（CIE D65，ISO 10526 ）R() ：视见函数（ISO/CIE 10527 ） 。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=- 20室内对流换热系数：hc,in=3.6 W/m2.K 室外对流换热系数：hc,out=16 W/m2.K 室外平均辐射温度：Trm=Tout太阳辐射照度：Is=300 W/m25、夏季计算标准条件应

3、为：室内环境温度：Tin=25室外环境温度：Tout=30室内对流换热系数：hc,in=2.5 W/m2.K 室外对流换热系数：hc,out=16 W/m2.K 室外平均辐射温度：Trm=Tout太阳辐射照度：Is=500 W/m26、计算传热系数应采用冬季计算标准条件，并取Is= 0 W/m2. 计算门窗的传热系数时, 门窗周边框的室外对流换热系数hc,out应取 8 W/m2.K, 周边框附近玻璃边缘(65mm内) 的室外对流换热系数hc,out应取 12 W/m2.K 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. 8、抗结露性能计算的标准边界条件应为：室内环境温度：Tin=2

4、0室外环境温度：Tout=0 - 10 - 20室内相对湿度：RH=30% 、60% 室外对流换热系数：hc,out=20 W/m2.K 9、计算框的太阳能总透射比gf应使用下列边界条件qin=* Isqin：通过框传向室内的净热流（W/m2）：框表面太阳辐射吸收系数Is：太阳辐射照度(Is=500W/m2) 10、 公共建筑节能设计标准GB50189-2005 有关规定：(1)各城市的建筑气候分区应按表4.2.1确定。(2)根据建筑所处城市的建筑气候分区，围护结构的热工性能应分别符合表4.2.2-1、表 4.2.2-2、表 4.2.2-3、表 4.2.2-4、表 4.2.2-5以及表 4.2

5、.2-6的规定，其中外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值Km 11、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12、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

6、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。13、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14、玻璃区域的周长L是门窗玻璃室内、外两侧的全部可视周长的之和的较大值15、 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=0。16、本系统中给出的所有的数值全部是窗垂直

7、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=8W/m2.k 外表面换热系数：he=23W/m2.k 一、门窗基本信息: 地区类型 : 夏热冬冷地区窗墙面积比范围: 0.3普朗特准数Pr计算：按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-8 气体的动态粘度：0.00001711 kg/(ms) 气体的比热：1008 J/(kg.K) 气体的热导率：0.02416 W/(m.K) 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 表 D.0.3 =0.00001711*1008/0.02416 =0.714 3.1) 格拉晓夫准数Gr计算：按照建筑玻璃应用技术规程J

8、GJ113-2009 C.0.2-7 气体的动态粘度：0.00001711 kg/(ms) 气体的密度：1.277 kg/m3气体平均绝对温度Tm：283 K 气体的间隙前后玻璃表面的温度差T:15 K 气体的间隔层厚度s：0.009 m 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 表 D.0.3 及 C.0.5 =9.81*0.0093*15*1.2772/(283*0.000017112) =2111.461 4.1) 努塞尔准数Nu计算：格拉晓夫准数Gr： 2111.461 普朗特准数Pr：0.714 A和 n 是常数：垂直空间，A=0.035，n=0.38 ；水平空间， A=0.1

9、6，n=0.28 ；倾斜 45度， A=0.1，n=0.31 ；(门窗按垂直空间计算) 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-6 =0.035*(2111.461*0.714)0.38=0.565 根据标准 ,Nu=0.5651, 取Nu数值为 1. 5.1) 气体导热系数hg计算：努塞尔准数Nu：1.000 气体的热导率：0.024 气体的间隔层厚度s：0.009 m 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-5 =1.000*0.02416/0.009 =2.684 6.1) 气体辐射导热系数hr计算：斯蒂芬 - 波尔兹曼常数：5.67*10-8间隔

10、层中两表面在平均绝对温度Tm下的校正发射率1、 2：1:0.40 2:0.40 平均绝对温度Tm： 283 K 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-4 =4*5.67*10-8*(1/0.40+1/0.40-1)-1*2833=1.285 7.1) 气体间隔层的导热率hs计算：气体辐射导热系数hr：1.285 气体导热系数hg： 2.684 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-3 =2.684+1.285 =3.969 8)多层玻璃系统的内部传热系数计算：气体间隔层的导热率hs:3.969 第一层玻璃的厚度dm：0.006 m 第二层玻璃的厚度d

11、m：0.006 m 玻璃的热阻rm：1 m.K/W 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-2 =1/3.969+0.006*1+0.006*1 =0.264 多层玻璃系统的内部传热系数ht=3.788 9)玻璃传热系数计算：玻璃的室外表面换热系数he：23.0 玻璃的室内表面换热系数hi：8.0 多层玻璃系统的内部传热系数ht：3.788 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-1 =1/23.0+1/3.788+1/8.0 =0.432 结论 : 玻璃板块1 的传热系数Ug=2.315 W/(m2.K) 2. 【玻璃板块1】传热系数计算: 1) 【玻

12、璃板块1】的基本信息玻璃板块类型: 双层玻璃玻璃板块面积:1.34m2第一层玻璃种类：普通玻璃第一层玻璃厚度：5(mm) 第一层玻璃校正发射率：0.837 第二层玻璃种类：普通玻璃第二层玻璃厚度：5(mm) 第二层玻璃校正发射率：0.837 第一气体层气体类型：空气第一气体层气体厚度：9(mm) 2.1) 普朗特准数Pr计算：按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-8 气体的动态粘度：0.00001711 kg/(ms) 气体的比热：1008 J/(kg.K) 气体的热导率：0.02416 W/(m.K) 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 表 D.0.3 =0

13、.00001711*1008/0.02416 =0.714 3.1) 格拉晓夫准数Gr计算：按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-7 气体的动态粘度：0.00001711 kg/(ms) 气体的密度：1.277 kg/m3气体平均绝对温度Tm：283 K 气体的间隙前后玻璃表面的温度差T:15 K 气体的间隔层厚度s：0.009 m 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 表 D.0.3 及 C.0.5 =9.81*0.0093*15*1.2772/(283*0.000017112) =2111.461 4.1) 努塞尔准数Nu计算：格拉晓夫准数Gr： 2111.

14、461 普朗特准数Pr：0.714 A和 n 是常数：垂直空间，A=0.035，n=0.38 ；水平空间， A=0.16，n=0.28 ；倾斜 45度， A=0.1，n=0.31 ；(门窗按垂直空间计算) 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-6 =0.035*(2111.461*0.714)0.38=0.565 根据标准 ,Nu=0.5651, 取Nu数值为 1. 5.1) 气体导热系数hg计算：努塞尔准数Nu：1.000 气体的热导率：0.024 气体的间隔层厚度s：0.009 m 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-5 =1.000*0.02

15、416/0.009 =2.684 6.1) 气体辐射导热系数hr计算：斯蒂芬 - 波尔兹曼常数：5.67*10-8间隔层中两表面在平均绝对温度Tm下的校正发射率1、 2：1:0.837 2:0.837 平均绝对温度Tm： 283 K 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-4 =4*5.67*10-8*(1/0.837+1/0.837-1)-1*2833=3.700 7.1) 气体间隔层的导热率hs计算：气体辐射导热系数hr：3.700 气体导热系数hg： 2.684 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-3 =2.684+3.700 =6.384 8

16、)多层玻璃系统的内部传热系数计算：气体间隔层的导热率hs:6.384 第一层玻璃的厚度dm：0.005 m 第二层玻璃的厚度dm：0.005 m 玻璃的热阻rm：1 m.K/W 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-2 =1/6.384+0.005*1+0.005*1 =0.167 多层玻璃系统的内部传热系数ht=5.988 9)玻璃传热系数计算：玻璃的室外表面换热系数he：23.0 玻璃的室内表面换热系数hi：8.0 多层玻璃系统的内部传热系数ht：5.988 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009 C.0.2-1 =1/23.0+1/5.988+1/8.0 =0.335 结论 : 玻璃板块1 的传热系数Ug=2.985 W/(m2.K) 五、整窗传热系数计算(Ut) ：1、整窗面积计算(At)：窗框面积Af=0.560 依据前面的