建筑门窗玻璃幕墙热工计算基础

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1、建筑门窗幕墙热工计算 基础培训 中国建筑科学研究院 国家建筑工程质量监督检验中心 中国建筑科学研究院 国家建筑工程质量监督检验中心 万成龙万成龙 2013/6/82 一、 建筑传热基础知识 二、 建筑门窗幕墙热工计算基础 三、 相关标准简介 中国建筑科学研究院 2013/6/8中国建筑科学研究院3 ? 热工理论是基础，建立概念、准确理解才能灵活运用；热工理论是基础，建立概念、准确理解才能灵活运用； ? 软件是工具，模型简化和边界条件对结果影响较大。软件是工具，模型简化和边界条件对结果影响较大。 ? 一个原则一个原则 2013/6/8中国建筑科学研究院4 ? 传热学、建筑热环境(叶歆)传热学、建

2、筑热环境(叶歆) ? GB 50176-93民用建筑热工设计规范GB 50176-93民用建筑热工设计规范 ? JGJ/T 151-2008建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T 151-2008建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程 ? GB/T 2680-94建筑玻璃 可见光透射比的测定GB/T 2680-94建筑玻璃 可见光透射比的测定 ? GB/T 22476-2008中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及 测定 GB/T 22476-2008中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及 测定 ? GB/T 8484-2008建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484-2008建筑外门窗保温性能分

3、级及检测方法 ? 几本书和标准几本书和标准 2013/6/8中国建筑科学研究院5 ? JGJ 26-2010 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 26-2010 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 ? JGJ 134-2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 134-2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 ? JGJ 75-2012 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ 75-2012 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 ? GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准 2013/6/8中国建筑科学研究院6 一、建筑传热基础

4、知识一、建筑传热基础知识 2013/6/8中国建筑科学研究院7 ? 一个典型的传热实例一个典型的传热实例 ? 热传递的三种基本方式 导热 对流 辐射 热传递的三种基本方式 导热 对流 辐射 ? 一维稳态传热原理一维稳态传热原理 2013/6/8中国建筑科学研究院8 1、一个典型的传热实例1、一个典型的传热实例 2013/6/8中国建筑科学研究院9 2013/6/8中国建筑科学研究院10 ? 冬季密实墙体的传热过程分解成三段：冬季密实墙体的传热过程分解成三段： 热由热由室内空气室内空气以以对流换热对流换热和墙与室内物体间的和墙与室内物体间的辐 射换热 辐 射换热方式传给方式传给墙的内表面墙的内表

5、面； 热由 ； 热由内表面内表面以以固体导热固体导热方式传递到墙方式传递到墙外表面外表面； 热由墙体 ； 热由墙体外表面外表面以空气以空气对流换热对流换热和墙与周围物体 间的 和墙与周围物体 间的辐射方式辐射方式把热传递到把热传递到室外环境室外环境。 结论：热量传递过程是由导热、热对流、热辐射三种基本 方式组合形成的。 结论：热量传递过程是由导热、热对流、热辐射三种基本 方式组合形成的。 2013/6/8中国建筑科学研究院11 2、热传递的三种基本方式2、热传递的三种基本方式 2013/6/8中国建筑科学研究院12 ? 导热导热 2013/6/8中国建筑科学研究院13 2013/6/8中国建筑

6、科学研究院14 傅立叶定律： 2013/6/8中国建筑科学研究院15 范围：密实的固体 导热系数：表示材料导热能力的大小，是材料的基本属性，一般由实验测定。 （相当于电导率） 平壁热阻R ： R = / ，与壁厚成正比，与导热系数成反比。（相当于电阻） 平壁热导：=1/R =/=q/ t 。（相当于电导） 2013/6/8中国建筑科学研究院16 ? 对流换热对流换热 2013/6/8中国建筑科学研究院17 2013/6/8中国建筑科学研究院18 2013/6/8中国建筑科学研究院19 范围：流体与固体表面换热，对流换热（不是热传递的基本方式，对流+导热） 表面对流换热系数：指单位面积上，流体与

7、壁之间在单位温差下及单位时间内所 能传递的热量。它的大小表达了对流换热过程的强弱程度。 对流换热热阻R h ： Rh =1/h，表示面积为A m2的壁面上对流换热热阻为1/(hA)， 单位为K/W。 )( fw tththq= 牛顿换热定律： 2013/6/8中国建筑科学研究院20 ? 辐射换热辐射换热 2013/6/8中国建筑科学研究院21 2013/6/8中国建筑科学研究院22 灰体辐射定律斯提芬-玻尔兹曼定律，即： 式中：Eb黑体辐射力，W/m2； Cb黑体辐射系数， b =5.67W/(m2K4) ； T黑体表面的热力学温度，K； 实际物体表面的发射率，也称黑度，其值处于01之间。 4

8、 ) 100 ( T CE bb =A T C b 4 ) 100 (= 2013/6/8中国建筑科学研究院23 辐射换热特点： ? 热辐射过程中伴随着能量形式转换(物体内能电磁波能物体内能)； ? 不需要冷热物体直接接触； ? 不论温度高低，物体都在不停地相互发射电磁波能，相互辐射能量。 = 4 2 4 1 2 ,1 ) 100 () 100 ( TT Cq 2013/6/8中国建筑科学研究院24 3、一维稳态传热过程3、一维稳态传热过程 2013/6/8中国建筑科学研究院25 2013/6/8中国建筑科学研究院26 2013/6/8中国建筑科学研究院27 传热系数 传热热阻 传热系数 传热

9、热阻 2013/6/8中国建筑科学研究院28 二、建筑门窗幕墙热工 计算基础 二、建筑门窗幕墙热工 计算基础 2013/6/8中国建筑科学研究院29 2013/6/8中国建筑科学研究院30 2013/6/8中国建筑科学研究院31 ? 术语术语 ? 整樘窗热工性能计算整樘窗热工性能计算 ? 玻璃幕墙热工性能计算玻璃幕墙热工性能计算 ? 抗结露性能评价抗结露性能评价 ? 玻璃的光学热工性能计算玻璃的光学热工性能计算 ? 框的传热计算框的传热计算 ? 计算边界条件计算边界条件 2013/6/8中国建筑科学研究院32 1、术语1、术语 2013/6/8中国建筑科学研究院33 2013/6/8中国建筑科

10、学研究院34 2013/6/8中国建筑科学研究院35 2013/6/8中国建筑科学研究院36 2、整樘窗热工性能计算2、整樘窗热工性能计算 2013/6/8中国建筑科学研究院37 ?一般规定一般规定 ?几何描述几何描述 ?传热系数计算传热系数计算 ?遮阳系数计算遮阳系数计算 ?可见光透射比计算可见光透射比计算 2013/6/8中国建筑科学研究院38 ?一般规定一般规定 2013/6/8中国建筑科学研究院39 ? 几何描述几何描述 2013/6/8中国建筑科学研究院40 2013/6/8中国建筑科学研究院41 ? 传热系数传热系数 2013/6/8中国建筑科学研究院42 ? 遮阳系数遮阳系数 2

11、013/6/8中国建筑科学研究院43 ? 可见光透射比可见光透射比 2013/6/8中国建筑科学研究院44 3、玻璃幕墙热工计算3、玻璃幕墙热工计算 2013/6/8中国建筑科学研究院45 ?一般规定一般规定 ?几何描述几何描述 ?传热系数计算传热系数计算 ?遮阳系数计算遮阳系数计算 ?可见光透射比计算可见光透射比计算 2013/6/8中国建筑科学研究院46 ?一般规定一般规定 2013/6/8中国建筑科学研究院47 ?几何描述几何描述 2013/6/8中国建筑科学研究院48 2013/6/8中国建筑科学研究院49 2013/6/8中国建筑科学研究院50 2013/6/8中国建筑科学研究院51

12、 2013/6/8中国建筑科学研究院52 2013/6/8中国建筑科学研究院53 2013/6/8中国建筑科学研究院54 2013/6/8中国建筑科学研究院55 ? 传热系数传热系数 2013/6/8中国建筑科学研究院56 2013/6/8中国建筑科学研究院57 ? 遮阳系数遮阳系数 2013/6/8中国建筑科学研究院58 ? 可见光透射比可见光透射比 2013/6/8中国建筑科学研究院59 4、抗结露性能评价4、抗结露性能评价 2013/6/8中国建筑科学研究院60 ?评价指标评价指标 ?露点温度计算露点温度计算 ?内表面最低温度计算内表面最低温度计算 2013/6/8中国建筑科学研究院61

13、 ? 评价指标评价指标 内表面最低温度不低于露点温度内表面最低温度不低于露点温度 ? 两个问题：两个问题： 内表面最低温度内表面最低温度如何计算？ 如何计算？ 露点温度露点温度如何计算？如何计算？ 2013/6/8中国建筑科学研究院62 ?露点温度计算露点温度计算 公式计算法 焓湿图法 公式计算法 焓湿图法 2013/6/8中国建筑科学研究院63 2013/6/8中国建筑科学研究院64 2013/6/8中国建筑科学研究院65 2013/6/8中国建筑科学研究院66 5、玻璃的光学热工 性能计算 5、玻璃的光学热工 性能计算 2013/6/8中国建筑科学研究院67 2013/6/8中国建筑科学研

14、究院68 2013/6/8中国建筑科学研究院69 2013/6/8中国建筑科学研究院70 2013/6/8中国建筑科学研究院71 6、框的传热计算6、框的传热计算 2013/6/8中国建筑科学研究院72 2013/6/8中国建筑科学研究院73 2013/6/8中国建筑科学研究院74 2013/6/8中国建筑科学研究院75 2013/6/8中国建筑科学研究院76 2013/6/8中国建筑科学研究院77 2013/6/8中国建筑科学研究院78 2013/6/8中国建筑科学研究院79 7、计算边界条件7、计算边界条件 2013/6/8中国建筑科学研究院80 2013/6/8中国建筑科学研究院81 2

15、013/6/8中国建筑科学研究院82 2013/6/8中国建筑科学研究院83 三、相关标准简介三、相关标准简介 2013/6/8中国建筑科学研究院84 ? GB 50176-93 民用建筑热工设计规范GB 50176-93 民用建筑热工设计规范 ? GB/T 2680-94 建筑玻璃 可见光透射比的测定GB/T 2680-94 建筑玻璃 可见光透射比的测定 ? GB/T 22476-2008 中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算 及测定 GB/T 22476-2008 中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算 及测定 ? GB/T 8484-2008 建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T 8484

16、-2008 建筑外门窗保温性能分级及检测方法 2013/6/8中国建筑科学研究院85 ? JGJ 26-2010 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 26-2010 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 ? JGJ 134-2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 134-2010 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 ? JGJ 75-2012 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ 75-2012 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 ? GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准GB 50189-2005 公共建筑节能设计标准 2013/6/8中国建筑科学研究院86 谢谢！谢谢！