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时间:2017-11-12
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1、建筑门窗热工性能计算方法一、前言门窗是建筑耗能的主要部位,简便计算门窗的热工性能是非常必要的。本文作者参考ISO10292在《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113中给出了建筑玻璃的传热系数U值的计算方法,可用来评价、表征建筑玻璃的热工性能。本文给出了建筑门窗传热系数U值的简便计算方法,可供设计时使用。二、门窗有关参数定义1门窗玻璃板面积 门窗一般是由框架和玻璃板组成,门窗玻璃板面积定义为门窗两侧可视面积中较小的面积,用Ag表示,安装于框架内部的面积不计其内。2玻璃板可视周长 玻璃板可视周长定义为板两侧较长的周长,用Lg表示。3框架面积 框架分为框架内侧投影面积(用Af
2、,i表示)、外侧投影面积(用Af,e表示)、内侧表面面积(用Ad,i表示)和外侧表面面积(用Ad,e表示),框架面积Af定义为框架投影的面积。4窗面积 窗面积Aw定义为框架面积和玻璃板面积之和,即Aw=Ag+Af。三、窗的传热系数计算1单框窗的传热系数计算 单框窗的传热系数Uw按下式计算: Uw=(Ag*Ug+Af*Uf+lg*Ψg)/(Ag+Af) 公式(1) 式中:Ug———玻璃板的传热系数; Uf———框架的传热系数; Ψg———玻璃板和框架通过衬垫材料的线传热系数,对于单片玻璃,Ψg=0。2双框窗的传热系
3、数计算 双框窗的传热系数Uw按下式计算: Uw=1/(1/Uw1-Rsi+Rs-Rse+1/Uw2) 公式(2) 式中:Uw1———室内侧窗的传热系数,按公式(1)计算; Uw2———室外侧窗的传热系数,按公式(1)计算; Rsi———室外侧窗单独使用时,其内表面热阻; Rse———室内侧窗单独使用时,其外表面热阻; Rs———两窗玻璃之间空间热阻。3单框双玻窗(非中空)的传热系数计算 单框双玻窗的传热系数按公式(1)计算,双层玻璃的传热系数按下式计算: Ug=1/(1/Ug1-Rsi+Rs-Rse+1/
4、Ug2) 公式(3) 式中:Uw1———室内侧玻璃的传热系数; Uw2———室外侧玻璃的传热系数; Rsi———室外侧玻璃单独使用时,其内表面热阻; Rse———室内侧玻璃单独使用时,其外表面热阻; Rs———两片玻璃之间空间热阻。四、有关参数的计算与取值1玻璃的导热系数 玻璃的导热系数=1.0W/(mK)。2玻璃的内外表面热阻 对于普通非镀膜玻璃,玻璃的内表面热阻Rsi=0.13m2K/W,玻璃的外表面热阻Rse=0.04m2K/W。对于镀Low.E膜的玻璃,其表面热阻应按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ
5、113计算。五 玻璃传热系数U值的计算方法 U值是表征玻璃传热的参数。表示热量通过玻璃中心部位而不考虑边缘效应,稳态条件下,玻璃两表面在单位环境温度差条件时,通过单位面积的热量。U值的单位是W/(m2·K)。按下列公式计算: 1/U=1/he+1/ht+1/hi (JGJ113-2003附录C.0.2-1) 式中he——玻璃的室外表面换热系数; hi—玻璃的室内表面换热系数; ht—多层玻璃系统内部热传导系数; 多层玻璃体系内部传热系数ht按照以下公式计算:
6、 (JGJ113-2003附录C.0.2-2) 式中hs—气体空隙的导热率; N—气体层的数量; M—材料层的数量; dm—每一个材料层的厚度; rm—每一层材料的热阻(玻璃的热阻为lm·K/W)。 气体空隙的导热率hs按下式计算: hs=hg+hr (JGJ113-2003附录C.0.2-3)式中hr——气体空隙的辐射导热系数; hg——气体空隙的导热系数(包括传导和对流)。 辐射导热系数hr由下式给出: hr=4×σ×(1/ε1+1/ε2-1)
7、-1×Tm3 (JGJ113-2003附录C.0.2-4) 式中σ——斯蒂芬-波尔兹曼常数; ε——间隙层中两表面在平均绝对温度Tm下的校正发射率。 气体导热系数hg由下式给出: hg=Nu×λ/s (JGJ113-2003附录C.0.2-5) 式中s——气体层的厚度,m; λ——气体导热率,W/(m·K);2.496×102W/(m·K) Nu是努塞尔准数,由下式给出: Nu=A×(Gr×Pr)n
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