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民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-2010
夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》居住建筑节能设计标准意见稿》建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》建筑玻璃应用技术规程》玻璃幕墙光学性能》
JGJ134-2010
JGJ75-20031
[建标2006-46号]
JGJ/T151-2008
JGJ113-2009
GB/T18091-2000
建筑玻璃可见光、透射比等以及有关窗玻璃参数的测定》GB/T2680-94
2计算中采用的部分条件参数及规定
2.1计算所采纳的部分参数
按《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008采用
(1)冬季标准计算条件应为:
室内空气温度:
Tin=20r;
室外空气温度:
Tout=-20r;
室内对流换热系数室外对流换热系数室内平均辐射温度室外平均辐射温度hc,in=3.6W/(m2•K);
2
hc,out=16W/(m2•K);
Trm,out=Tout
太阳辐射照度:
Is=300W/m2;
(2)夏季标准计算条件应为:
Tin=25r;
Tout=30r;
室内对流换热系数室外对流换热系数室内平均辐射温度hc,in=2.5W/(m2•K);
hc,out=16W/(m2•K);
室外平均辐射温度:
Trm,out=Tout
Is=0W/m2;
Is=500W/m2;
(3)计算传热系数应采用冬季标准计算条件,并取
(4)计算遮阳系数、太阳光总透射比应采用夏季标准计算条件;
(5)结露性能计算的标准边界条件应为:
室内环境温度:
20r;
室内环境湿度:
30%60%
室外环境温度:
0C,-10°
C,-20C
⑹框的太阳光总透射比gf应采用下列边界条件:
qin=a•IS
a:
框表面太阳辐射吸收系数;
Is:
太阳辐射照度(W/卅);
qin:
框吸收的太阳辐射热(W/rnf);
2.2《居住建筑节能设计标准意见稿》的部分规定
(1)结构所在的建筑气候分区应该按下面表格取用。
表4.1.1居住建筑节能设计气候分区
气候分区
分区依据
严寒地区
(I区)
严寒A区
5500WHDD1&
8000
严寒B区
5000WHDD1&
5500
严寒C区
3800WHDD1&
5000
寒冷地区(U区)
寒冷A区
2000WHDD1&
3800,CDD2举100
寒冷B区
3800,100vCDD2I6
200
夏热冬冷地区(川区)
夏热冬冷A区
1000WHDD1V2000,50vCDD2举
150
夏热冬冷B区
1000WHDD1V2000,150vCDD2I6
300
夏热冬冷C区
600WHDD1V1000,100vCDD2举
夏热冬暖地区(IV区)
夏热冬暖地区
HDD1V600,CDD2&
温和地区
(V区)
温和A区
600<
HDD1V2000,CDD2举50
温和B区
HDD1V600,CDD2举50
居住建筑的设计,用采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26衡量当地寒冷和炎热的程度。
依据不同的采暖度日数HDD18和空调度日数CDD26范围,将全国划分为表,^一个气候子区。
(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下面各表的相关规定。
表4.1.4居住建筑的体形系数限值
建筑层数
<
3层
4〜6层
7〜9层
>
10层
0.55
0.30
0.26
0.24
寒冷地区
0.35
0.30「
0.26「
夏热冬冷地区、温和地
区A区
0.40
夏热冬暖地区、温和地
区B区
不限
表严寒地区A区围护结构传热系数限值
围护结构部位
传热系数KW/(m2•K)
外墙
>10层建筑
0.48
7〜9层的建筑
0.40
4〜6层的建筑
<3层建筑
0.33
外窗(含阳台门透
明部分)
窗墙面积比W20%
2.5
20%<窗墙面积比w
30%
2.2
30%<窗墙面积比w
40%
2.0
40%<窗墙面积比w
50%
1.7
表严寒地区B区围护结构传热系数
0.45
w3层建筑
窗墙面积比w20%
2.8
2.1
1.8
表严寒地区C区围护结构传热系数
0.50
r7〜9层的建筑
外窗(含阳台门透明部分)
P窗墙面积比w20%
2.3
表寒冷地区A区围护结构传热系数
传热系数KW/(m2-K)
20%<窗墙面积比w30%
30%<窗墙面积比w40%
40%<窗墙面积比w50%
表寒冷地区B区围护结构传热系数和遮阳系数限值
轻钢、木结构、轻质
墙板等围护结构
重质围护结构
0.60
传热系数K
W/(m2-K)
遮阳系数SC(东、西向/南、北向)
3.2
—
0.70/---
0.60/---
表夏热冬冷地区A区围护结构传热系数和遮阳系数限值表
轻钢、木结构、轻质
w0.5
w1.0
w0.4
w0.8
遮阳系数SC(东、南、西向/北向)
w4.7
w3.2
w0.80/—
w0.70/0.80
w2.5
w0.60/0.70
天窗
天窗面积占屋顶面积w
4%
w0.6
表
传热系数KW/(m2・K)
w1.0:
遮阳系数SC(东、、南、西向/北向)
w0.50/0.60
表区围护结构传热系数和遮阳系数限值
轻钢、木结构、轻质墙板等围护结构
w0.75
w1.5
w1.2
遮阳系数SC(东、南、西向/北向)
外窗(含阳台门透明部分)
w4.0
表夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
轻钢、木结构、轻质墙板等围护结构
Pw2.0:
w2.0
Pw2.0
w0.7
遮阳系数SC你、南、西向/北向)
w0.65/0.75
:
w0.55/0.65:
w0.45/0.55
表温和地区A区围护结构传热系数和遮阳系数限值表
遮阳系数SC你、南、西向/北向)
w0.80/0.80
w0.70/0.70
w0.60/0.60
天窗面积占屋顶面积
w4%
表温和地区B围护结构传热系数和遮阳系数限值
轻钢、木结构、轻质墙板等围护结构
遮阳系数SC你、南、西向/北向)
外窗(含阳台门透明部分及天窗)
注:
1、外墙的传热系数是指考虑了热桥影响后计算得到的平均传热系数,软件按传统加权平均法进行计算;
2、建筑朝向的范围:
北(偏东600至偏西600);
东、西(东或西偏北300至偏南600);
南(偏东300至偏西300);
3、表中的窗墙面积比按不同朝向分别计算;
4、表中的遮阳系数系指外窗透明部分的遮阳系数:
有外遮阳时,遮阳系数二玻璃的遮阳系数X外遮阳的遮阳系数;
无外遮阳时,遮阳系数二玻璃的遮阳系数;
3门窗系统结构基本参数
sh,地区类别属于夏热冬冷地区A区;
建筑物长度:
100m;
建筑物宽度:
30m;
建筑物高度:
60m;
建筑物朝向:
东;
建筑物体形系数:
0.103;
建筑物窗墙比:
0.4;
计算项目类型:
门窗系统;
3.3环境参数
建筑物采用集中取暖系统:
3.4单元参数
中空玻璃:
6+12(中空层)+6(mm);
外片:
LOW-ES膜;
内片:
普通玻璃;
中空气体间层气体:
空气;
门窗系统的面积:
A=9m2;
门窗系统玻璃的面积:
Ag=7.783m2;
门窗系统框的面积:
Af=1.217m2;
门窗系统框的总表面面积:
Asurf=1.385m2;
玻璃区域的总周长:
I产27.12m;
门窗系统角度:
9=90度;
计算单元高度:
H=3000m;
m
3.5框传热系数相关参数
Ad,i=1.5m2
Ad,e=0.5m2
Af,i=1m
Af,e=0.3m2
4玻璃的传热系数U值的计算
玻璃传热分析简图如下:
4.1计算基础及依据
计算玻璃的传热系数U值,依据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008进行计算。
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/(m・K)。
按规范,计算玻璃的传热系数应该采用下面的公式:
Ug=1/Rt[JGJ/T151-2008]
而玻璃系统的传热阻Rt应为各层玻璃、气体间层、内外表面换热阻之和,应该下面计算公式采用:
Rt=1/hout+刀R+刀Rg,i+1/hin
Rg,i=tg,i/入g,ii=1〜n
Ri=(Tf,i-Tb,i-i)/qii=2〜n
qi=hc,i(Tf,i-Tb,i-1)+hr,i(Tf,i-Tb,i-1)式中:
Rg,i:
第i层玻璃的固体热阻(m2•K/W);
Ri:
第i层气体间层的热阻(m2•K/W);
Tf,i、Tb,i-1:
第i层气体间层的外表面和内表面的温度(K);
qi:
第i层气体间层的热流密度。
7.2室外表面换热系数
外表面的换热系数应按如下公式计算:
hout=hr,out+hc,out参
式中:
hout:
玻璃外表面的换热系数;
hr,out:
玻璃外表面的辐射换热系数;
hc,out:
玻璃外表面的对流换热系数,按规范取16W/(m・K);
hr,out=3.9£
s,out/0.837
£
s,out:
玻璃外表面半球发射率;
out
=3.9X0.837/0.837+16
=19.9W/(m2•K)
7.3室内表面换热系数
室内表面换热系数hin可用下式表达:
hin=hr,in+hc,in参
上式中:
hr,in:
辐射导热系数;
hc,in:
对流导热系数;
hr,in=4.4£
s/0.837
&
S:
玻璃表面校正发射率,由厂家给出;
本处玻璃是普通玻璃,按上面的约定,其&
s取值为0.837,带入,
hr,in=4.4£
=4.4X0.837/0.837
=4.4W/(m2•K)
按规范:
hc,in的值冬季取是3.6W/(m2•K),夏季取2.5W/(m2•K)对于通常情况下的玻璃表面辐射和自由对流:
冬季:
3
丫:
气体密度(kg/m);
G:
重力加速度,取9.8m/s2;
cp:
常压下气体比热容(J/(kg•K));
卩:
常压下的气体黏度(kg/(m•s));
入:
常压下气体的导热系数(W/(m•K));
△T:
气体间层前后玻璃表面的温度差(K);
B:
将填充气体作为理想气体处理时的气体热膨胀系数;
Tm:
填充气体的平均温度(K);
H:
气体间层顶底距离,取门窗系统透光区域高度(m);
Ag,i:
气体间层的高厚比;
dg,i:
气体间层的厚度;
B=1/Tm
=1/273
=0.00366
Ag,i=H/dg,i
=3000/12
=250
23
Ra=丫dGBCpAT/卩入
=1.29332X(12/1000)3X9.8X0.00366X1006.1034X3/0.00001722/0.0241
=753.986
空腔的努谢尔特数应该按下面的公式计算:
气体间层倾角0WBv60°
Nu=1+1.44[1-1708/Racos9]X[1-1708sin1.6(1.89)/Racos9]
1/3X
+[(Racos9/5830)-1]
Ra<
105,Ag,i>
20
式中:
XX
函数[x]表示为:
[x]=(x+|x|)/2
气体间层倾角9=60°
Nu=(Nu1,Nu2)max
Nu1=[1+(
0.283
Nu2=(0.104+0.175/Ag,i)Ra0.283
GN=0.5/([1+(Ra/3160)20.6])0.1
气体间层倾角60°
v9v90°
按公式
9=90°
Nu1=0.0673838Ra1/3Ra>
5X104
Nu1=104vRaw5X104
-102.29847554
Nu1=1+1.7596678X10RaRaw10
Nu2=0.242(Ra/Ag,i)0.272
本计算中9=90度,带入上面公式,得:
Nu=1.0007
代入6.3.2,得
hc,i=NlJX(入g,i/dg,i)
=1.0007X(0.0241心2/1000))
=2.01W/(m2•K)
公式,对于两片中空玻璃,贝U:
Ri=1/(hc,i+hr,i)=1/(2.01+0.453)=0.406(m2•K/W)
代入,得:
冬季玻璃U值为:
Rt=1/hout+刀R+XRj,i+1/hin
=1/19.9+0.406+0.012+1/8
=0.593(m2•K/W)
U1=1/Rt
=1.686W/(m2•K)
5门窗系统框的传热系数U值的计算
5.1框的传热系数Uf
在计算框的传热系数时,按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008的规定,
可以通过输入数据,用二维有限单元法进行数字计算,得到框的传热系数。
也可以采用该规范附录B提供的方法计算框的传热系数,本计算中采用的是后者,以下关于框的传热系统的说明均来自《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008附录B,其图表索引号同样是该规范中的图表号!
本计算中给出的所有的数值全部是窗垂直安装的情况。
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取内表面换热系数hin=8.0W/m2K和外表面换热系数hout=23W/m2K
框的传热系数Uf的数值可以通过下列程序获得:
1:
塑料窗框
表B.0.2带金属钢衬的塑料窗框的传热系数
窗框材料
窗框种类
Uf[W/(m2.K)]
聚氨酯「
带有金属加强筋,型材壁厚的净厚度》5mm
PVC腔体截
面
从室内到室外为两腔结构,无金属加强筋
从室内到室外为两腔结构,带有金属加强筋
2.7:
从室内到室外为三腔结构,无金属加强筋
2:
金属窗框
框的传热系数的数值可通过下面的步骤计算获得:
金属框Uf的传热系数公式为:
Ad.i,Ad,e,Af,i,Af,e——窗或幕墙各部件面积,m2;
其定义如下图
hi框的内表面换热系数,W/m2K;
he框的外表面换热系数,W/m2K;
Rf——框截面的热阻(隔热条的导热系数为0.2〜0.3W/m.K),m2K/W。
金属窗框Rf的热阻通过下式获得:
没有隔热的金属框,Uf0=5.9W/(m2K);
具有隔热的金属框,Uf0的数值可按图,图在表,带隔热条的金属窗框的适用的条件是:
、bj5.2bf(
j
其
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