石材幕墙热工计算.doc

河北省科技大厦外装结构热工性能设计计算书设计： 校对： 审核： 批准： 石家庄市通力建筑装饰工程有限公司二一一年十月二十二日目录1 计算引用的规范、标准及资料12 计算中采用的部分条件参数及规定12.1 计算所采纳的部分参数12.2 公共建筑节能设计标准的部分规定23 幕墙结构基本参数43.1 地区参数43.2 建筑参数43.3 单元参数44 幕墙保温计算54.1 设计依据54.2 围护结构的传热阻54.3 U值计算55 结露计算55.1 水(冰)表面的饱和水蒸汽压计算55.2 在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算65.3 空气的结露点温度计算65.4 维护结构内表面的计算温度65.5 结露性能评价6河北省科技大厦热工计算设计计算书 石家庄市通力建筑装饰工程有限公司非透明幕墙结构热工设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料建筑幕墙 GB/T21086-2007民用建筑热工设计规范 GB50176-93公共建筑节能设计标准 GB50189-2005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 JGJ134-2010夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-20031居住建筑节能设计标准 意见稿 建标2006-46号 建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程 JGJ/T151-2008 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2009玻璃幕墙光学性能 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/T2680-942 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=20； 室外空气温度：Tout=-20； 室内对流换热系数：hc,in=3.6W/(m2K)； 室外对流换热系数：hc,out=16W/(m2K)； 室内平均辐射温度：Trm,in=Tin 室外平均辐射温度：Trm,out=Tout 太阳辐射照度：Is=300W/m2；(2)夏季标准计算条件应为： 室内空气温度：Tin=25； 室外空气温度：Tout=30； 室内对流换热系数：hc,in=2.5W/(m2K)； 室外对流换热系数：hc,out=16W/(m2K)； 室内平均辐射温度：Trm,in=Tin 室外平均辐射温度：Trm,out=Tout 太阳辐射照度：Is=500W/m2；(3)计算传热系数应采用冬季标准计算条件，并取Is=0W/m2；(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：20； 室内环境湿度：30%，60%； 室外环境温度：0，-10，-20(6)框的太阳光总透射比gf应采用下列边界条件： qin=Is ：框表面太阳辐射吸收系数； Is：太阳辐射照度(W/m2)； qin：框吸收的太阳辐射热(W/m2)；2.2 公共建筑节能设计标准的部分规定(1)结构所在的建筑气候分区应该按下面表格取用。表4.2.1 主要城市所处气候分区气候分区代 表 性 城 市严寒地区A区海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯、安达严寒地区B区长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、 本溪、阜新、哈密、鞍山、张家口、酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东寒冷地区兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津、大连、阳泉、平凉、石家庄、德州、晋城、天水、西安、拉萨、康定、济南、青岛、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州夏 热冬冷地区南京、蚌埠、盐城、南通、合肥、安庆、九江、武汉、黄石、岳阳、汉中、安康、上海、杭州、宁波、宜昌、长沙、南昌、株洲、零陵、赣州、韶关、桂林、重庆、达县、万州、涪陵、南充、宜宾、成都、贵阳、遵义、凯里、绵阳夏热冬暖地区福州、莆田、龙岩、梅州、兴宁、英德、河池、柳州、贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口、南宁、北海、梧州(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4.2.2-1 严寒地区A区围护结构传热系数限值围护结构部位体型系数 0.3传热系数KW/ (m2K)0.3体型系数0.4传热系数KW/ (m2K)屋 面0.350.30外 墙(包括非透明幕墙)0.450.40底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.450.40非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板0.60.6单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.2. 3.02.70.2 窗墙面积比0.32.82.50.3 窗墙面积比0.42.52.20.4 窗墙面积比0.52.01.70.5 窗墙面积比0.71.71.5屋顶透明部分2.5表4.2.2-2 严寒地区B区围护结构传热系数限值围护结构部位体型系数0.3传热系数 KW/(m2K)0.3体型系数0.4传热系数KW/(m2K)屋 面0.450.35外 墙(包括非透明幕墙)0.500.45底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.500.45非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板0.80.8单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.2. 3.22.80.2 窗墙面积比0.32.92.50.3 窗墙面积比0.42.62.20.4 窗墙面积比0.52.11.80.5 窗墙面积比0.71.81.6屋顶透明部分2.6表4.2.2-3 寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位体型系数0.3传热系数KW/(m2K)0.3体型系数0.4传热系数KW/(m2K)屋面0.550.45外墙(包括非透明幕墙)0.600.50底面接触室外空气的架空或外挑楼板0.600.50非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板1.51.5外窗（包括透明幕墙）传热系数KW/(m2K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)传热系数KW/(m2K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.23.53.00.2窗墙面积比0.33.02.50.3窗墙面积比0.42.70.70/2.30.70/0.4窗墙面积比0.52.30.60/2.00.60/0.5窗墙面积比0.72.00.50/1.80.50/屋顶透明部分2.70.502.70.50注:有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。表4.2.2-4 夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位传热系数KW/(m2K)屋面 0.70外墙（包括非透明幕墙） 1.0底面接触室外空气的架空或外挑楼板 1.0外窗（包括透明幕墙）传热系数KW/(m2K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.2 4.70.2窗墙面积比0.3 3.5 0.55/0.3窗墙面积比0.4 3.0 0.50/0.600.4窗墙面积比0.5 2.8 0.45/0.550.5窗墙面积比0.7 2.5 0.40/0.50屋顶透明部分3.00.40注:有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。表4.2.2-5 夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值围护结构部位传热系数KW/(m2K)屋面 0.90外墙（包括非透明幕墙） 1.5底面接触室外空气的架空或外挑楼板 1.5外窗（包括透明幕墙）传热系数KW/(m2K)遮阳系数SC(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.2 6.50.2窗墙面积比0.3 4.7 0.50/0.600.3窗墙面积比0.4 3.5 0.45/0.550.4窗墙面积比0.5 3.0 0.40/0.500.5窗墙面积比0.7 3.0 0.35/0.45屋顶透明部分3.50.35注:有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。3 幕墙结构基本参数3.1 地区参数 石家庄，地区类别属于寒冷地区；3.2 建筑参数 建筑物长度：46m； 建筑物宽度：46m； 建筑物高度：50m； 建筑物体形系数：0.2；3.3 单元参数 幕墙的结构组成如下： 第1层材料为：加气混凝土、泡沫混凝土，厚度为：270mm，导热系数为：0.19W/mK； 第2层材料为：矿棉、岩棉、玻璃棉板，厚度为：50mm，导热系数为：0.05W/mK； 第3层材料为：花岗岩、玄武岩，厚度为：30mm，导热系数为：3.49W/mK；4 幕墙保温计算4.1 设计依据采用冬季计算标准条件，利用加权平均法进行计算。4.2 围护结构的传热阻按民用建筑热工设计规范(GB50176-93)设计计算： Ro=Ri+R+Re 附2.4GB50176-93在上面的公式中： Ro：围护结构的传热阻(m2K/W)； Ri：围护结构内表面换热阻，按规范取0.11m2K/W； Re：围护结构外表面换热阻，按规范取0.04m2K/W； R：围护结构热阻(m2K/W)； R=Ri+R空气 =i/aii+R空气 =1/a11+2/a22+3/a33+R空气 =270/1000/(10.19)+50/1000/(10.05)+30/1000/(13.49)+0.18 =2.61m2K/W在上面的公式中： ai：幕墙各层材料的修正系数，按GB50176-93附表4.2情况选择，其它取1.0； i：幕墙各层材料的厚度(m)； i：幕墙各层材料的导热系数W/(mK)； R空气：空气层的热阻m2K/W； Ro=Ri+R+Re =0.11+2.61+0.04 =2.76m2K/W4.3 U值计算 U：围护结构的传热系数(W/(m2K)； Ro：围护结构的传热阻(m2K/W)； U=1/Ro =1/2.76 =0.362W/(m2K) 0.362W/(m2K)0.6W/(m2K)所以，幕墙保温性能满足设计要求！5 结露计算5.1 水(冰)表面的饱和水蒸汽压计算 Es=E010(at)/(b+t)式中： E0：空气温度为0时的饱和水蒸汽压，取E0=6.11hPa； t：空气温度，； a、b：参数，对于水面(t0)，a=7.5，b=237.3；对于冰面(t0)，a=9.5，b=265.5。 Es=E010(at)/(b+t) =6.1110(7.520)/(237.3+20) =23.3895.2 在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算 e=fEs式中： e：空气的水蒸汽压，hPa； f：空气的相对湿度，； Es：空气的饱和水蒸汽压，hPa； e=fEs =0.323.389 =7.0175.3 空气的结露点温度计算 Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) 5.2.3JGJ/T151-2008式中： lg(e/6.11)表示取以10为底，e/6.11的对数； Td：空气的露点温度，； e：空气的水蒸气压，hPa； a、b：参数，a=7.5，b=237.3； Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) =237.3/(7.5/lg(7.017/6.11)-1) =1.9175.4 维护结构内表面的计算温度 室内环境温度：Tin=20.0； 室外环境温度：Tout=-20； 维护结构内表面换热系数：hin=8W/(m2K)； 维护结构的传热系数：U=0.362W/(m2K)； 维护结构内表面温度：Tg,in； Tg,in=Tin-(Tin-Tout)U/hin =20-(20-(-20)0.362/8 =18.195.5 结露性能评价评价依据： (T10,min-Tout,std)(Tin-Tout)/(Tin,s