幕墙节能计算书.doc

幕墙系统热工计算热工计算建筑幕墙作为主体结构的外围护体系，和建筑物一样，要满足安全、适用、耐久性的要求。为了满足建筑设计中的保温节能要求，我们根据现有建筑热工设计规范及公共建筑节能设计标准等有关标准，对本工程幕墙体系的热工性能进行了设计与计算。一、设计依据本项目的计算参考以下相关规范及资料：1.1民用建筑热工设计规范GB50176931.2夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准GBJ13420011.3住宅建筑节能设计标准J1004420001.4玻璃幕墙工程技术规范JGJ10220031.5公共建筑节能设计标准GB50189-2005二、计算分析1、围护结构传热系数和遮阳系数限值 地区 围护结构部位 体形系数0.3 0.3体形系数0.4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）严寒A区外墙(包括非透明幕墙)0.450.40单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.23.02.70.2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严寒B区外墙(包括非透明幕墙)0.500.45单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.23.22.80.2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寒冷地区外墙(包括非透明幕墙)0.600.50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/传热系数K W/(m2K)遮阳系数SC（东、南、西向/北向）夏热冬冷地区外墙(包括非透明幕墙)1.0单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.24.70.2窗墙面积比0.33.50.55/0.3窗墙面积比0.43.00.50/0.60.4窗墙面积比0.52.80.45/0.550.5窗墙面积比0.72.50.40/0.5夏热冬暖地区外墙(包括非透明幕墙)1.5单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比0.26.50.2窗墙面积比0.34.70.50/0.60.3窗墙面积比0.43.50.45/0.550.4窗墙面积比0.53.00.40/0.500.5窗墙面积比0.73.00.35/0.45 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。2、围护体系热的最小传热阻 按照民用建筑热工设计规范，最小传热阻系指围护结构在规定的室外计算温度和室内计算温度条件下，为保证围护结构内表面温度不低于室内空气露点，从而避免结露，同时避免人体与内表面之间的辐射换热过多而引起的不舒适感所必须的传热阻。按照民用建筑热工设计规范GB 5017693 第4.1.1条 设置集中采暖的建筑物，其围护结构的传热阻应根据技术经济比较确定，且应符合国家有关节能标准的要求，其最小传热阻应按下式计算确定：式 中：- 围护结构最小传热阻（m2K/W） - 冬季室内计算温度（0C），一般居住建筑取180C - 围护结构冬季室外计算温度（0C）；n - 温差修正系数； - 围护结构内表面换热阻；- 室内空气与围护结构内表面之间的温差（0C）。 3、各种材料K值计算(1)查民用建筑热工设计规范GB 5017693，得到围护体系的传热阻计算公式如下：(附3.1)式 中：- 围护体系热阻，m2K/W；- 内表面换热阻，m2K/W，应按本附录附表3.1采用；- 外表面换热阻，m2K/W，应按本附录附表3.2采用；- 材料层的热阻，m2K/W。 (2)查民用建筑热工设计规范GB 5017693，得到单一材料层的热阻计算公式如下：式 中：- 材料层的总热阻，m2K/W； - 材料层的厚度，m； - 材料的导热系数，W/mK。(3)查民用建筑热工设计规范GB 5017693，得到多层围护体系的热阻计算公式如下：式 中：- 材料层的总热阻，m2K/W；、- 各层材料的热阻，m2K/W。4、各种幕墙K值计算查夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 1342001，得到幕墙平均传热系数计算公式如下：式 中： - 外墙的平均热传导系数，W/m2K； - 外墙主体部位的热传导系数，W/m2K，按民用建筑热工设计规范GB501793的规 - 横龙骨的热传导系数，W/m2K ； - 竖龙骨的热传导系数，W/m2K ； - 外墙主体部位的面积，m2 ； - 单块幕墙中横龙骨的面积，m2 ； - 单块幕墙中竖龙骨的面积，m2 。5、空气间层热阻的确定不带铝箔、单面铝箔、双面铝箔封闭空气间层的热阻，应按本附录附表3.3采用.通风良好的空气间层，其热阻可不予考虑。这种空气间层的间层温度可取进气温度，表面换热系数可取12.0W/( m2K)。内表面换热系数i及内表面换热阻Ri值 附表3.1适用季节表面特征iW/（m2K）Ri(m2K/W)冬季和夏季墙面、地面、表面平整或有肋状突出物的顶棚，当h/s0.3时 8.7 0.11有肋状突出物的顶棚，当h/s0.3时7.60.13 外表面换热系数e及外表面换热阻Re值 附表3.2适用季节表面特征eW/（m2K）Re(m2K/W)冬季外墙、屋顶、与室外空气直接接触的表面23.00.04与室外空气相通的不采暖地下室上面的楼板17.00.06闷顶、外墙上有窗的不采暖地下室上面的楼板12.00.08 外墙上无窗的不采暖地下室上面的楼板6.00.17夏季 外墙和屋顶19.00.05三、材料参数1传热系数（1）6Low-E+12A+6中空钢化玻璃性能参数：U值：U =1.98 W/(m2K) 遮阳系数S.C值：0.4（2）铝合金型材传热系数： Uf=3.5 W/(m2K)（3）幕墙内表面换热系数和内表面换热热阻：i=8.7W/（m2.K）Ri=1/ hi 1/80.11 m2K/W（4）幕墙外表面换热系数和外表面换热热阻： e=23.0 W/（m2.K）Re=0.04 m2K/W 2导热系数：（1）聚苯板导热系数：c=0.042 W/（mK）（2）石材导热系数：c=3.5 W/（mK）（3）铝单板导热系数：c=203 W/（mK）（4）钢材导热系数：c=58.2 W/（mK）(5) 矿棉、岩棉: c=0.045 W/（mK）四、窗墙比计算1、面积计算A、东立面（1）透光面积：铝合金幕墙（6Low-E+12A+6钢化中空玻璃）面积：S=689.7 m2（2）不透光面积墙体面积：S=1041m2（3）总面积：S=1730.7 m2B、南立面（1）透光面积：铝合金幕墙（6Low-E+12A+6钢化中空玻璃）面积：S=326.36 m2（2）不透光面积墙体面积：S=1562.8m2（3）总面积：S=2562 m2C、西立面（1）透光面积明框幕墙（6Low-E+12A+6钢化中空玻璃）面积：S=386.3 m2（2）不透光面积墙体面积：S=1494.5m2（3）总面积：S=1883.8 m2D、北立面（1）透光面积明框幕墙（6Low-E+12A+6钢化中空玻璃）面积：S=429.5m2（2）不透光面积墙体面积：S=2088.3 m2（3）总面积：S=2517.8 m22、幕墙窗墙比计算：窗墙比=透光面积/(透光面积+不透光面积)透光面积=幕墙（6Low-E+12A+6钢化玻璃）面积不透光面积=墙面积A、东立面幕墙窗墙比计算：0.398B、南立面幕墙窗墙比计算：0.39C、西立面幕墙窗墙比计算：0.205D、北立面幕墙窗墙比计算：0.17结论：满足公共建筑节能设计标准(GB 50189-2005)中关于公共建筑窗墙比小于0.7的规定。五、透光部分传热系数6+12A+6（Low-E）中空玻璃玻璃部分传热系数K值计算:Ug=1/(1/ US +1/h0+1/ hi-1/ hi)=1/(1/1.98+1/20.66+1/8-1/8)=1.66 W/（m2.K）透明部分传热系数K值计算：Uo=Ug Ag/AUSAS/AUo幕墙的综合传热系数，W/(m2.K)Ug玻璃幕墙部分的传热系数，W/(m2.K)US铝板幕墙部分的传热系数，W/(m2.K)A幕墙面积，m2Ag铝合金幕墙窗部分面积，m2AS铝板幕墙部分面积，m21、东立面透明部分幕墙综合传热系数K值Uo=Ug Ag/A + UsAs/A=1.66689.7/1730.7+3.51041/1730.7=2.89W/m2.K 、南立面透明部分幕墙综合传热系数K值Uo=Ug Ag/A + UsAs/A=1.66999.2/2562+3.51562.8/2562=1.14W/m2.K 、西立面透明部分幕墙综合传热系数K值Uo=Ug Ag/A + UsAs/A=1.66386.3/1883.8+2.51497.54/1883.8=1.206W/m2.K 、北立面透明部分幕墙综合传热系数K值Uo=Ug Ag/A + UsAs/A=1.66429.5/2517.8+3.52088.3/2517.8=1.094W/m2.KW/m2.K 4.7 W/m2.K结论：透明部分幕墙的传热系数满足公共建筑节能设计标准GB50189-2005的要求。六、不透光部分传热系数1、墙体传导系数K=0.11+0.04+0.78