铝合金窗的热工性能计算书

铝合金窗的热工性能计算书一本计算概况传热系数限值250W/M2K二参考资料民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ2695夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ1342001民用建筑热工设计规范GB5017693公共建筑节能设计标准GB501892005公共建筑节能设计标准DBJ016212005居住建筑节能设计标准DBJ016022004建筑门窗幕墙热工计算及分析系统WENERGY20三计算基本条件1计算实际工程所用的建筑门窗和玻璃幕墙热工性能所采用的边界条件应符合相应的建筑设计或节能设计标准。2设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工参数时，所采用的环境边界条件应统一采用规定的计算条件。3以下计算条件可供参考1各种情况下都应选用下列光谱S标准太阳辐射光谱函数（ISO98451）；D标准光源（CIED65，ISO10526）光谱函数；R视见函数（ISO/CIE10527）。2冬季计算标准条件应为室内环境温度TIN20室外环境温度TOUT0内表面对流换热系数HC,IN36W/M2K外表面对流换热系数HC,OUT20W/M2K太阳辐射照度IS300W/M23夏季计算标准条件应为室内环境温度TIN25室外环境温度TOUT30外表面对流换热系数HC,IN25W/M2K外表面对流换热系数HC,OUT16W/M2K室外平均辐射温度TRMTOUT太阳辐射照度IS500W/M24计算传热系数应采用冬季计算标准条件，并取IS0W/M2。5计算遮阳系数、太阳能总透射比应采用夏季计算标准条件，并取TOUT25。6抗结露性能计算的标准边界条件应为室内环境温度TIN20室外环境温度TOUT20或TOUT30室内相对湿度RH30或RH50或RH70室外风速V4M/S7计算框的太阳能总透射比GF应使用下列边界条件QINISQIN通过框传向室内的净热流（W/M2）；框表面太阳辐射吸收系数；IS太阳辐射照度500W/M2。4设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工参数时，门窗框或幕墙框与墙的连接界面应作为绝热边界条件处理。5公共建筑节能设计标准GB501892005有关规定1各城市的建筑气候分区应按表421确定。表4211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表4221、表4222、表4223、表4224、表4225以及表4226的规定，其中外墙的传热系数为包括结构性热桥在内的平均值KM。表4221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03传热系数KW/M2K03体型系数04传热系数KW/M2K屋面035030外墙包括非透明幕墙045040底面接触室外空气的架空或外挑楼板045040非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板0606窗墙面积比02302702窗墙面积比03282503窗墙面积比042522单一朝向外窗包括透明幕墙04窗墙面积比05201705窗墙面积比071715屋顶透明部分25表4222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03传热系数KW/M2K03体型系数04传热系数KW/M2K屋面045035外墙包括非透明幕墙050045底面接触室外空气的架空或外挑楼板050045非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板0808窗墙面积比02322802窗墙面积比03292503窗墙面积比04262204窗墙面积比052118单一朝向外窗包括透明幕墙05窗墙面积比071816屋顶透明部分26表4223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03传热系数KW/M2K03体型系数04传热系数KW/M2K屋面055045外墙包括非透明幕墙060050底面接触室外空气的架空或外挑楼板060050非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板1515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/北向窗墙面积比02353002窗墙面积比03302503窗墙面积比0427070/23070/04窗墙面积比0523060/20060/单一朝向外窗包括透明幕墙05窗墙面积比0720050/18050/屋顶透明部分2705027050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4224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070外墙（包括非透明幕墙）10底面接触室外空气的架空或外挑楼板10外窗（包括透明幕墙）传热系数KW/M2K遮阳系数SC东、南、西向/北向窗墙面积比024702窗墙面积比0335055/03窗墙面积比0430050/06004窗墙面积比0528045/055单一朝向外窗包括透明幕墙05窗墙面积比0725040/050屋顶透明部分30040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4225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090外墙（包括非透明幕墙）15底面接触室外空气的架空或外挑楼板15外窗（包括透明幕墙）传热系数KW/M2K遮阳系数SC东、南、西向/北向窗墙面积比026502窗墙面积比0347050/06003窗墙面积比0435045/05504窗墙面积比0530040/050单一朝向外窗包括透明幕墙05窗墙面积比0730035/045屋顶透明部分35035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4226不同气候区地面和地下室外墙热阻限值气候分区围护结构部位热阻RM2K/W地面周边地面非周边地面2018严寒地区A区采暖地下室外墙（与土壤接触的墙）20地面周边地面非周边地面2018严寒地区B区采暖地下室外墙（与土壤接触的墙）18地面周边地面非周边地面15寒冷地区采暖、空调地下室外墙（与土壤接触的墙）15地面12夏热冬冷地区地下室外墙（与土壤接触的墙）12地面10夏热冬暖地区地下室外墙（与土壤接触的墙）10注周边地面系指距外墙内表面2米以内的地面；地面热阻系指建筑基础持力层以上各层材料的热阻之和；地下室外墙热阻系指土壤以内各层材料的热阻之和。3外墙与屋面的热桥部位的内表面温度不应低于室内空气露点温度。一、基本计算参数本计算为单层窗系统的热工性能计算。1窗的有关参数总宽W1500MM总高H1800MM窗的总面积ATWH27M2玻璃总面积AG222M2窗框总面积AF048M2玻璃区域周长L12000M二、窗的传热系数计算1窗框的传热系数UF框的传热系数UF可以通过输入数据，用二维有限单元法进行数字计算，得到窗框的传热系数。在没有详细的计算结果可以应用时，可以应用按以下方法得到窗框的传热系数。本系统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HIN80W/M2K和外表面换热系数HOUT23W/M2K。1塑料窗框表E021带有金属钢衬的塑料窗框的传热系数2木窗框木窗框的UF值是在水气含量在12的情况下获得，窗框厚度DF的定义见图E022。UF的数值可以从图E021中选取。图E021木窗框以及金属木窗框的热传递与窗框厚度DF的关系窗框材料窗框种类UFW/M2K聚胺脂带有金属加强筋净厚度5MM28从室内到室外为两腔结构22PVC腔体截面从室内到室外为三腔结构20图E022不同窗户系统窗框厚度DF的定义3金属窗框框的传热系数UF的数值可以通过下列程序获得A对没有热断桥的金属框，使用UF059W/M2K；B对具有断桥的金属框，UF0的数值从图E023中粗线中选取；图E023带热断桥的金属窗框的传热系数值金属窗框RF的热阻通过下式获得（E021）170FFU金属窗框UF的传热系数公式为（E022）EDFFIDFFAHR,图E024截面类型1（采用导热系数低于03W/MK的隔热条）式中ADI,AD,E,AF,I,AF,E窗各部件面积，M2；其定义如图E025所示。图E025窗各部件面积划分示意图HI窗框的内表面换热系数，W/M2K；HE窗框的外表面换热系数，W/M2K；RF窗框截面的热阻（隔热条的导热系数为0203W/MK），M2K/W。D热断桥对应的铝合金截面之间的最小距离；BJ热断桥J的宽度；BF窗框的宽度（）。JFB20图E026截面类型2（采用导热系数低于02W/MK的泡沫材料）其中D热断桥对应的铝合金截面之间的最小距离；BJ热断桥的宽度JBF窗框的宽度（）。JFB30窗框的传热系数UF280W/M2K2窗框与玻璃结合处的线传热系数窗框与玻璃结合处的线传热系数窗框与玻璃结合处的线传热系数，主要描述了在窗框、玻璃和间隔层之间交互作用下附加的热传递，线性热传递传热系数主要受间隔层材料传导率的影响。在没有精确计算的情况下，可采用表E03估算窗框与玻璃结合处的线传热系数表E03铝合金、钢（不包括不锈钢）中空玻璃的线传热系数窗框材料双层或者三层未镀膜充气或者不充气中空玻璃W/MK双层LOWE镀膜三层采用两片LOWE镀膜充气或者不充气中空玻璃W/MK木窗框和塑料窗框004006带热断桥的金属窗框006008没有断桥的金属窗框0002注这些值用来计算低辐射的中空玻璃窗，UG13W/M2K，以及更低传热系数的中空玻璃。线传热系数004W/MK3玻璃的传热系数UG选择玻璃类型单层玻璃玻璃厚度190MM玻璃内表面换热系数取为8W/M2K玻璃外表面换热系数取为21W/M2K玻璃传热系数计算方法11基本公式1一般原理本方法是以下列公式为计算基础的（1）TIEHU11式中玻璃的外表换热系数；EH玻璃的内表换热系数；I多层玻璃系统导热系数；T多层玻璃系统导热系数按下式计算（2）MMNSTRDH11式中气体空隙的导热率；SH空气层的数量；N材料层的数量；M每一个材料层的厚度；MD每一个材料层的热阻；R空气间隙的导热率按下式计算（3）RGSH式中辐射导热系数；RH气体的导热系数包括传导和对流。G2辐射导热系数R辐射导热系数由下式给出RH（4）31214MRT式中斯蒂芬波尔兹曼常数和在间隙层中的玻璃界面平均绝对温度下的校正发射率。12MT3气体导热系数GH气体导热系数由下式给出（5）SNHUG式中气体层的厚度，M；S气体导热率，W/MK；是努塞特准数，由下式给出UN（6）NRUPGAN式中一个常数；A格拉斯霍夫准数；RG普兰特准数；RP幂指数。N如果，则取1。UN格拉斯霍夫准数由下式计算（7）23819MRTPSG普兰特准数按下式计算（8）CPR式中玻璃两侧的温度差，K；TP气体密度，；3/MKG气体的动态粘度，；/S气体的比热，J/KGK,C气体平均温度，K。MT对于垂直空间，其中A0035,N038；水平情况A016,N028倾斜45度A010,N031玻璃传热系数UG522W/M2K4整窗的传热系数UT的计算UTAGUGAFUFL/AT22252204828012000004/270497W/M2K窗的传热系数不符合要求三、太阳能透射比及遮阳系数计算1太阳能总透射比GT通过门窗或幕墙构件成为室内得热量的太阳辐射与投射到门窗或幕墙构件上的太阳辐射的比值。成为室内得热量的太阳辐射部分包括直接的太阳能透射得热和被构件吸收的太阳辐射再经传热进入室内的得热。2框的太阳能总透射比GFGFFUF/ASURF/AFHOUT式中HOUT外表面换热系数W/M2K；F框表面太阳辐射吸收系数；UF框的传热系数W/M2K；ASURF框的外表面面积M2；AF框面积M2；GFFUF/ASURF/AFHOUT04280/048/0482100533窗玻璃或者其它镶嵌板区域太阳能总透射比GG玻璃区域太阳能总透射比；GG0790GP其它镶嵌板区域太阳能总透射比；4整窗太阳能总透射比GTGTAGGGAFGF/AT22207900480053/2700665整窗的遮阳系数整窗的遮阳系数应为整窗的太阳能总透射比与标准3MM厚透明玻璃的太阳能总透射比的比值SCGT/087式中SC整窗的遮阳系数；GT整窗太阳能总透射比。SCGT/087066/087076四、可见光投射比计算T标准光源透过门窗或幕墙构件成为室内的人眼可见光与投射到门窗或幕墙构件上的人眼可见光，采用人眼视见函数加权的比值。整窗可见光透射比的计算公式为TAGV/AT式中T整窗可见光透射比；AG窗玻璃的面积M2；AT窗的总面积M2。V玻璃可见光透射比为0770；TAGV/AT2220770/270063五、结露计算1在进行建筑门窗、玻璃幕墙产品性能分级时，所采用的计算条件如下室内环境温度TIN20；室外环境温度TOUT20；室内相对湿度RH30或RH50或RH70；室外风速V4M/S；室外平均辐射温度等于室外环境气温；室内平均辐射温度等于室内环境气温。2水（冰）表面的饱和水蒸汽压可采用下式计算ESE010AT/BT式中E0空气