建筑门窗玻璃幕墙工程热工设计计算书

最新建筑门窗玻璃幕墙工程热工设计

计算书

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目录

第一部分、半隐采光区域立柱热工计算......................12

一、玻璃模型热工分析.................................12

1、热工分析基本信息...............................12

2、热工分析模型信息...............................13

3、热工分析温度分布图.............................13

4、热工分析U值计算...............................14

5、热工分析热流分布...............................14

二、热工有限元分析计算...............................14

1、热工分析基本信息...............................14

2、热工分析模型信息...............................16

3、热工分析温度分布图.............................17

4、热工分析U值计算...............................17

5、热工分析热流分布...............................19

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

.......................................................................................................19

7、线传热系数计算模型温度分布图...................22

8、线传热系数计算模型热流向量图...................22

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算.22

第二部分、半隐采光区域横梁热工计算......................25

一、玻璃模型热工分析.................................25

1、热工分析基本信息...............................25

2、热工分析模型信息...............................26

3、热工分析温度分布图.............................26

4、热工分析U值计算...............................26

5、热工分析热流分布...............................27

二、热工有限元分析计算...............................27

1、热工分析基本信息...............................27

2、热工分析模型信息...............................29

3、热工分析温度分布图.............................31

4、热工分析U值计算...............................32

5、热工分析热流分布...............................34

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

...................................................35

7、线传热系数计算模型温度分布图...................37

8、线传热系数计算模型热流向量图...................38

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算.39

三、幕墙/门窗整体U值计算............................41

1、幕墙/门窗整体热工计算原理......................41

2、幕墙/门窗整体热工计算..........................42

第三部分、半隐非采光区域立柱热工计算....................44

一、玻璃模型热工分析.................................44

1、热工分析基本信息...............................44

2、热工分析模型信息...............................45

3、热工分析温度分布图.............................45

4、热工分析U值计算...............................46

5、热工分析热流分布...............................46

二、热工有限元分析计算...............................47

1、热工分析基本信息...............................47

2、热工分析模型信息...............................49

3、热工分析温度分布图.............................49

4、热工分析U值计算...............................50

5、热工分析热流分布...............................52

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

..............................................................................................................52

7、线传热系数计算模型温度分布图...................54

8、线传热系数计算模型热流向量图...................55

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算.55

第四部分、半隐非采光区域横梁热工计算....................57

一、玻璃模型热工分析.................................57

1、热工分析基本信息...............................57

2、热工分析模型信息...............................58

3、热工分析温度分布图.............................58

4、热工分析U值计算...............................59

5、热工分析热流分布...............................59

二、热工有限元分析计算...............................60

1、热工分析基本信息...............................60

2、热工分析模型信息...............................62

3、热工分析温度分布图.............................63

4、热工分析U值计算...............................64

5、热工分析热流分布...............................66

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

......................................................................................................67

7、线传热系数计算模型温度分布图...................69

8、线传热系数计算模型热流向量图...................70

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算.71

三、幕墙/门窗整体U值计算............................73

1、幕墙/门窗整体热工计算原理......................73

2、幕墙/门窗整体热工计算..........................74

第五部分、全明框采光区域立柱热工计算....................75

一、玻璃模型热工分析.................................75

1、热工分析基本信息...............................75

2、热工分析模型信息...............................76

3、热工分析温度分布图.............................76

4、热工分析U值计算...............................77

5、热工分析热流分布...............................77

二、热工有限元分析计算...............................77

1、热工分析基本信息...............................77

2、热工分析模型信息...............................79

3、热工分析温度分布图.............................80

4、热工分析U值计算...............................80

5、热工分析热流分布...............................82

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

......................................................................................................82

7、线传热系数计算模型温度分布图...................85

8、线传热系数计算模型热流向量图...................85

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算.85

第六部分、全明框采光区域横梁热工计算....................88

一、玻璃模型热工分析.................................88

1、热工分析基本信息...............................88

2、热工分析模型信息...............................89

3、热工分析温度分布图.............................89

4、热工分析U值计算...............................89

5、热工分析热流分布...............................90

二、热工有限元分析计算...............................90

1、热工分析基本信息...............................90

2、热工分析模型信息...............................92

3、热工分析温度分布图.............................94

4、热工分析U值计算...............................95

5、热工分析热流分布...............................97

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

......................................................................................................98

7、线传热系数计算模型温度分布图..................100

8、线传热系数计算模型热流向量图..................101

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算102

三、幕墙/门窗整体U值计算...........................104

1、幕墙/门窗整体热工计算原理.....................104

2、幕墙/门窗整体热工计算.........................105

第七部分、全明框非采光区域立柱热工计算.................107

一、玻璃模型热工分析................................107

1、热工分析基本信息..............................107

2、热工分析模型信息..............................108

3、热工分析温度分布图............................108

4、热工分析U值计算..............................109

5、热工分析热流分布..............................109

二、热工有限元分析计算..............................110

1、热工分析基本信息..............................110

2、热工分析模型信息..............................112

3、热工分析温度分布图............................112

4、热工分析U值计算..............................113

5、热工分析热流分布..............................115

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

.....................................................................................................115

7、线传热系数计算模型温度分布图..................117

8、线传热系数计算模型热流向量图..................118

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算118

第八部分、全明框非采光区域横梁热工计算.................120

一、玻璃模型热工分析................................120

1、热工分析基本信息..............................120

2、热工分析模型信息..............................121

3、热工分析温度分布图............................121

4、热工分析U值计算..............................122

5、热工分析热流分布..............................122

二、热工有限元分析计算..............................123

1、热工分析基本信息..............................123

2、热工分析模型信息..............................125

3、热工分析温度分布图............................127

4、热工分析U值计算..............................128

5、热工分析热流分布..............................130

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

.....................................................................................................131

7、线传热系数计算模型温度分布图..................133

8、线传热系数计算模型热流向量图..................134

9、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算135

三、幕墙/门窗整体U值计算...........................137

1、幕墙/门窗整体热工计算原理.....................137

2、幕墙/门窗整体热工计算.........................138

第九部分、石材幕墙热工计算.............................140

一、玻璃模型热工分析................................140

1、热工分析基本信息..............................140

2、热工分析模型信息..............................141

3、热工分析温度分布图............................141

4、热工分析U值计算..............................142

5、热工分析热流分布..............................142

第十部分、明框立柱结露计算.............................143

一、结露计算........................................143

1、水（冰）表面的饱和水蒸汽压计算..................143

2、在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算.......143

3、空气的结露点温度计算..........................144

4、有限元分析模型描述............................144

5、模型三角化及材料描述..........................147

6、热流量信息分布................................147

7、温度分布......................................148

8、幕墙玻璃内表面的计算温度......................148

第十一部分、明框横梁结露计算...........................150

一、结露计算........................................150

1、水（冰）表面的饱和水蒸汽压计算..................150

2、在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算.......150

3、空气的结露点温度计算..........................151

4、有限元分析模型描述............................151

5、模型三角化及材料描述..........................154

6、热流量信息分布................................156

7、温度分布......................................157

8、幕墙玻璃内表面的计算温度......................158

第十二部分、隐框横梁结露计算...........................160

一、结露计算........................................160

1、水（冰）表面的饱和水蒸汽压计算..................160

2、在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算.......160

3、空气的结露点温度计算..........................161

4、有限元分析模型描述............................161

5、模型三角化及材料描述..........................164

6、热流量信息分布................................165

7、温度分布......................................166

8、幕墙玻璃内表面的计算温度......................167

第十三部分、中空玻璃结露计算...........................169

一、结露计算........................................169

1、水（冰）表面的饱和水蒸汽压计算..................169

2、在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算.......169

3、空气的结露点温度计算..........................170

4、有限元分析模型描述............................170

5、模型三角化及材料描述..........................171

6、热流量信息分布................................172

7、温度分布......................................172

8、幕墙玻璃内表面的计算温度......................172

第一部分、半隐采光区域立柱热工计算

非采光部位

1265....1265..,1265、.，1265

一、玻璃模型热工分析

1、热工分析基本信息

热工有限元分析采用的各项基本参数如下：

室内空气温度：T.=20℃;

in

室外空气温度：T=-20℃；

out

室内对流换热系数：h.=3.6W/(m2-K)；

c.in

室外对流换热系数：h=16W/(m2«K)；

c.out

该节点所采用的各项材料相关特性见下表：

编号材料名称类别导热系数(W/m•K)表面发射率

1空气气体0.0250.900

2氨气气体0.0260.000

3建筑玻璃玻璃1.0000.837

4镀膜玻璃玻璃1.0000.114

2、热工分析模型信息

热工有限元分析的节点模型材料如下图所示（各种材料按照颜色进

行区分）：

模型材料示意图

节点进行三角化后的计算模型示意图如下:

节点三角化示专:田

3、热工分析温度分布图

经过有限元分析，得到节点模型的温度分布如下图所示:

另35

星里分右芭（mTRSoft;——整体热汽量为15.3766W/S

4、热工分析U值计算

经有限元分析得到，热工节点模型整体热流为：15.3768W/m

节点模型室外部分长度为：0.25m

节点模型室内表面温度为20℃

节点模型室外表面温度为-20℃

室内外温差为40c

所以该节点模型整体U值为：=L53768W/(m2•K)

U.ZOX缓4U

5、热工分析热流分布

经过有限元分析，得到模型各单元的热流分布如下图所示：

6Lxe

2ro

3^4

4

r.m

Ar4

U6

二、热工有限元分析计算

1、热工分析基本信息

热工有限元分析采用的各项基本参数如下:

室内空气温度：T.=20℃；

in

室外空气温度：T=-20℃；

out

室内对流换热系数：h.=3.6W/(m2«K)；

c.in

室外对流换热系数：h=16W/(m2«K)；

c.out

根据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-20087.1.2第

2条规定,应用一块导热系数入=0.03W/（m•K）的板材替代实际的玻璃

（或其他镶嵌板），板材的厚度等于所替代面板的厚度,且嵌入框的深度

按照面板嵌入的实际尺寸,可见部分的板材宽度bp不应小于200mm。

幕墙/门窗节点所采用的各项材料相关特性见下表:

编号材料名称类别导热系数（W/m•K）表面发射率

1空气气体0.0250.900

2铝合金窗框160.0000.900

3空气气体0.5810.000

4替代面板玻璃0.0300.000

5空气气体0.0780.000

6空气气体0.1230.000

7空气气体0.1240.000

8空气气体0.0980.000

9EPDM（三元乙密封条0.2500.900

丙）

10空气气体0.0230.000

11空气气体0.0230.000

12纯硅胶密封条0.3500.900

13空气气体0.0240.000

14空气气体0.0240.000

15空气气体0.1120.000

16聚冼氨（尼龙）热断桥0.2500.900

17空气气体0.0860.000

18空气气体0.0860.000

19空气气体0.0330.000

20空气气体0.0330.000

21空气气体0.0320.000

22空气气体0.0260.000

23空气气体0.0260.000

24空气气体0.0320.000

25空气气体0.0320.000

26空气气体0.0320.000

27空气气体0.0620.000

热工有限元分析的节点模型如下图所示:

节点模型示意图

2、热工分析模型信息

热工有限元分析的节点模型材料如下图所示（各种材料按照颜色进

行区分）:

・聚冼氨（尼:

纯硅胶

■EPDM（三元;

I替代面板

■铝合金

空气

模型材料不意图

节点进行三角化后的计算模型示意图如下:

〒点三角化示意田

3、热工分析温度分布图

经过有限元分析，得到节点模型的温度分布如下图所示:

4、热工分析U值计算

经有限元分析得到，热工节点模型整体热流为：31.0438W/m

节点模型室外部分长度为：0.591966m

节点模型室外部分总投影长度为：0.539m

节点模型板材投影长度为：0.464m

节点模型框投影长度为：0.075m

节点模型室内表面温度为20℃

节点模型室外表面温度为-20c

室内外温差为40℃

根据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-20087.1.2-1

计算替代面板的U值

替代板材厚度t=0.024m

板块热阻R=vA

0.024

二0.03

=0.800002m2K/W

替代板块总热阻

11

R=R+-----+------

h.h

c.inc.out

11

=0.800002+z-7+TT

3.616

=1.14028m2-K/W

所以替代面板的U值

1

U=—

P\

=0.876978W/(m2•K)

计算框的U值

(JGJ/T151-20087.1.2-2)

其中

qX(b„+b)

2DwfPz、

Lf=-----------—(JGJ/T151-20087.1.2-3)

T.-T

n.inn.out

31.0438

=-40-

=0.776095W/(m•K)

0.776095-0.876978X0.464

Uf=--------------------------

0.075

=4.92237W/(m2•K)

5、热工分析热流分布

经过有限元分析，得到模型各单元的热流分布如下图所示:

6、框与玻璃系统（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数计算说明

根据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-20087.1.3第

1条规定,计算框与玻璃系统（或其它镶嵌板）接缝的线传热系数小时,

用实际的玻璃体系(或其它镶嵌板)替代导热系数入=0.03W/(m«)的板

材,其它尺寸不改变。

在本有限元分析计算中，考虑该节点在室内外标准条件下流过的热

流。

使用实际模型再次进行有限元分析，模型具体材料特性见下表:

编号材料名称类别导热系数(W/m•K)表面发射率

1空气气体0.0250.900

2铝合金窗框160.0000.900

3空气气体0.5800.000

4僦气气体0.0260.000

5氨气气体0.0260.000

6建筑玻璃玻璃1.0000.837

7空气气体0.0780.000

8镀膜玻璃玻璃1.0000.114

9空气气体0.1250.000

10空气气体0.1250.000

11空气气体0.0960.000

12聚硫胶密封剂0.4000.900

13EPDM(三元乙密封条0.2500.900

丙)

14空气气体0.0230.000

15空气气体0.0230.000

16分子筛密封剂0.1000.900

17纯硅胶密封条0.3500.900

18硅胶（干燥剂）密封剂0.1300.900

19空气气体0.0300.000

20空气气体0.0300.000

21空气气体0.1100.000

22聚冼氨（尼龙）热断桥0.2500.900

23空气气体0.0840.000

24空气气体0.0840.000

25聚异丁烯密封剂0.2000.900

26空气气体0.0330.000

27空气气体0.0330.000

28空气气体0.0320.000

29空气气体0.0320.000

30空气气体0.0320.000

31空气气体0.0320.000

32空气气体0.0320.000

33空气气体0.0320.000

34空气气体0.0620.000

热工有限元分析的节点模型材料如下图所示（各种材料按照颜色进

行区分）:

臻丁姆

氨

叫

胶C

.监

硅装

G璃

子胶

气玻璃

玻

盒

工金

图

分布

温度

模型

计算

系数

传热

7、线

示:

图所

如下

分布

温度

型的

点模

到节

析，得

限元分

经过有

图