窗户节能计算书.pdf
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1、(A4-01)项目铝合金门窗工程 外装饰结构热工性能 设计计算书 设计: 校对: 审核: 批准: 河南装饰工程有限公司 二一五年十月十五日 目录 1 计算引用的规范、标准及资料. 0 2 计算中采用的部分条件参数及规定. 0 2.1 计算所采纳的部分参数 0 2.2 居住建筑节能设计标准意见稿的部分规定 1 3 门窗系统结构基本参数. 5 3.1 地区参数: 5 3.2 建筑参数: 6 3.3 环境参数 6 3.4 单元参数 6 3.5 框传热系数相关参数 6 4 玻璃的传热系数U 值的计算 6 4.1 计算基础及依据 7 4.2 室外表面换热系数 7 4.3 室内表面换热系数 8 4.4 多
2、层玻璃系统材料的固体热阻 8 4.5 多层玻璃系统内部气体间层的热阻 8 5 门窗系统框的传热系数U 值的计算 10 5.1 框的传热系数Uf . 10 5.2 幕墙框与玻璃结合处的线传热系数 14 6 门窗系统整体的传热系数U 值 14 7 太阳光透射比及遮阳系数计算. 15 7.1 太阳光总透射比gt 15 7.2 门窗系统计算单元的遮阳系数 16 7.3 门窗系统计算单元可见光透射比计算 17 8 结露计算 . 17 8.1 水表面的饱和水蒸气压计算 17 8.2 在空气相对湿度f 下,空气的水蒸气压计算. 18 8.3 空气的结露点温度计算 18 8.4 门窗系统玻璃内表面的计算温度
3、18 8.5 结露性能评价 18 建筑门窗系统热工设计计算书 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 严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准 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 JGJ75-2003 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/T18091-200
4、0 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 建筑节能工程施工质量验收规范 GB50411-2007 居住建筑节能检测标准 JGJ/T132-2009 公共建筑节能改造技术规范 JGJ176-2009 公共建筑节能检测标准 JGJ/T177-2009 既有居住建筑节能改造技术规程 JGJ129-2000 节能建筑评价标准 GB/T50668-2011 建筑幕墙工程技术规范 DGJ08-56-2012 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
5、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/(m 2K); 室外对流换热系数: hc,out=16W/(m 2K); 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/m 2; (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/(m 2K); 室外对流换热系数: hc,out=16W/(m 2K); 室内平均辐射温度: Trm,in=Tin 室外平均辐射温度: Trm,out
6、=Tout 太阳辐射照度: Is=500W/m 2; (3) 计算传热系数应采用冬季标准计算条件,并取Is=0W/m 2; (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; I s:太阳辐射照度 (W/m 2) ; qin:框吸收的太阳辐射热 (W/m 2) ; 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
7、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 (区) 严寒 A区 5500HDD18 8000 严寒 B区 5000HDD18 5500 严寒 C区 3800HDD18 5000 寒冷地区 ( 区 ) 寒冷 A区 2000HDD18 3800,CDD26 100 寒冷 B区2000HDD18 3800,100CDD26 200 夏热冬冷地区( 区 ) 夏热冬冷A区 1000HDD18 2000,50CDD26 150 夏热冬冷B区1000HDD18 2000,150CDD26 300 夏热冬冷C区600HDD18 1000,100CDD26 300 夏热冬暖地区
8、( 区 ) 夏热冬暖地区HDD18 600,CDD26 200 温和地区 (区) 温和 A区 600HDD18 2000,CDD26 50 温和 B区 HDD18 600,CDD26 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4.1.1所示的五个气候区,十一个气候 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79 层10 层 严寒地区0.55 0
9、.30 0.26 0.24 寒冷地区0.55 0.35 0.30 0.26 夏热冬冷地 区、温和地区 A区 0.55 0.40 0.35 0.30 夏热冬暖地 区、温和地区 B区 不限 表 4.2.2-1 严寒地区A区围护结构传热系数限值 围护结构部位传热系数K W/(m2K) 外墙 10 层建筑0.48 79 层的建筑0.40 46 层的建筑0.40 3 层建筑0.33 外窗 (含阳台 门透明 部分) 窗墙面积比20% 2.5 20% 窗墙面积比30% 2.2 30% 窗墙面积比40% 2.0 40% 窗墙面积比50% 1.7 表 4.2.2-2 严寒地区B区围护结构传热系数 围护结构部位传
10、热系数K W/(m2K) 外墙 10 层建筑0.45 79 层的建筑0.45 46 层的建筑0.45 3 层建筑0.40 外窗 (含阳台 门透明 部分) 窗墙面积比 20% 2.8 20% 窗墙面积比30% 2.5 30% 窗墙面积比40% 2.1 40% 窗墙面积比50% 1.8 表 4.2.2-3 严寒地区C区围护结构传热系数 围护结构部位传热系数K W/(m2K) 外墙 10 层建筑0.50 79 层的建筑0.50 46 层的建筑0.50 3 层建筑0.40 外窗(含 阳台门透 明部分) 窗墙面积比20% 2.8 20% 窗墙面积比30% 2.5 30% 窗墙面积比40% 2.3 40%
11、 窗墙面积比50% 2.1 表 4.2.2-4 寒冷地区A 区围护结构传热系数 围护结构部位传热系数K W/(m2 K) 外墙 10 层建筑0.50 79 层的建筑0.50 46 层的建筑0.50 3 层建筑0.45 外窗 (含阳台 门透明 部分) 窗墙面积比20% 2.8 20% 窗墙面积比30% 2.8 30% 窗墙面积比40% 2.5 40% 窗墙面积比50% 2.0 表 4.2.2-5 寒冷地区B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K W/(m2 K) 轻钢、木结构、轻 质 墙板等围护结构 重质围护结构 外墙 10 层建筑0.50 0.60 79 层的建筑0.50
12、0.60 46 层的建筑0.50 0.60 3 层建筑0.45 0.50 传热系数K W/(m2 K) 遮阳系数SC (东、西向 / 南、北向) 外窗(含 阳台门透 明部分) 窗墙面积比20% 3.2 - 20% 窗墙面积比30% 3.2 - 30% 窗墙面积比40% 2.8 0.70 / - 40% 窗墙面积比50% 2.5 0.60 / - 表 4.2.2-6 夏热冬冷地区A区围护结构传热系数和遮阳系数限值表 围护结构部位 传热系数 K W/(m2 K) 轻钢、木结构、轻质 墙板等围护结构 重质围护结构 外墙 10 层建筑 0.5 1.0 79 层的建筑 0.5 1.0 46 层的建筑 0
13、.5 1.0 3 层建筑 0.4 0.8 传热系数K W/(m2 K) 遮阳系数 SC (东、南、西 向 / 北 向) 外窗(含 阳台门透 明部分) 窗墙面积比20% 4.7 - 20% 窗墙面积比30% 3.2 0.80 / - 30% 窗墙面积比40% 3.2 0.70 / 0.80 40% 窗墙面积比50% 2.5 0.60 / 0.70 天窗天窗面积占屋顶面积4% 3.2 0.6 表 4.2.2-7夏热冬冷地区B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 K W/(m2 K) 轻钢、木结构、轻质 墙板等围护结构 重质围护结构 外墙 10 层建筑0.5 1.0 79 层的建筑
14、0.5 1.0 46 层的建筑0.5 1.0 3 层建筑0.4 0.8 传热系数K W/(m2 K) 遮阳系数 SC ( 东、 、南、西 向 / 北 向) 外窗(含 阳台门透 明部分) 窗墙面积比 20% 4.7 - 20% 窗墙面积比30% 3.2 0.70 / 0.80 30% 窗墙面积比40% 3.2 0.60 / 0.70 40% 窗墙面积比50% 2.5 0.50 / 0.60 天窗天窗面积占屋顶面积4% 3.2 0.5 表 4.2.2-8夏热冬冷地区C 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K W/(m 2K) 轻钢、木结构、轻 质墙板等围护结构 重质围护结构 外
15、墙 10 层建筑0.75 1.5 79 层的建筑0.75 1.5 46 层的建筑0.75 1.5 3 层建筑 0.6 1.2 传热系数K W/(m2 K) 遮阳系数SC ( 东、南、西向 / 北 向) 外窗 (含阳 台门 透明 部 分) 窗墙面积比 20% 4.7 - 20% 窗墙面积比30% 4.0 0.70 / 0.80 30% 窗墙面积比40% 3.2 0.60 / 0.70 40% 窗墙面积比50% 2.5 0.50 / 0.60 天窗天窗面积占屋顶面积4% 4.0 0.5 表 4.2.2-9 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K W/(m2 K) 轻钢
16、、木结构、轻质 墙板等围护结构 重质围护结构 外墙 10 层建筑1.0 2.0 79 层的建筑1.0 2.0 46 层的建筑1.0 2.0 3 层建筑0.7 1.5 传热系数K W/(m2 K) 遮阳系数SC(东、南、西 向 / 北 向) 外窗 (含阳台 窗墙面积比 20% - - 20% 窗墙面积比30% - 0.65 / 0.75 门透明 部分) 30% 窗墙面积比40% - 0.55 / 0.65 40% 窗墙面积比50% - 0.45 / 0.55 天窗天窗面积占屋顶面积4% - 0.4 表 4.2.2-10 温和地区A 区围护结构传热系数和遮阳系数限值表 围护结构部位 传热系数K W
17、/(m2 K) 轻钢、木结构、轻质 墙板等围护结构 重质围护结构 外墙 10 层建筑0.5 1.0 79 层的建筑0.5 1.0 46 层的建筑0.5 1.0 3 层建筑0.4 0.8 传热系数K W/(m2 K) 遮阳系数SC(东、南、西向 / 北 向) 外窗 (含阳台 门透明 部分) 窗墙面积比 20% 4.7 - 20% 窗墙面积比30% 4.0 0.80 / 0.80 30% 窗墙面积比40% 3.2 0.70 / 0.70 40% 窗墙面积比50% 2.5 0.60 / 0.60 天窗天窗面积占屋顶面积4% 4.0 0.6 表 4.2.2-11 温和地区B围护结构传热系数和遮阳系数限
18、值 围护结构部位 传热系数K W/(m2 K) 轻钢、木结构、轻质墙 板等围护结构 重质围护结构 外墙- - 传热系数K W/(m2 K) 遮阳系数SC(东、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,遮阳系数玻璃的遮阳系数外遮阳的
19、遮阳系数; 无外遮阳时,遮阳系数玻璃的遮阳系数; 3 门窗系统结构基本参数 3.1 地区参数: 郑州,地区类别属于夏热冬冷地区B区; 3.2 建筑参数: 建筑物长度: 51550m ; 建筑物宽度: 16400m ; 建筑物高度: 110m ; 建筑物朝向:南; 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: 5+9(中空层 )+5(mm); 外片:普通玻璃; 内片:普通玻璃; 中空气体间层气体:空气; 门窗系统的面积: A=3.64m 2; 门窗系统玻璃的面积: Ag=2.3m
20、2; 门窗系统框的面积: Af=1.34m 2; 门窗系统框的总表面面积:Asurf=1.98m 2; 玻璃区域的总周长: l=13.7m; 门窗系统角度: =90度; 计算单元高度: H=110mm; 3.5 框传热系数相关参数 Ad,i=1.5m 2 Ad,e=0.5m 2 A f,i=1m 2 Af,e=0.3m 2 4 玻璃的传热系数U 值的计算 玻璃传热分析简图如下: 室外室内 对流换热 辐射传热 辐射传热 对流换热 中空玻璃结构传热简图 空 气 层 传导及对流 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。
21、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 2K)。 按规范 6.4.1 规定,计算玻璃的传热系数应该采用下面的公式: Ug=1/Rt 6.4.1-2 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+Ri+Rg,i+1/hin 6.4.1-3JGJ/T151-2008 R g,i=tg,i/ g,i i=1n 6.4.1-4JGJ/T151-2008 Ri=(Tf,i-Tb,i-1)/q
22、i i=2 n 6.4.1-5JGJ/T151-2008 qi=hc,i(Tf,i-Tb,i-1)+hr,i(Tf,i-Tb,i-1) 6.3.1-6JGJ/T151-2008 式中: Rg,i:第 i 层玻璃的固体热阻 (m 2K/W); Ri:第 i 层气体间层的热阻 (m 2K/W); T f,i、Tb,i-1:第 i 层气体间层的外表面和内表面的温度(K) ; q i:第 i 层气体间层的热流密度。 4.2 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 10.4.1-2JGJ/T151-2008 式中: h out:玻璃外表面的换热系数;
23、 h r,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 2K); h r,out=3.9s,out/0.837 10.3.5-3JGJ/T151-2008 式中: s,out:玻璃外表面半球发射率; hout=hr,out+hc,out =3.90.837/0.837+16 =19.9W/(m 2K) 4.3 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 10.4.1-2JGJ/T151-2008 上式中: h r,in:辐射导热系数; hc,in:对流导热系数; hr,in=4.4s/0.837
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