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門窗幕墻熱工性能指標計算理體系建立(一)

來源:中國門窗＆配套材料網(wǎng)收集整理　作者:楊仕超　日期:2006-10-19 　頁面功能【字體：大中小】【打印】【投稿】【評論】

　　當前，我國的建筑節(jié)能受到前所未有的重視，相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計標準陸續(xù)出臺。在這種形勢下，《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》的編制任務(wù)也由建設(shè)部下達。這本標準主要的內(nèi)容是計算門窗和玻璃幕墻的熱工性能。包括傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見光透射比和結(jié)露性能。

　　國際ISO系列標準有關(guān)門窗熱工性能詳細計

　　1.2 有關(guān)節(jié)能標準對門窗保溫的要求
　　在建筑保溫節(jié)能標準方面，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)布的標準有：

　　《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95
　　《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》JGJ134-2001
　　《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計標準》GB50189-93
　　《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》GB50176-93
　　在《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95中，窗的傳熱系數(shù)有如下規(guī)定：

　　伊春、海拉爾等嚴寒地區(qū)城市：2.00 W/m2.K；

　　吉林、長春、烏魯木齊、哈爾濱等嚴寒地區(qū)城市：2.50 W/m2.K；

　　張家口、沈陽、呼和浩特等嚴寒地區(qū)城市：3.00 W/m2.K；

　　鄭州、洛陽、徐州、西安、石家莊、北京、天津、蘭州、太原、唐山這些寒冷地區(qū)城市：4.00 W/m2.K。

　　《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》JGJ134-2001中規(guī)定夏熱冬冷地區(qū)窗的傳熱系數(shù)見下表：

　　《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計標準》GB50189-93中規(guī)定：主體建筑標準層窗墻面積比不宜大于0.45，嚴寒地區(qū)外窗遮陽系數(shù)應(yīng)大于0.80，保溫性能不應(yīng)低于Ⅱ級（≤3.0），寒冷地區(qū)外窗保溫性能不應(yīng)低于Ⅲ級（≤4.0），其它地區(qū)外窗保溫性能不應(yīng)低于Ⅳ級（≤5.0）。

　　2 計算的基本條件

　　2.1 環(huán)境邊界條件的確定

　　計算實際工程所用的建筑門窗和玻璃幕墻熱工性能所采用的邊界條件應(yīng)符合相應(yīng)的建筑設(shè)計或節(jié)能設(shè)計標準。這些標準有《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》，《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》等。

　　設(shè)計或評價建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時，所采用的環(huán)境邊界條件應(yīng)統(tǒng)一采用標準規(guī)定的計算條件。

　　光譜：

　　計算光學性能有關(guān)的光譜采用ISO系列標準所采用的光譜：

　　S(λ)：標準太陽輻射光譜函數(shù)（ISO 9845-1）；

　　D(λ)：標準光源光譜函數(shù)（CIE D65，ISO 10526）；

　　R(λ)：視見函數(shù)（ISO/CIE 10527）。

　　冬季計算標準條件：
　　

　　夏季計算標準條件：
　　

　　計算傳熱系數(shù)采用冬季計算標準條件，并取l_s=0W/M²。

　　計算遮陽系數(shù)、太陽能總透射比采用夏季計算標準條件，并T_out=25℃。

　　以上計算有關(guān)熱工性能采用的標準計算條件采用ISO15099的冬季和夏季標準計算條件。但考慮到與我國其它標準的協(xié)調(diào)性，夏季的室外表面對流換熱系數(shù)取16W/m².K，而不按ISO15099取8.0 W/m².K。因為《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》取夏季的外表面換熱系數(shù)為19W/m².K，相當于室外表面對流換熱系數(shù)為14.6W/m².K，與ISO15099相差比較大�？菇Y(jié)露性能計算的標準條件：

　　參考美國的NFRC500標準，并考慮到與我國其它標準的協(xié)調(diào)性，取抗結(jié)露性能的標準計算條件為：

　　室內(nèi)環(huán)境溫度：20℃；

　　室外環(huán)境溫度：-10℃，-20℃；

　　室內(nèi)相對濕度：30%、50%、70%；

　　室外風速：4m/s。

　　設(shè)計或評價建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時，門窗框或幕墻框與墻的連接界面作為絕熱邊界條件處理。

　　2.2 對流換熱計算

　　對流換熱的計算采用ISO15099的系列方法。

　　設(shè)計或評價建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時，門窗或幕墻室內(nèi)、外表面的對流換熱系數(shù)按照標準計算條件的規(guī)定計算。

　　室內(nèi)表面：

　　當室內(nèi)氣流速度足夠小（小于0.3m/s）時，內(nèi)表面的對流換熱按自然對流換熱計算；當氣流速度大于0.3m/s時，按強迫對流和混合對流計算。

　　當內(nèi)表面的對流熱換熱按自然對流計算時，自然對流換熱系數(shù)h_c,in根據(jù)努賽爾數(shù)（Nusselt number）Nu的值確定，并按下式計算：

　　

　　當進行建筑的全年能耗計算時，門窗或幕墻構(gòu)件外表面對流換熱系數(shù)應(yīng)用下列關(guān)系式計算：

　　

　　努賽爾數(shù)Nu是基于窗高H的雷利數(shù)R_aH的函數(shù)。努賽爾數(shù)Nu的值應(yīng)是表面傾斜角度θ的函數(shù)。

　　在實際工程中，當內(nèi)表面有較高速度氣流時，室內(nèi)對流換熱按強制對流計算。門窗內(nèi)側(cè)強制對流用下列關(guān)系式計算（ISO 6946）。

　　

　　當進行建筑的全年能耗計算時，門窗或幕墻構(gòu)件外表面對流換熱系數(shù)應(yīng)用下列關(guān)系式計算：

　　

　　門窗、幕墻附近的風速應(yīng)按照門窗、幕墻的朝向和吹向建筑的風向和風速確定。

　　當外表面風速較低時，外表面自然對流換熱系數(shù)，h_com用努賽爾數(shù)N_n來確定。

　　

　　努賽爾數(shù)N_n是雷利數(shù)Ra_H和空腔高度H的函數(shù)。

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