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淺析:玻璃配置與分格對幕墻熱工性能的影響

來源:2020論文集  作者:劉長龍 晁曉剛  日期:2020-12-18
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  摘要:本文介紹了軟件計(jì)算幕墻熱工性能的思路及方法,對比了幕墻分格大小及玻璃是否采用Low-E對幕墻熱工熱工的影響,分析了冬季及夏季幕墻熱工性能的差異。
  關(guān)鍵詞:熱工,幕墻分格,冬夏,普通中空、Low-E中空。

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  摘要 :本文介紹了軟件計(jì)算幕墻熱工性能的思路及方法,對比了幕墻分格大小及玻璃是否采用Low-E對幕墻熱工熱工的影響,分析了冬季及夏季幕墻熱工性能的差異。

  關(guān)鍵詞:熱工,幕墻分格,冬夏,普通中空、Low-E中空。

  隨著石油價(jià)格的不斷上漲,能源的消耗和節(jié)約成為全世界關(guān)注的問題。幕墻作為建筑的外維護(hù)體系,對整個(gè)建筑的熱工性能有較大影響。我國于2005年4月4日發(fā)布《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》,2005年7月1日起正式實(shí)施,對幕墻傳熱系數(shù)(詞條“傳熱系數(shù)”由行業(yè)大百科提供)提出了明確要求,同時(shí)也對幕墻的熱工性能計(jì)算提出了新的要求。

  1.計(jì)算程序概況

  計(jì)算幕墻熱工性能,當(dāng)前歐美采用比較成熟的軟件有THERM5.0、WINDOW5.1及FLIXI2.1。THERM和WINDOW軟件由美國勞倫斯.貝克利國家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)開發(fā),F(xiàn)LIXI軟件由瑞士蘇黎士Imfomind股份公司開發(fā)。WINDOW5.1是一個(gè)交互式的計(jì)算軟件,該軟件帶有大型數(shù)據(jù)庫,可通過交互選擇各種框及玻璃來計(jì)算窗戶傳熱系數(shù)U值;THERM和FLIXI軟件帶有各種裝飾用材料的熱工參數(shù)庫及室內(nèi)外環(huán)境熱工參數(shù)庫,由用戶給定需計(jì)算的幕墻及窗戶截面(詞條“截面”由行業(yè)大百科提供)進(jìn)行計(jì)算,具有較好的針對性。THERM和FLIXI軟件都采用有限元算法,都是基于熱流量及熱流量損失的計(jì)算軟件。下面采用THERM5.0軟件,以計(jì)算實(shí)例說明軟件計(jì)算的過程及原理,并通過實(shí)例計(jì)算,對比幕墻分格大小及玻璃是否采用Low-E對幕墻熱工熱工的影響,分析冬季及夏季幕墻熱工性能的差異。THERM基于有限元分析方法,計(jì)算出的熱流量有±3%的誤差,U值有大約±5%的誤差。

  2.冬季及夏季的室內(nèi)外計(jì)算條件

  3.各種材料的熱傳導(dǎo)性能

  4.程序計(jì)算幕墻熱工原理

  THERM軟件是基于熱流量及熱流量損失的熱工計(jì)算軟件。計(jì)算的整體思路是:由計(jì)算得到給定分格內(nèi)玻璃(不去掉分格縫處(詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供)框及膠縫寬度或高度)部分的熱流量和該分格中橫框及豎框上比純粹玻璃多損失的熱流量,整個(gè)分格玻璃的熱流量加上橫框及豎框比純粹玻璃多損失的熱流量,就是該分格中總共的熱流量,用該總熱流量除以分格總面積,就可以得到該分格的幕墻傳熱系數(shù)。具體步驟如下:

  5.2.3橫框F2截面的熱工分析

  綜合以上計(jì)算及分析,幕墻夏季的傳熱系數(shù)U小于冬季的傳熱系數(shù)。

  6.計(jì)算結(jié)果對比

  按以上方法,可計(jì)算出以下各種情況下幕墻傳熱系數(shù):

  7.結(jié)論

  由以上計(jì)算結(jié)果可以看出:

  a.在幕墻構(gòu)造做法不變的情況下,增大幕墻分格尺寸能小幅降低幕墻的傳熱系數(shù)、提高幕墻熱工性能,但幅度不大;

  b.在幕墻構(gòu)造做法不變的情況下,將幕墻面板玻璃由普通中空玻璃改為Low-E中空玻璃,能較大幅度降低幕墻的傳熱系數(shù)、提高幕墻熱工性能,一般可將幕墻的傳熱系數(shù)降低0.8-1.0 W/(m²k),是一個(gè)較為有效的方法;

  c.在幕墻構(gòu)造做法不變的情況下,玻璃及幕墻整體的傳熱系數(shù),夏季都小于冬季,也就是,一般來說,只要幕墻冬季的熱工性能滿足國家標(biāo)準(zhǔn),夏季也能滿足。

  參考文獻(xiàn):

  1.《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189-2005。中國建筑工業(yè)出版社,2005.

  2.《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50176-1993。中國建筑工業(yè)出版社,1993.

  3.《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ133-2003。中國建筑工業(yè)出版社,2003.

  4. 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)宣貫輔導(dǎo)教材。中國建筑工業(yè)出版社,2005.

  5. 涂逢詳主編 節(jié)能窗技術(shù)。中國建筑工業(yè)出版社,2003.

  6. 張芹(詞條“張芹”由行業(yè)大百科提供) 玻璃幕墻如何貫徹執(zhí)行公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。門窗幕墻信息,2005.9.

  7. 張芹 玻璃幕墻與建筑節(jié)能。窗幕墻信息,2005.11.

  8. 謝士濤 董格林 節(jié)能型建筑幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)。中國建筑裝飾,2006.1.

  9. 國外參考資料

  [1]ISO 10077-1:2000-07;窗、門和百葉窗的熱性能—熱傳送的計(jì)算—第一部分:簡化方法。

  [2]prEN ISO 10077-2:2000-12;窗、門和百葉窗的熱性能—熱傳送的計(jì)算—第二部分:框的數(shù)值化方法。

  [3]EN ISO10211-2:2001;建筑物的熱橋—熱流和表面溫度—第二部分:線性熱橋計(jì)算。

  [4]EN 673:1999-01;建筑物玻璃—測定熱傳輸(U值)—計(jì)算方法(德文版EN673:1997)

  [5]EN ISO6946:1996;建筑組件和建筑構(gòu)件耐熱和熱傳輸—計(jì)算方法。

  [6]WINDOW5.1,加州大學(xué)董事,國際玻璃窗數(shù)據(jù)庫(IGDB)版本。

  [7]SO/FDIS 15099:2003;窗,門和遮陽裝置的熱性能—詳細(xì)計(jì)算。

  [8]ASHRAE,2001,《能量計(jì)算的國際現(xiàn)狀》(IWEC現(xiàn)狀文件),用戶手冊和CD-ROM,亞特蘭大,ASHRAE。

作者單位:江蘇省裝飾幕墻工程有限公司

     南京環(huán)達(dá)裝飾工程有限公司

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專家介紹

 劉長龍

鋁門窗幕墻委員會(huì)專家組

工作單位:江蘇合發(fā)集團(tuán)有限責(zé)任公司

技術(shù)職稱:總工程師、常務(wù)副總經(jīng)理

專業(yè):建筑幕墻設(shè)計(jì)、研發(fā)與管理

專長:索結(jié)構(gòu)點(diǎn)支撐玻璃幕墻、大跨度空間玻璃幕墻體系、金屬屋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究。

原文地址:http://www.ybdkw.com/info/2020-12-18/47726-1.htm
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