凤铝断桥铝门窗热工性能计算书

凤铝断桥铝门窗热工性能计算书Revised by Petrel at 2021凤铝断桥铝门窗热工性能计算书I、设计依据：民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）JGJ26-95夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2001夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-2003民用建筑热功设计规范 GB50176-93公共建筑节能设计标准 GB50189-2005建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2009建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程 JGJ/T151-2008相关计算和定义均按照IS010077-1和IS010077-2的方法进行计算和定义II、计算基本条件：1、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 条件应统一采用本标准规定的计算条件。2、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。3、各种情况下都应选用下列光谱：S(入)：标准太阳辐射光谱函数(ISO9845-1)D(入)：标准光源光谱函数(CIED65, ISO1O526)R(入)：视见函数(ISO/CIE1O527)。4、冬季计算标准条件应为：室内环境温度：T =20C。in室外环境温度： Tout=-20Cout室内对流换热系数： hc,in=3.6W/m2.Kc,in室外对流换热系数： hc,out=16W/m2.Kc,out室外平均辐射温度： Trm=Toutrm out太阳辐射照度： Is=300W/m2s5、夏季计算标准条件应为：室内环境温度： Tin=25Cin室外环境温度： Tout=30Cout室内对流换热系数： hc,in=2.5W/m2.Kc,in室外对流换热系数： h=16W/m2.Kc,out室外平均辐射温度：T =Trm out太阳辐射照度： Is=500W/m2 s6、计算传热系数应采用冬季计算标准条件，并取I=0W/m2计算门窗的传热系S数时，门窗周边框的室外对流换热系数h 应取8W/m2.K,周边框附近玻璃边缘c,out（65mm内）的室外对流换热系数h 应取12W/m2.Kc,out7、计算遮阳系数、太阳能总透射比应采用夏季计算标准条件.8、抗结露性能计算的标准边界条件应为：室内环境温度：T =20C。in室外环境温度： T =0C -10C -20Cout室内相对湿度： RH=30%、 60%室外对流换热系数： h =20W/m2.Kc,out9、计算框的太阳能总透射比g应使用下列边界条件fq 二 a*Iin sq :通过框传向室内的净热流（W/m2）ina：框表面太阳辐射吸收系数I :太阳辐射照度（I=500W/m2）ss10、公共建筑节能设计标准GB50189-2005有关规定：(1) 各城市的建筑气候分区应按表 4.2.1 确定。(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4.2.2m11、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12、整窗截面的几何描述整窗应根据框截面的不同对窗框分段，有多少个不同的框截面就应计算多少个 不同的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交处的传热不 作三维传热现象考虑。如上图所示的窗，应计算 1-1、 2-2、 3-3、 4-4、 5-5、 6-6、 7-7 七个框段的框 传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交部分简化为其中的一 条框来处理。计算1-1、 2-2、 4-4 截面的传热时，与墙面相接的边界作为绝热边界处理。计算3-3、 5-5、 6-6 截面的传热时，与相邻框相接的边界作为绝热边界处理。计算7-7 截面的传热时，框材中心线对应的边界作为绝热边界处理。13、门窗在进行热工计算时应进行如下面积划分：窗框面积Af :指从室内、外两侧可视的凸出的框投影面积大者玻璃面积 A ：室内、外侧可见玻璃边缘围合面积小者g整窗的总面积A :窗框面积A与窗玻璃面积A （或者是其它镶嵌板的面积A）之t f g p和14、玻璃区域的周长L是门窗玻璃室内、外两侧的全部可视周长的之和的较大屮值15、当所用的玻璃为单层玻璃，由于没有空气层的影响，不考虑线传热，线传热系数2=0。16、本系统中给出的所有的数值全部是窗垂直安装的情况。计算传热系数时，按以下取值:内表面换热系数： hi=8W/m2.ki外表面换热系数： h =23W/m2.ke一、门窗基本信息:地区类型:夏热冬冷地区窗墙面积比范围：窗墙面积比W0.2门窗朝向 : 东、南、西方向 整窗传热系数限值： 4.7整窗遮阳系数：不要求 型材厂家：广东凤铝铝业 门窗系列:TG60内开隔热断桥铝平开窗 窗型尺寸：1500xl500门窗样式图 :二、窗框传热系数Uf计算1 、窗框面积计算 : 窗框面积计算示意图如下：(1) 平开类窗框面积计算示意图：(2) 推拉类窗框面积计算示意图：(3) 中梃窗框面积计算示意图：(4) 该门窗的窗框由以下截面组成：序号窗框名称窗框类型室内投影 面积A (m2)fi室内表面 面积A (m2)di室外投影 面积A (m2)fe室外表面 面积A (m2)de隔热桥对 应的铝合 金截面之 间的最小 距离 d(mm)1边框料穿条式隔 热断桥铝 窗框0.4800.1470.4800.14710.8(5)窗框室内总投影面积 A (m2)fiEA =0.480fi=0.480(6) 窗框室外总投影面积 A (m2)feEA =0.480fe=0.480(7) 窗框总面积 A (m2)fA =max(EA ,EA )f fi fe=max(0.480,0.480)=0.4802、窗框的传热系数计算(U)：f可以通过输入数据，用二维有限元法进行数字计算，得到窗框的传热系数。在没有详细的计算结果可以应用时，可以按以下方法得到窗的传热系数：窗框类型：穿条式隔热断桥铝合金(1)穿条式隔热的铝合金框，相对应金属框之的最小距离d(mm),示意图：注意：1)采用导热系数W0.3(w/m.k)的隔热条 2)隔热条总宽度b1+b2+b3+b4 W 0.2*bf(窗框宽)(2)穿条式隔热断桥铝框的 U 数值，根据“相对应金属框之间的最小距离f0d(mm)”，从下图的粗线中选取：(3) 窗框传热系数计算：1)【边框料】传热系数计算：1.1) 【边框料】隔热条相对应的金属框之间的最小距离d=10.8(mm)从上图中查出U=3.291(W/m2.K)1.2) 【边框料】窗框热阻Rf计算：=1/3.291-0.17=0.134(m2.K/W)1.3) 【边框料】窗框传热系数计算：窗框的室内投影面积： Af,i=0.480(m2)f,i窗框的室内表面面积： A =0.147(m2)d,i窗框的室外投影面积： Af,e=0.480(m2)f,e窗框的室外表面面积： A =0.147(m2)d,e窗框热阻： R=0.134m2.K/W内表面换热系数： hi=8W/m2.ki外表面换热系数：h =23W/m2.ke=1/(0.480/(8*0.147)+0.134+0.480/(23*0.147)=1.462(W/m2.K)该门窗各窗框传热系数列表：序号窗框名称窗框类型传热系数Uf1边框料穿条式隔热断桥铝 窗框1.462三、窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数计算(制： 窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数W),主要描述了在窗框、玻璃和间隔层 之间交互作用下的附加热传递。线性热传递系数辱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，可采用下表数据，来估算窗框与玻璃结合 处的线传导系数2。窗框与单层玻璃边缘结合处的线传热系数很小，计算时默认为 0。各类窗框、中空玻璃的线传热系数窗框材料双层或三层玻璃双层LOW-E镀膜未镀膜三层采用两片LOW-E镀膜充气或不充气的中空玻璃充气或不充气的中空玻璃木窗框和塑料窗框0.040.06带热断桥的铝合金窗框0.060.08无热断桥的铝合金窗框00.02注意：这些数据用来计算低辐射的中空玻璃，即：U W1.3W/(m2.K),以及更低传g热系数的中空玻璃。各玻璃板块查询上表后，各玻璃板块的线传热系数如下：序号玻璃板 块名称窗框类 型玻璃块 板类型？第一层 玻璃第二层 玻璃第三层 玻璃玻璃边 缘长度(m)线传热系 数血(W/m.K)1玻璃板块1带热断 桥的铝 合金窗 框双层玻 璃在线Lowe 镀膜玻 璃在线Lowe 镀膜玻 璃6.620.06(玻璃排列顺序由室外到室内，分别为第一层、第二层、第三层)四、玻璃传热系数(U)计算：g按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009附录C1. 一般原理 :本方法是以下列公式为计算基础的：式中 he-玻璃的室外表面换热系数；ehi-玻璃的室内表面换热系数；iht-多层玻璃系统内部热传导系数；t多层玻璃系统内部热传导系数按下式计算:式中 hs-气体空隙的导热率；sN-空气层的数量；M-材料层的数量；d - 每一个材料层的厚度； mrm-每一个材料层的热阻； m气体间隙的导热率按下式计算：式中 hr-气体空隙的辐射导热系数；rhg-气体空隙的导热系数(包括传导和对流)； g2.辐射导热系数 hrr辐射导热系数h由下式给出：r式中O-斯蒂芬-波尔兹曼常数：和*2-在间隙层中的玻璃界面平均绝对温度T下的校正发射率 1m3.气体导热系数 hgg气体导热系数h由下式给出：g式中S气体层的厚度，m ；入一气体导热率，W/(m.K)；N是努塞特准数，由下式给出：U式中 A-一个常数；Gr-格拉晓夫准数；rPr-普郎特准数；rn-幂指数。如果N W1,则将N取值为1.uu格拉晓夫准数由下式计算;普郎特准数由下式计算;式中AT-气体间隙前后玻璃表面的温度差，K ；p气体密度，Kg/m3U气体的动态粘度，Kg/(ms)；c-气体的比热， J/(kg.K),Tm-气体平均温度， K。m对于垂直空间，其中A二0.035,n=0.38 ；水平情况：A=0.16,n=0.28;倾斜45 度： A=0.10,n=0.31.依据以上的理论分析，详细计算如下：1. 【玻璃板块1】传热系数计算: 1)【玻璃板块1】的基本信息玻璃板块类型:双层玻璃 玻璃板块面积：1.34m2 第一层玻璃种类：在线 Low-e 镀膜玻璃 第一层玻璃厚度：6(mm) 第一层玻璃校正发射率：0.40 第二层玻璃种类：在线 Low-e 镀膜玻璃 第二层玻璃厚度： 6(mm) 第二层玻璃校正发射率： 0.40 第一气体层气体类型：空气 第一气体层气体厚度： 9(mm)2.1) 第一气体层气体：空气普朗特准数P计算:r按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009气体的动态粘度U： 0.00001711kg/(ms)气体的比热C： 1008J/(kg.K) 气体的热导率入：0.02416W/(m.K) 按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009表D.0.3 =0.00001711*1008/0.02416=0.7143.1) 第气体层气体：空气格拉晓夫准数G计算:r按照建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2009气体的动态粘度u： 0.00001711kg/(ms)气体的密度p： 1.277kg/m3气体平均绝对温度 Tm： 283Km气体的间隙前后玻璃表面的温度差 T：15K气体的间隔层厚度s : 0.009m按照建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2009=9.81*0.0093*15*1.2772/(283*0.000017112)=2111.4614.1) 第一气体层气体：空气努塞尔准数N计算：u格拉晓夫准数G : 2111.461r普朗特准数P : 0.714rA和n是常数：垂直空间，A=0.035, n=0.38 ；水平空间，A=0.16, n=0.28 ;倾 斜 45 度，A=0.1, n=0.31;（门窗按垂直空间计算）按照建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009=0.035*（2111.461*0.714）0.38=0.565根据标准,N =0.5650C), a=7.5, b 二 237.3 ；对于冰面(t W0C)a=9.5, b = 265.5E =E *10( (a*t)/(b+t)s0=6.11*10 (7.5*20)/(237.3+20)=23.3892、在相对湿度f=30%下，空气的水蒸汽压(e)的计算：空气相对湿度f为:30%室内空气的饱和水蒸汽压(E): 23.389Se=f*ES=0.30*23.389=7.0173、空气结露点温度(T)计算：dT =b/(a/lg(e/6.11)-1) 注： lg(e/6.11) 表示取以 10 为底， e/6.11 的对数。 d式中：T -空气的结露点温度，C。de-空气的水蒸汽压， hPaa、b-参数，对于水面(t0C), a=7.5, b 二 237.3 ；对于冰面(t WOC),a=9.5, b = 265.5T=b/(a/lg(e/6.11)-l)注：lg(e/6.11)表示取以 10 为底，e/6.11 的对数。 d=237.3/(7.5/lg(7.017/6.11)-1)=1.9174、室内玻璃表面温度(T )计算：pj1)玻璃板块：玻璃板块1的室内表面温度(T )计算：pj室内环境温度T : 20Cin室外环境温度T : -10Cout玻璃传热系数 Ug： 2.315g玻璃内表面换热系数hb=8.0W/m2.KbiU *(T -T )=h *(T -T )g in out bi in pjT =T -(T -T )*U /hpj in in out g bi=20-(20-(-10)*2.315/8 =11.319空气结露点温度1.917Co该玻璃板块的玻璃表面温度T =11.319C。该玻璃板pj块满足结露性能要求。5、窗框部分结露性能计算：1)窗框：边框料结露计算：室内环境温度 Tin：20Cin室外环境温度 T ：-10Cout窗框传热系数U : 1.462g窗框内表面换热系数h =8.0W/m2.KbiU *(T -T )=h *(T -T )gin out bi in pjT =T -(T -T )*U /hpj inin out g bi=20-(20-(-10)*1.462/8=14.518空气结露点温度1.917C该窗框的窗框表面温度T =14.518C。该窗框满足结pj露性能要求