建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程(送审.doc

中华人民共和国行业标准建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程Calculation Method for Thermal Performance of Windows, Doors and Glass Curtain-WallsJGJ/T XXX-2005（送审稿）2005年 北京前 言根据建设部建标200466号文件“关于印发二四年度工程建设城建、建工行业标准制订、修订计划的通知”的要求，由广东省建筑科学研究院为主编单位，会同全国9个单位共同编制本规程。在规程编制过程中，编制组对门窗、幕墙热工计算的国际标准和美国等发达国家标准进行了深入的研究，结合对我国相关标准进行的研究，采用国际标准中门窗热工计算的方法，吸收发达国家相关标准的成果，经认真分析和与相关标准协调，在广泛征求意见的基础上，通过反复讨论、修改和完善，最后召开全国性会议，邀请有关专家审查定稿。本规程共分为10章和6个附录。主要内容是：总则，术语、符号，整窗热工性能计算，建筑幕墙热工计算，抗结露计算，玻璃光学热工性能计算，框的传热计算等。本规程为推荐性行业标准。本规程由建设部负责管理，广东省建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。本规程在执行和应用过程中如有需要修改或补充之处，请随时将有关意见和建议反馈给广东省建筑科学研究院（广州市先烈东路121号，邮政编码510500），以供今后修订时参考。本标准主编单位、参编单位和主要起草人：主编单位：广东省建筑科学研究院参编单位：中国建筑科学研究院华南理工大学广州市建筑科学研究院深圳市建筑科学研究院清华大学建筑学院福建省建筑科学研究院深圳南玻工程玻璃有限公司秦皇岛耀华玻璃股份有限公司创奇技术公司主要起草人：杨仕超 林海燕 孟庆林 任俊 刘俊跃 王馨 刘忠伟 黄夏东 许武毅 鲁大学 刘军 刘月莉 马扬目 次1 总则2 术语、符号2.1术语2.2符号3 整窗热工性能计算3.1 一般规定3.2 整窗的几何描述3.3 整窗的传热系数计算3.4 整窗的遮阳系数计算3.5 整窗的可见光透射比计算4 建筑幕墙热工计算4.1 一般规定4.2 幕墙的几何描述4.3 幕墙的传热系数计算4.4 幕墙的遮阳系数计算4.5 幕墙的可见光透射比计算5 抗结露计算5.1 一般规定5.2 露点温度的计算5.3 结露的计算与评价6 玻璃光学热工性能计算6.1 单层玻璃的光学热工性能计算6.2 多层玻璃的光学热工性能计算6.3 玻璃气体间层的热传递6.4 玻璃系统的热工参数计算7 框的传热计算7.1框的传热系数及框与面板接缝的附加线传热系数7.2传热控制方程7.3玻璃空气间层的传热7.4封闭空腔的传热7.5敞口的空腔、槽的传热7.6 框的太阳能总透射比计算8 遮阳系统计算8.1 一般规定8.2 光学性能8.3 遮阳百页的光学性能计算8.4 遮阳帘与门窗或幕墙系统组合的简化计算8.3遮阳帘与门窗或幕墙系统组合的详细计算9 通风空气间层的传热计算9.1 热平衡方程9.2 通风空气间层的温度分布9.3 通风空气间层的气流速度10 计算边界条件10.1 计算环境边界条件10.2 对流换热计算10.3 长波辐射换热10.4 综合对流和辐射换热附录A 常用材料的导热系数（）附录B 气体热物理性能附录C 表明发射率的确定附录D 太阳标准光谱、人眼视见函数、标准光源附录E 常用窗框的传热系数（推荐）附录F 典型窗户的传热系数1 总则1.0.1 为在建筑门窗、玻璃幕墙工程中贯彻执行国家的建筑节能政策，使门窗、玻璃幕墙工程的节能设计和产品设计做到技术先进、经济合理，方便进行门窗、玻璃幕墙产品的节能性能评价，制定本规程。1.0.2 本规程适用于建筑工程中作为外围护结构使用的建筑外门窗和玻璃幕墙的传热系数、遮阳系数、可见光透射比以及抗结露的计算。1.0.3 本规程参照国际标准ISO15099、ISO10077、ISO9050等系列标准，结合我国现行的相关标准制定。1.0.4 本规程所涉及的传热系数、遮阳系数以及抗结露计算是在建筑门窗、玻璃幕墙空气渗透量为零的情况下、采用稳态传热进行计算的，实际使用时应考虑空气渗透对热工性能和节能计算的影响。1.0.5 实际工程所用建筑门窗、玻璃幕墙的室内外热工计算边界条件应符合相应的建筑热工设计标准和建筑节能设计标准。1.0.6 建筑门窗、玻璃幕墙所用材料的热工计算参数除使用本规程给出的参数外，还应符合其它强制性的热工设计标准和建筑节能设计标准的相关规定。实际工程中所使用材料的热工参数应按照相应材料的实际参数选取。2 术语、符号2.1 术语2.1.1夏季计算标准环境条件standard summer environmental condition用于门窗或幕墙产品设计、性能评价中进行热工性能参数计算的夏季标准热工计算环境条件。2.1.2冬季计算标准环境条件standard winter environmental condition用于门窗或幕墙产品设计、性能评价中进行热工性能参数计算的冬季标准热工计算环境条件。2.1.3传热系数（U）thermal transmittance两侧环境温度差为1K（）时，在单位时间内通过单位面积门窗或幕墙的传热量。2.1.4太阳能总透射比（g）total solar energy transmittance通过玻璃、门窗或幕墙成为室内得热量的太阳辐射部分与投射到门窗或幕墙构件上的太阳辐射照度的比值。成为室内得热量的太阳辐射部分包括直接的太阳能透射得热和被构件吸收的太阳辐射再经过传热进入室内的得热。2.1.5 遮阳系数（SC）shading coefficient在给定条件下，太阳辐射透过玻璃、外窗或幕墙所形成的室内得热量，与相同条件下透过相同面积的标准玻璃（3mm厚透明玻璃）所形成的太阳辐射得热量之比。2.1.6 可见光透射比visible transmittance采用人眼视见函数进行加权，标准光源透过玻璃、门窗或幕墙成为室内的可见光通量与投射到玻璃、门窗或幕墙上的可见光通量的比值。2.1.7 露点温度dew point temperature 在一定的压力和水蒸气含量条件下，当空气出现饱和水蒸气状态时（相对湿度等于100%，在物体表面有水气凝结时）的温度。2.2符号2.2.1 本规程采用如下符号：A 面积，m2；Ai 第i层空腔吸收的太阳能；cp 常压下的比热容；d 厚度，m；S() 标准太阳辐射光谱函数；D() 标准光源（CIE D65，ISO 10526）光谱函数；g 太阳能总透射比；g 重力加速度，m/s2；h 表面换热系数，W/(m2.K)；H 空气间层高度，m； 在第i层和第i+1层玻璃层之间向外的辐射照度，W/m2； 在第i层和第i+1层玻璃层之间向内的辐射照度，W/m2；I 太阳辐射照度，W/m2；J 辐射强度，W/m2；L 空气间层长度，m；L2D 二维传热计算的截面线传热系数，/(.)；l 长度，m；N 玻璃层数加2； 摩尔质量，mol；Nu努塞尔数（Nusselt number）；P 压力，Pa；Q 热流量，W；q 热流密度，W/m2；气体常数，J/(kmol.K)；R 热阻，m2.K/W；瑞利数（Rayleigh number）；基于长度x的瑞利数（Rayleigh number）；Si 第i层玻璃吸收的太阳辐射，W/ m2；t 厚度，m；框内空腔垂直于热流的最大尺寸，m；T 温度，K；T10抗结露性能评价指标；u 邻近表面的气流速度，m/s；U 传热系数，W/(m2.K)；V 窗或幕墙附近自由气流流速，或某个部位的平均气流速度，m/s；V()视见函数（ISO/CIE 10527）； 太阳辐射吸收系数； 填充气体热膨胀系数，K-1； 远红外线半球发射率； 斯蒂芬-波尔兹曼常数，5.6710-8W/(m2.K4)； 导热系数，W/(m.K)； 流体运动粘度，g/(m.s)； 附加线传热系数，W/(m.K)； 密度，kg/m3； 反射系数； 透射系数。2.2.2 本规程的符号采用以下注脚：表2.2.2 注脚注脚名 称ave平均air空气bot底部b背面B遮阳帘（百叶、织物帘）c对流cg玻璃中心cold冷侧条件crit临界dif散射dir直射eff有效的，当量的eq相等的f前面或框g玻璃或透明部分h水平hot热侧条件in室内，或空气间层的入口m平均值mix混合物n环境ne室外环境ni室内环境out室外，或空气间层的出口p平板r辐射或发射red长波（远红外）辐射s太阳、源头或表面std标准的surf表面t全部top顶部V垂直v可见光x距离3 整窗热工性能计算3.1 一般规定3.1.1 整樘窗（或门，下同）的传热系数、遮阳系数、可见光透射比的计算应采用各部分的数据按面积进行加权平均计算。3.1.2窗玻璃(或者其它镶嵌板)边缘与窗框的组合传热效应所产生的附加传热以附加线传热系数（）表达，附加线传热系数应按照本规程第7章的规定进行计算。3.1.3 窗框的传热系数、太阳能总透射比应按照本规程第7章的规定进行计算。典型外窗框的传热系数可按附录E取值。3.1.4 窗玻璃中央区域的传热系数、太阳能总透射比、可见光透射比应按照本规程第6章的规定进行计算。3.1.5 计算窗产品的节能指标时，框与墙相接的边界应作为绝热边界处理。3.2 整窗的几何描述3.2.1 整樘窗应根据框截面的不同对窗框进行分类，每个不同类型窗框截面均应计算框传热系数、附加线传热系数。两个框相交处的传热系数可用邻近框中较高的传热系数代替。3.2.2 窗在进行热工计算时应进行如下面积划分，如图3.2.2所示：1 窗框面积Af：从室内、外两侧分别投影，得到的可视框投影面积中的较大者；2 玻璃面积Ag(或其它镶嵌板的面积 Ap)：指从室内、外侧可见玻璃(或其它镶嵌板)边缘围合面积的较小者；3 整樘窗总面积At：窗框面积Af与窗玻璃面积Ag (和其它镶嵌板的面积Ap)之和。图3.2.2 窗各部件面积划分示图3.2.3 玻璃区域的周长(或其它镶嵌板区域的周长) l是窗玻璃（或其它镶嵌板）室内、外两侧的全部可视周长之和中的较大值，见图3.2.3所示。图3.2.3窗玻璃区域周长示图3.3 整窗的传热系数计算3.3.1 整窗的传热系数Ut应采用以下公式计算： （3.3.1）式中：Ut整窗的传热系数W/(m2.K)；Ag窗玻璃（或其它镶嵌板）面积（m2）；Af窗框的投影面积（m2）；l窗玻璃区域（或其它镶嵌板区域）的周长（m）；Ug窗玻璃（或其它镶嵌板）中央区域的传热系数W/(m2.K)，按第6章计算； Uf窗框的传热系数W/(m2.K)，按第7章计算；窗框和窗玻璃（或其它镶嵌板）之间的附加线传热系数W/(m.K)，按第7章计算。3.4 整窗的遮阳系数计算3.4.1 整窗的太阳能总透射比gt应采用下式计算： （3.4.1）式中：gt整窗的太阳能总透射比；Ag窗玻璃（或者其它镶嵌板）面积（m2）；Af窗框的投影面积（m2）；gg窗玻璃区域（或者其它镶嵌板）太阳能总透射比，按第6章计算；gf窗框太阳能总透射比；At整窗的总投影面积（m2）。3.4.2 整窗的遮阳系数Sc应采用下式计算： （3.4.2）式中：Sc整窗的遮阳系数；gt整窗的太阳能总透射比。3.5 整窗的可见光透射比计算3.5.1整窗的可见光透射比应采用下式计算： （3.5.1）式中：t 整窗的可见光透射比； v 窗玻璃（或其它镶嵌板）的可见光透射比，按第6章计算； Ag 窗玻璃（或其它镶嵌板）的面积（m2）；At整窗的总投影面积（m2）。4 建筑幕墙热工计算4.1 一般规定4.1.1 玻璃幕墙整体的传热系数、遮阳系数、可见光透射比的计算应采用各部件各自的性能值按分配面积加权平均的计算方法进行计算。4.1.2幕墙面板边缘与框的组合传热效应所产生的附加传热以附加线传热系数（）表达，附加线传热系数的计算应按照本规程第7章进行。4.1.3 幕墙框的传热系数、遮阳系数的计算应按照本规程第7章进行。4.1.4 透明面板中心的传热系数、遮阳系数、可见光透射比的计算应按照本标准第6章进行。4.1.5 非透明面板中心传热系数的计算应按照各个材料层热阻相加的方法进行计算。4.1.6 幕墙水平和垂直角部位的传热，可按照二维传热计算，并将其简化为框。4.2 幕墙的几何描述4.2.1 应根据框截面的不同将幕墙框进行分类，不同种类的框截面均应计算其传热系数和对应框和玻璃接缝的线传热系数。4.2.2 玻璃幕墙在进行热工计算时应按如下方式进行面积划分，如图4.2.2-1所示。1 框面积Af：从室内、外两侧分别投影，得到的可视框投影面积中的较大者；2 玻璃面积Ag(或其它面板的面积 Ap)：指从室内、外侧可见玻璃(或其它面板)边缘围合面积的较小者；3幕墙面板和框结合的附加线传热系数对应的线长度应为框与面板室内、外接缝长度的较大者（见图4.2.2-2）；4 幕墙总面积At：指框面积Af与玻璃面积Ag (和其它面板面积 Ap)之和。Af = max (Af,in ; Af,out)Aw= Af+Ag+ApAd,i= A1+A2+A3Ad,e=A4+ A5+A6图4.2.2-1 各部件面积划分示图AgAg玻璃玻璃玻璃lgAglglglglg图4.2.2-2 框与面板结合的几种情况4.2.3非透明面板的以下两种形式应采用不同的方法处理：1 保温层的金属面板（或其它导热系数大的面板）跨越幕墙框的隔热区域而形成了热桥，保温层与隔热区域不在同一个层面。2 保温层的金属面板（或其它导热系数较大的面板）不跨越幕墙框的隔热区域，不形成热桥，保温层与隔热区域在同一层面。A 金属板跨越隔热区域B 金属板不跨越隔热区域对于情况1，在采用第7章进行框和面板接缝的附加线传热系数计算时应加宽面板的宽度。图4.2.3 保温层跨越隔热区域的示意图4.2.4 幕墙计算的边界和单元的划分应根据幕墙型式的不同而采用不同的方式。1 构件式幕墙的原理图见图4.2.4-1，其计算单元可按照图图4.2.4-2进行划分。2 单元式幕墙的原理图见图4.2.4-3，其计算单元可按照图图4.2.4-4进行划分。 图4.2.4-1构件式幕墙结构原理图4.2.4-2构件式幕墙的计算单元划分示意图图4.2.4-3 单元式幕墙结构原理图4.2.4-4单元式幕墙的计算单元划分示意图4.2.5 幕墙计算的节点应该包括幕墙所有典型的节点，对于复杂的节点应拆分计算，见图4.2.5。局部节点局部节点图4.2.5 幕墙计算节点的拆分4.3 幕墙传热系数计算4.3.1 幕墙单元的传热系数UCW应采用下式计算： （4.3.1）式中 Ag 透明面板面积（m2）；lg 透明面板边缘长度（m）；Ug 透明面板中部的传热系数W/(m2.K)，应按第6章计算；g 透明面板边缘的附加线传热系数W/(m.K)，应按第7章计算；Ap 非透明面板面积（m2）；lp 非透明面板边缘长度（m）；Up 非透明面板中部的传热系数W/(m2.K)；p 非透明面板边缘的附加线传热系数W/(m.K)，应按第7章计算；Af框面积（m2）；Uf框的传热系数W/(m2.K)，应按第7章计算；4.3.2 当幕墙背后有实体墙，且幕墙与实体墙之间为封闭空气层时，实体墙部分的室内环境到室外环境的传热系数U可采用下式计算： （4.3.2-1）式中：UCW在实体墙部分面积范围内的外层幕墙传热系数W/(m2.K)；Rair幕墙与墙体间封闭空气间层的热阻，一般可取0.17（m2.K/ W）；UWall实体墙部分面积范围内实体墙的传热系数W/(m2.K)hin幕墙室内表面换热系数；hout幕墙室外表面换热系数。幕墙后面单层实体墙的传热系数UWall可采用下式计算： （4.3.2-2）式中：d单层材料的厚度（m）；单层材料的导热系数W/（mK）。幕墙后面多层实体墙的传热系数UWall可采用下式计算： （4.3.2-3）式中：di各单层材料的厚度（m）；i各单层材料的导热系数W/（mK）。4.3.3 若幕墙与实体墙之间存在冷桥（热桥），当冷桥的面积不大于实体墙部分面积1时，冷桥的影响可以忽略；当冷桥的面积大于实体墙部分面积1时，应计算冷桥的影响。计算冷桥的影响，可采用当量热阻Reff代替（4.3.2-1）中的空气间层热阻。当量热阻Reff可采用下式计算： （4.3.3-1）式中：Ab冷桥元件的面积；A实体墙范围内幕墙的总面积；冷桥材料导热系数W/（mK）；Rair空气间层的热阻（m2.K/ W）。4.4幕墙遮阳系数计算4.4.1 幕墙单元的太阳能总透射比gCW应采用下式计算： （4.4.1）式中 Ag 透明面板的面积（m2）；gg 透明面板的太阳能总透射比；Ap 非透明面板的面积（m2）；gp 非透明面板的太阳能总透射比；Af 框的面积（m2）；gf 框的太阳能总透射比；A 幕墙的总面积（m2）。4.4.2 幕墙的遮阳系数SC应为幕墙的太阳能总透射比与标准3mm透明玻璃的太阳能总透射比的比值： （4.4.2）式中：SC幕墙的遮阳系数；gCW幕墙的太阳能总透射比。4.5 可见光透射比计算4.5.1幕墙单元的可见光透射比CW应采用下式计算： （4.5.1）式中 CW 幕墙单元的可见光透射比； v 透光面板的可见光透射比； A 幕墙单元的总面积（m2）；Ag 透光面板的面积（m2）。5 抗结露计算5.1 一般规定5.1.1 在计算实际工程建筑门窗、玻璃幕墙的结露时，所采用的计算条件应符合相应的建筑设计标准，并满足工程设计要求；在计算门窗、玻璃幕墙产品的抗结露性能时应采用本规程第10章规定的抗结露性能计算标准条件，并应在给出计算结果时注明计算条件。5.1.2 室外和室内的对流换热系数应根据所选定的计算条件，按第10章计算确定。5.1.3 本章的计算结果未考虑空气渗透以及其它热源的影响，实际应用时应根据工程实际情况予以考虑。5.1.4 门窗、玻璃幕墙所有典型节点均需要进行抗结露计算。5.1.5 应按第7章的规定进行典型节点的温度场计算，采用二维稳态传热计算程序进行计算。5.1.6 对于每一个二维截面，室内表面的展开边界应该细分为许多小段，且尺寸不大于计算软件程序中使用的网格尺寸。应计算所有不同截面的温度场，并给出所有分段长度的温度值。5.2 露点温度的计算5.2.1 水（冰）表面的饱和水蒸汽压可采用下式计算： （5.2.1）式中：Es 空气的饱和水蒸汽压（hPa）；E0空气温度为0时的饱和水蒸汽压，取E0=6.11 hPat 空气温度（）；a、b参数，对于水面（t0），a=7.5，b237.3；对于冰面（t0），a=9.5，b265.5。5.2.2 在一定空气相对湿度（f）下，空气的水蒸汽压（e）可按下式计算： （5.2.2）式中：e 空气的水蒸汽压（hPa）；f 空气的相对湿度（）；Es 空气的饱和水蒸汽压（hPa）。5.2.3 空气的露点温度可按下式计算： （5.2.3）式中：Td空气的露点温度（）；e 空气的水蒸汽压（hPa）；a、b参数，对于水面（t0），a=7.5，b237.3；对于冰面（t0），a=9.5，b265.5。5.3 结露的计算与评价5.3.1 门窗或幕墙的框、面板各自抗结露性能评价指标T10应按照以下方法确定：1 采用二维稳态传热计算程序，计算门窗或幕墙框和玻璃部件各个截面内表面每个细分段的温度；2 对于某个部件，按照截面内表面分段温度的高低进行排序；3 由最低温度开始，按照内表面分段所代表的长度进行累加，直至统计长度达到该节面所占内表面面积的10；4 将所统计的最高温度定为该部件截面的抗结露性能评价指标T10值。5.3.2 在进行门窗、幕墙抗结露性能指标计算时，计算节点应包括所有的框、面板边缘以及面板中部。5.3.3 在进行工程设计或工程选用产品性能评价时，以门窗、幕墙各个截面部分的抗结露性能评价指标（T10）均不低于露点温度为满足要求。5.3.4 进行产品性能分级或评价时，可按各个部分最低的抗结露性能评价指标T10,min进行分级或评价。5.3.5 在产品的抗结露性能确定后，门窗、幕墙在实际工程中是否结露，可按照下式计算内表面最低温度，内表面最低温度应不低于室内露点温度为满足要求。 （5.3.5）式中：T10,min产品的抗结露性能指标（）；Tin实际工程对应的室内计算温度（）；Tout实际工程对应的室外计算温度（）；Tin,std抗结露性能计算时对应的室内标准温度（）；Tout,std抗结露性能计算时的室外标准温度（）；Td室内设计湿度对应的露点温度（）。6 玻璃光学热工性能计算6.1 单层玻璃的光学热工性能计算6.1.1 单层玻璃（包括其它透明材料，下同）的光学、热工性能应根据单片玻璃的测定光谱数据进行计算。单片玻璃的光谱数据应包括透射率、前反射率和后反射率，并至少包括300nm2500nm波长范围，不同波长段的间隔应满足如下间隔要求：1 波长300400nm，间隔不超过5nm；2 波长4001000nm，间隔不超过10nm；3 波长10002500nm，间隔不超过50nm。6.1.2 单片玻璃的可见光透射比V应按下式计算： （6.1.2）式中：D光源D65的相对光谱功率分布，见附录D；()玻璃透射比的光谱；V()人眼的视见函数，见附录D。6.1.3 单片玻璃的可见光反射比V应按下式计算： （6.1.3）式中：()玻璃反射比的光谱。6.1.4 单片玻璃的太阳能直接透射比S应按下式计算： （6.1.4）式中：()玻璃透射比的光谱；S()标准太阳光谱，见附录D。6.1.5 单片玻璃的太阳能直接反射比S应按下式计算： （6.1.5）式中：()玻璃反射比的光谱。6.1.6 单片玻璃的太阳能总透射比，按照下式计算： （6.1.6-1）式中：hin玻璃室内表面换热系数W/(m2.K)；hout玻璃室外表面换热系数W/(m2.K)；As单片玻璃的太阳辐射吸收系数。单片玻璃的太阳辐射吸收系数As应按下式计算： （6.1.6-2）式中：s单片玻璃的太阳能直接透射比；s单片玻璃的太阳能直接反射比。6.1.7 单片玻璃的遮阳系数SCcg应按下式计算： （6.1.7）6.2多层玻璃的光学热工性能计算6.2.1太阳光透过多层玻璃系统可归纳为图6.2.1-1所示模型：图6.2.1-1 玻璃层的吸收率和太阳光透射比图中表示一个具有n层玻璃的系统，系统分为n1个气体间层，最外面为室外环境i=1，内层为室内环境i=n+1 。对波长，系统的光学分析应考虑在第i-1层和第i层玻璃之间辐射能量 和，角标“+”和“-”分别表示辐射流向室外和向室内，如下图6.2.1-2所示。图6.2.1-2 多层玻璃体系中太阳辐射热的分析可设定室外只有太阳辐射，室外和室内环境的反射率为零。当i=1时： （6.2.1-1） （6.2.1-2）当i=n+1时： （6.2.1-3） （6.2.1-4）当i=2n时： i2至n （6.2.1-5） i2至n （6.2.1-6）应利用解线性方程组的方法计算所有各个气体层的I-i()和I+i()值，传向室内的直接透射比应由下式计算： （6.2.1-7）反射到室外的直接反射比应由下式计算： （6.2.1-8）应确定太阳辐射被每层玻璃吸收的部分，这一量值以在第i层的吸收率Ai()表示，采用下式计算： （6.2.1-9）6.2.2 对整个太阳光谱进行数值积分，得到第i层玻璃吸收的太阳辐射热流密度Si。 （6.2.2-1） （6.2.2-2）式中：太阳辐射照射到玻璃系统时第i层玻璃的吸收率。6.2.3 多层玻璃的可见光透射比的计算应采用(6.1.2)式计算，可见光反射比的计算应采用(6.1.3)式计算。6.2.4 多层玻璃的太阳能直接透射比应采用(6.1.4)式计算，太阳能直接反射比应采用(6.1.5)式计算。6.3 玻璃气体间层的热传递6.3.1 玻璃间气体层的能量平衡可用基本的关系式表达如下： （6.3.1-1）图6.3.1 第层玻璃的能量平衡式中：Tf,i第i层玻璃前表面温度（K）；Tb,i-1第i-1层玻璃后表面温度（K）；Jf,i第i层玻璃前表面辐射热（W/m2）；Jb,i-1第i-1层玻璃后表面辐射热（W/m2）；在每一层气体间层中，应采用以下方程： （6.3.1-2） （6.3.1-3） （6.3.1-4） （6.3.1-5）式中：tg,i第i层玻璃的厚度（m）；b,i第i层后表面半球发射率；f,i第i层前表面半球发射率；g,i第i层玻璃的导热系数（W/m.K）。在计算传热系数时，应令太阳辐射IS =0，在每层材料均为玻璃的系统中可采用如下热平衡方程计算气体间层的传热： （6.3.1-6）式中：hr,i第i层气体层的辐射换热系数，由（6.3.7）式给出。6.3.2 玻璃层间气体间层的对流换热系数可由无量纲的努谢尔特数确定： （6.3.2）式中dg,i玻璃间层气体间层i的厚度（m）；g,i所充气体的导热系数（W/m.K）；Nui通过倾斜气体间层传热的实验结果所计算的值，Nui为瑞利数Raj、气体间层高厚比和空腔倾角的函数。注：在计算高厚比大的空腔时应考虑玻璃会发生弯曲现象对厚度的增加和减少，发生弯曲的原因包括：空腔平均温度、空气湿度含量的变化、干燥剂对氮气的吸收、充氮气过程中由于海拔高度和天气变化造成压力的改变等因素。6.3.3 玻璃层间气体间层的瑞利数（Rayleigh）可表示为： （6.3.3-1） 可将填充气体作理想气体处理，气体热膨胀系数为： （6.3.3-2）式中：填充气体的平均温度（K）。第层气体间层的高厚比为： （6.3.3-3）式中：H气体间层顶到底的距离（m），通常应和窗的透光区高度相同。6.3.4 在定量计算通过玻璃气体间层的对流热传递时，计算应对应于特定的倾角值或范围。对于倾角，以下计算假设空腔从室内加热（即Tf,iTb,i-1）；若实际上室外温度高于室内（Tf,iTb,i-1 ），则要将倾角以180-代替。空腔的努谢尔特数Nui应由以下计算公式确定：1 气体间层倾角 060 且 （6.3.4-1）式中：。2 气体间层倾角 =60 （6.3.4-2）式中：3 气体间层倾角 6090对于倾角在之间的气体间层，对式（6.3.4-2）和（6.3.4-3）的结果之间作线性插值。这些公式在且范围内有效。4 垂直气体间层 （6.3.4-3） 5104 Ra 104 Ra 5104 Ra104 5 气体间层倾角90到180 面向下的气体间层应用下式公式： （6.3.4-4）式中：由公式(6.3.4-3)给出的垂直气体间层的努谢尔特数。6.3.5 填充气体的密度应用理想气体定律计算： （6.3.5）式中：P气体压力，标准状态下P=101300 Pa； 气体密度（kg/m3）；Tm气体的温度，标准状态下Tm=293 K；气体常数J/(kmol.K)；摩尔质量（kg/mol）。定压比热容cp、运动粘度、导热系数是温度的线性函数，应采用附录B给出的公式和气体的相关系数计算。6.3.6 混合气体的密度、导热系数、粘度和比热容是各成分相应性质的函数：1) 摩尔质量 （6.3.6-1）式中：是混合气体中某一气体成分的摩尔数。2) 密度 （6.3.6-2）3) 比热容 （6.3.6-3）式中： 4) 粘度 （6.3.6-4）式中：5) 导热系数 (6.3.6-5)式中：单原子气体的导热系数多原子气体由于内能的散发所产生的附加能量运动。 应按以下步骤求取：a) 计算： b) 计算：式中：第层填充气体的导热系数。c) 用计算d) 用计算e)6.3.7 远红外辐射透射比为“0”的玻璃（或其它板材），气体间层两侧玻璃的辐射换热系数hr可采用下式计算： （6.3.7）式中：斯蒂芬-波尔兹曼常数；1、2气体间层中的两个玻璃表面在平均绝对温度Tm下的半球发射率；Tm气体间层中两个表面的平均绝对温度（K）。6.4玻璃系统的热工参数计算6.4.1 计算玻璃系统的传热系数时，可采用简单的模拟环境条件：仅包括室内外温差，没有太阳辐射。 （6.4.1-1）计算传热系数时应设定没有太阳辐射： （6.4.1-2）式中：(Is=0)没有计算太阳辐射热作用，通过门窗传向室内的净热流（W/m2）；室外环境温度（K）；室内环境温度（K）。玻璃的总传热阻Rt应为各层玻璃、气体间层、内外表面换热阻之和： （6.4.1-3）式中：Rg,i第i层玻璃的固体热阻，由下式计算： （6.4.1-4）第一层气体间层为室外，最后一层气体间层(n+1)为室内，第i层气体间层的热阻为： （6.4.1-5）式中：、第i层气体间层的外表面和内表面温度；qi第i层气体间层的热流密度，由第6.3.1条给出。环境温度应是周围空气温度Tair和平均辐射温度Trm的加权平均值，采用下式计算： （6.4.1-6） 式中：和应按第10章计算确定。6.4.2 玻璃系统的遮阳系数：各层玻璃室外侧方向的热阻用下式计算： （6.4.2-1）式中：Rg,i第i层玻璃的固体热阻（m2.K/ W）；Rg,k第k层玻璃的固体热阻（m2.K/ W）；Rk第k层气体间层的热阻（m2.K/ W）。各层玻璃向室内的二次传热用下式计算： （6.4.2-2）玻璃系统的太阳能总透射比应按下式计算： （6.4.2-3）玻璃系统的遮阳系数按6.1.7式计算。7 框的传热计算7.1 框的传热系数及框与面板接缝的附加线传热系数7.1.1 应采用二维稳态热传导计算软件进行框的传热计算。软件中的计算程序应包括本规程所规定的复杂灰色体漫反射模型和玻璃气体间层内、框空腔内的对流换热计算模型。7.1.2 框的传热系数 Uf计算：框的传热系数Uf应是在计算窗或幕墙的某一截面部分的二维热传导的基础上获得的。图7.1.2 框传热系数计算模型示意图在图7.1.2所示的框截面中，用一块导热系数 =0.03W/(m.K)的板材替代实际的玻璃（或其它镶嵌板），板材的厚度等于替代面板的厚度，嵌入框的深度按照实际尺寸，可见板宽应超过190mm。用二维热传导计算软件计算在室内外计算条件下流过图示截面的热流qw，qw应按下列方程整理： （7.1.2-1）截面线传热系数： （7.1.2-2）框的传热系数： （7.1.2-3）式中：f 框的传热系数，/（2.）； Lf2D 截面的线传热系数，/（.）；p 板的传热系数，/（2.）；图7.1.3 框与面板接缝传热系数计算模型示意图bf框的投影宽度，；bp镶嵌板可见部分的宽度，。 7.1.3 框与玻璃系统（或其它镶嵌板）接缝的附加线传热系数 的计算：在图7.1.2所示的计算模型中，用实际的玻璃系统（或其它镶嵌板）替代导热系数 =0.03 W/(m.K)的板材。所得到的计算模型如图7.1.3所示。用二维热传导计算程序，计算在室内外标准条件下流过图示截面的热流q，q应按下列方程整理： （7.1.3-1）截面线传热系数为： （7.1.3-2）框与面板接缝的附加线传热系数： （7.1.3-3）式中： 框与玻璃接缝的附加线传热系数/(.)；L2D截面线传热系数/(.)；g玻璃中心部分的传热系数W/(.)；bg 玻璃可见部分的宽度（）。7.2 传热控制方程7.2.1框（包括固体材料、空腔和缝隙）的计算所采用的二维稳态热传导计算程序应依据如下热传递的基本方程： （7.2.1-1）窗框内部任意两种材料相接表面的热流密度q应用下式计算： （7.2.1-2）式中：材料的导热系数；ex、ey两种材料交界面单位法向量在x 和y方向的分量。在窗框的外表面，热流密度q等于： （7.2.1-3）式中：qc热流密度的对流换热部分；qr热流密度的辐射换热部分。7.2.2 计算网格的划分：用二维稳态热传导方程求解框截面的温度和热流分布，在截面上划分网格应遵循以下原则：1任何一个小格内部只能含有一种材料；2网格的疏密程度应根据温度分布变化的剧烈程度而定，应根据经验判断，温度变化剧烈的地方网格应密些，温度变化平缓的地方网格可以稀疏一些；3网格越密计算结果越可靠。当进一步细分网格，流经窗框横截面边界的热流不再发生明显的变化时，该网格的疏密程度可以认为是适当的；4允许用若干段折线来近似代替实际的曲线。7.2.3固体材料的导热系数可选用本标准附录A的数据，也可以直接利用测定的结果。在求解二维稳态传热方程时，假定所有材料热导系数均不随其温度变化。固体材料的表面发射率值应按照本标准的附录C确定。7.2.4 当有热桥存在时，应计算热桥部位（例如螺栓、螺钉等部位）固体的当量导热系数。 （7.2.4）式中：s热桥元件的面积（例如螺栓的面积）（m2）；Ad热桥元件的间距范围内材料的总面积（m2）；热桥材料导热系数W/(m.K)；无热桥材料时材料的导热系数W/(m.K)。可利用下面的原则判断是否需要考虑热桥影响：a) 若Fb1%，忽略热桥影响；b) 若1%Fb5%，且b10n，使用上述计算方法。c) 若Fb5%，必须使用上述计算方法。7.3 玻璃空气间层的传热7.3.1计算第7.1.2条定义的框与玻璃系统（或其它镶嵌板）接缝的附加线传热系数 时，应计算玻璃空气间层的传热。玻璃空气间层的传热可采用当量导热系数的方法来处理。可将玻璃的空气间层当作一种不透明的固体材料，这种材料的当量导热系数用第6章玻璃系统分析的结果来计算。第i个空气间层的当量导热系数应用下式确定： （7.3.1）7.4 封闭空腔的传热7.4.1处理框内部封闭空腔的传热应采用当量导热系数的方法。将封闭空腔当作一种不透明的固体材料，其当量导热系数应考虑空腔内的辐射和对流传热，由下式确定： （7.4.1-1）式中：eff封闭空腔的当量导热系数W/(m.K)； hc封闭空腔内空气对流所产生的传热系数W/(m2.K)； hr封闭空腔辐射所产生的传热系数W/(m2.K)； d封闭空腔在热流方向的厚度（m）；对流换热系数hc应根据努谢尔特数来计算。应依据热流方向是朝上、朝下或水平分别考虑三种不同情况的努谢尔特数。 （7.4.1-2）式中：Nu努谢尔特数；air空气的导热系数W/(m.K)。7.4.2 热流朝下的空腔努谢尔特数热流朝下的矩形封闭空腔如图7.4.2中A所示，其努谢尔特数为： （7.4.2） 图 7.4.2 空腔热流示意7.4.3 热流朝上的空腔努谢尔特数热流朝上的矩形封闭空腔如图7.4.2中B所示。这种情况具有内在的不稳定性，产生的努谢尔特数依赖于空腔的高宽比Lv/Lh，其中Lv和Lh为空腔垂直和水平方向的尺寸。a）对于Lv/Lh 1的情况： （7.4.3-1）b）对于1Lv/Lh 5的情况，努谢尔特数按下式计算：（7.4.3-2）式中： Racrit为一临界瑞利数，由下式计算： Ra为空腔的瑞利数，由下式计算：）对于Lv/Lh 5的情况，努谢尔特数应按下式计算： （7.4.3-3）7.4.4 水平热流的空腔努谢尔特数水平热流的矩形封闭空腔如图7.4.2中C所示。a） 对于Lv/Lh 0.5的情况，努谢尔特数按下式计算： （7.4.4-1）式中：Ra是空腔的瑞利数，由下式计算：b） 对于Lv/Lh / 5的情况，其努谢尔特数取下列三式计算出的最大值： (7.4.4-2) (7.4.4-3) (7.4.4-4) c） 对于0.5Lv/Lh 5的情况，先取Lv/Lh = 0.5按（a）计算出一个努谢尔特数，然后取Lv/Lh = 5按（b）再计算出一个努谢尔特数，最后以这两个努谢尔特数为端点，内插出与实际Lv/Lh对应的努谢尔特数。7.4.5 当框的空腔是垂直方向时，可假定其热流为水平方向，而且高宽比Lv/Lh总是大于5，利用第7.4.4条中的（b）确定努谢尔特数。7.4.6 开始计算努谢尔特数时温度Thot和Tcold是未知的，应预先估算。可以从采用Thot=10，Tcold=0开始。在进行完一次计算之后，根据已得温度分布对其进行修正，再进行第二次计算。这样的步骤应重复进行，直到两次连续计算得到的差值在1以内。每完成一次计算都应检查一下计算初始时假定的热流方向，如果热流方向与计算初始时假定的热流方向不同，则需要在下一次计算中予以纠正。7.4.7 对于框内形状不规则的封闭空腔，应将其转换为相当的矩形空腔来处理。转换应参照图7.4.7-1所示的方法来进行。在转换过程中，应使用下列方法来确定实际空腔的表面转换成相应矩形空腔的垂直表面或水平表面（参见图7.4.7-2