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門窗幕墻熱工性能指標(biāo)計(jì)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(píng)論】

　　當(dāng)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)。在這種形勢下，《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》的編制任務(wù)也由建設(shè)部下達(dá)。這本標(biāo)準(zhǔn)主要的內(nèi)容是計(jì)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(biāo)準(zhǔn)有關(guān)門窗熱工性能詳細(xì)計(jì)

　　1.2 有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)門窗保溫的要求
　　在建筑保溫節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)方面，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)有：

　　《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ134-2001
　　《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-93
　　《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50176-93
　　在《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（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(yán)寒地區(qū)城市：2.00 W/m2.K；

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

　　張家口、沈陽、呼和浩特等嚴(yán)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-93中規(guī)定：主體建筑標(biāo)準(zhǔn)層窗墻面積比不宜大于0.45，嚴(yán)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(jí)（≤3.0），寒冷地區(qū)外窗保溫性能不應(yīng)低于Ⅲ級(jí)（≤4.0），其它地區(qū)外窗保溫性能不應(yīng)低于Ⅳ級(jí)（≤5.0）。

　　2 計(jì)算的基本條件

　　2.1 環(huán)境邊界條件的確定

　　計(jì)算實(shí)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(jì)或節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)有《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等。

　　設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí)，所采用的環(huán)境邊界條件應(yīng)統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)算條件。

　　光譜：

　　計(jì)算光學(xué)性能有關(guān)的光譜采用ISO系列標(biāo)準(zhǔn)所采用的光譜：

　　S(λ)：標(biāo)準(zhǔn)太陽輻射光譜函數(shù)（ISO 9845-1）；

　　D(λ)：標(biāo)準(zhǔn)光源光譜函數(shù)（CIE D65，ISO 10526）；

　　R(λ)：視見函數(shù)（ISO/CIE 10527）。

　　冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件：
　　

　　夏季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件：
　　

　　計(jì)算傳熱系數(shù)采用冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件，并取l_s=0W/M²。

　　計(jì)算遮陽系數(shù)、太陽能總透射比采用夏季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件，并T_out=25℃。

　　以上計(jì)算有關(guān)熱工性能采用的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件采用ISO15099的冬季和夏季標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件。但考慮到與我國其它標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性，夏季的室外表面對(duì)流換熱系數(shù)取16W/m².K，而不按ISO15099取8.0 W/m².K。因?yàn)椤睹裼媒ㄖ䶮峁ぴO(shè)計(jì)規(guī)范》取夏季的外表面換熱系數(shù)為19W/m².K，相當(dāng)于室外表面對(duì)流換熱系數(shù)為14.6W/m².K，與ISO15099相差比較大。抗結(jié)露性能計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)條件：

　　參考美國的NFRC500標(biāo)準(zhǔn)，并考慮到與我國其它標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性，取抗結(jié)露性能的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)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(duì)濕度：30%、50%、70%；

　　室外風(fēng)速：4m/s。

　　設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí)，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(duì)流換熱計(jì)算

　　對(duì)流換熱的計(jì)算采用ISO15099的系列方法。

　　設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)建筑門窗、玻璃幕墻定型產(chǎn)品的熱工參數(shù)時(shí)，門窗或幕墻室內(nèi)、外表面的對(duì)流換熱系數(shù)按照標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件的規(guī)定計(jì)算。

　　室內(nèi)表面：

　　當(dāng)室內(nèi)氣流速度足夠小（小于0.3m/s）時(shí)，內(nèi)表面的對(duì)流換熱按自然對(duì)流換熱計(jì)算；當(dāng)氣流速度大于0.3m/s時(shí)，按強(qiáng)迫對(duì)流和混合對(duì)流計(jì)算。

　　當(dāng)內(nèi)表面的對(duì)流熱換熱按自然對(duì)流計(jì)算時(shí)，自然對(duì)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(jì)算：

　　

　　當(dāng)進(jìn)行建筑的全年能耗計(jì)算時(shí)，門窗或幕墻構(gòu)件外表面對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)用下列關(guān)系式計(jì)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(shí)際工程中，當(dāng)內(nèi)表面有較高速度氣流時(shí)，室內(nèi)對(duì)流換熱按強(qiáng)制對(duì)流計(jì)算。門窗內(nèi)側(cè)強(qiáng)制對(duì)流用下列關(guān)系式計(jì)算（ISO 6946）。

　　

　　當(dāng)進(jìn)行建筑的全年能耗計(jì)算時(shí)，門窗或幕墻構(gòu)件外表面對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)用下列關(guān)系式計(jì)算：

　　

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

　　當(dāng)外表面風(fēng)速較低時(shí)，外表面自然對(duì)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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