1 概述
當(dāng)前,建筑節(jié)能在世界上受到人們的極大關(guān)注,建筑節(jié)能已經(jīng)成為不可阻擋的世界性大潮流,建筑節(jié)能工作已經(jīng)成為我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。目前全國已形成健全的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)體系。無論居住還公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)外窗的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見透射比等性能提出了具體的要求。而為滿足建筑節(jié)能對(duì)門窗、幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)的要求,近兩年我國先后頒布了《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》(JGJ/T 151-2008)(以下簡稱《熱工計(jì)算規(guī)程》)、《鋁合金門窗》(GB/T 8478-2008)等十余項(xiàng)門窗、幕墻節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),將使我國建筑門窗、幕墻行業(yè)的節(jié)能設(shè)計(jì)邁進(jìn)一個(gè)新的階段。
門窗、幕墻熱工性能計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算作為評(píng)價(jià)門窗、幕墻節(jié)能性能的主要手段,在歐美等國家已廣泛應(yīng)用并得到社會(huì)的認(rèn)可。《熱工計(jì)算規(guī)程》將為我國的門窗、幕墻熱工性能模擬計(jì)算奠定理論基礎(chǔ),但該規(guī)程公式繁多且非常復(fù)雜,涉及玻璃系統(tǒng)光學(xué)熱工計(jì)算、框二維傳熱有限元分析計(jì)算等,很難人工完成熱工計(jì)算過程。目前國內(nèi)主要使用國外的熱工計(jì)算軟件,由于技術(shù)體系不一致,且軟件功能有局限性,無法完全滿足《熱工計(jì)算規(guī)程》的相關(guān)要求。為了加快《熱工計(jì)算規(guī)程》的實(shí)施應(yīng)用,提高建筑門窗幕墻行業(yè)的熱工計(jì)算水平,作為《熱工計(jì)算規(guī)程》的主編單位,廣東省建筑科學(xué)研究院開發(fā)了建筑門窗幕墻熱計(jì)算熱工計(jì)算系列軟件(以下簡稱“熱工計(jì)算系列軟件”),可進(jìn)行玻璃系統(tǒng)光學(xué)熱工性能計(jì)算、框二維傳熱有限元分析計(jì)算、整窗和整幅幕墻熱工性能計(jì)算等等。
目前,廣東省建筑科學(xué)研究院針對(duì)不同的使用群體,推出了該軟件的免費(fèi)版本(下載地址:http://www.gdjky.com/Ad/CWWFree/CWWFree.html)和專業(yè)版本。熱工計(jì)算系列軟件包括三個(gè)子軟件:
(1)《建筑玻璃光學(xué)熱工性能計(jì)算及光譜數(shù)據(jù)庫管理軟件》(Optics CC);
(2)《幕墻、門窗框二維熱傳導(dǎo)有限元分析軟件》(Therm CN);
(3)《幕墻、門窗熱工性能設(shè)計(jì)計(jì)算軟件》(CWWTC)。
熱工計(jì)算系列軟件可為玻璃企業(yè)、門窗、幕墻企業(yè)、設(shè)計(jì)院及科研院等提供了一個(gè)全面、準(zhǔn)確、簡便的計(jì)算軟件。
2 熱工計(jì)算系列軟件
2.1軟件的設(shè)計(jì)原理和數(shù)學(xué)模型
本系列軟件的主要依據(jù)《熱工計(jì)算規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì),包括整樘窗熱工性能計(jì)算、幕墻熱工計(jì)算、玻璃光學(xué)熱工性能計(jì)算、框的傳熱計(jì)算等。
2.1.1整樘窗熱工性能計(jì)算
(1)整樘窗的傳熱系數(shù)計(jì)算:

(2)整樘窗的太陽光總透射比計(jì)算:

(3)整樘窗的遮陽系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算:

(4)整樘窗的可見光透射比應(yīng)按下式計(jì)算:

2.1.2幕墻熱工性能計(jì)算
(1)幕墻的傳熱系數(shù)UCW

(2)幕墻的太陽光總透射比gCW

(3)幕墻的遮陽系數(shù)SC

(4)幕墻單元的可見光透射比τCW

2.1.3玻璃氣體間層的熱傳遞
根據(jù)《熱工計(jì)算規(guī)程》,玻璃間氣體間層的能量平衡采用如下基本關(guān)系式表達(dá):

式中 Tf,i——第i層玻璃前表面溫度(K);
Tb,i-1——第i-1層玻璃后表面溫度(K);
Jf,i——第i層玻璃前表面輻射熱(W/m2);
Jb,i-1——第i-1層玻璃后表面輻射熱(W/m2)。
在每一層氣體間層中,應(yīng)按下列公式計(jì)算:


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