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)計和施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)體系。無論居住還公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)均對外窗的傳熱系數(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)能對門窗、幕墻節(jié)能設(shè)計的要求，近兩年我國先后頒布了《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》(JGJ/T 151-2008)（以下簡稱《熱工計算規(guī)程》）、《鋁合金門窗》（GB/T 8478-2008）等十余項門窗、幕墻節(jié)能設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將使我國建筑門窗、幕墻行業(yè)的節(jié)能設(shè)計邁進一個新的階段。
門窗、幕墻熱工性能計算機模擬計算作為評價門窗、幕墻節(jié)能性能的主要手段，在歐美等國家已廣泛應(yīng)用并得到社會的認(rèn)可。《熱工計算規(guī)程》將為我國的門窗、幕墻熱工性能模擬計算奠定理論基礎(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)熱工計算、框二維傳熱有限元分析計算等，很難人工完成熱工計算過程。目前國內(nèi)主要使用國外的熱工計算軟件，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《熱工計算規(guī)程》的相關(guān)要求。為了加快《熱工計算規(guī)程》的實施應(yīng)用，提高建筑門窗幕墻行業(yè)的熱工計算水平，作為《熱工計算規(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算熱工計算系列軟件（以下簡稱“熱工計算系列軟件”），可進行玻璃系統(tǒng)光學(xué)熱工性能計算、框二維傳熱有限元分析計算、整窗和整幅幕墻熱工性能計算等等。
目前，廣東省建筑科學(xué)研究院針對不同的使用群體，推出了該軟件的免費版本（下載地址：http://www.gdjky.com/Ad/CWWFree/CWWFree.html）和專業(yè)版本。熱工計算系列軟件包括三個子軟件：
（1）《建筑玻璃光學(xué)熱工性能計算及光譜數(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)計計算軟件》（CWWTC）。
熱工計算系列軟件可為玻璃企業(yè)、門窗、幕墻企業(yè)、設(shè)計院及科研院等提供了一個全面、準(zhǔn)確、簡便的計算軟件。
2 熱工計算系列軟件
2.1軟件的設(shè)計原理和數(shù)學(xué)模型
本系列軟件的主要依據(jù)《熱工計算規(guī)程》進行設(shè)計，包括整樘窗熱工性能計算、幕墻熱工計算、玻璃光學(xué)熱工性能計算、框的傳熱計算等。
2.1.1整樘窗熱工性能計算
（1）整樘窗的傳熱系數(shù)計算：
（2）整樘窗的太陽光總透射比計算：
（3）整樘窗的遮陽系數(shù)應(yīng)按下式計算：
（4）整樘窗的可見光透射比應(yīng)按下式計算：
2.1.2幕墻熱工性能計算
（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：
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)按下列公式計算：
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