北:0.45 東:0.45 西:0.45 南:0.45
計(jì)算過程如下:
朝向 |
外墻面 |
窗(窗+幕墻) |
窗墻比 |
北 |
|
5600 |
|
2400 |
0.43 |
東 |
2000 |
4000 |
1000 |
1800 |
0.45 |
西 |
2000 |
800 |
南 |
|
5300 |
|
2300 |
0.43 |
總體 |
|
14900 |
|
6500 |
0.44 |
體形系數(shù)的計(jì)算:S=建筑物外表面積/建筑物體積
2.2 確定建筑物的體形系數(shù)
a 建筑物體積:
|
面積(㎡) |
高度(米) |
體積(m³) |
地下1層 |
15650 |
0.6 |
9390 |
1層 |
20269 |
5.4 |
109452.6 |
2層 |
20269 |
4.2 |
85129.8 |
3層 |
19116 |
4.2 |
80287.2 |
小計(jì) |
|
|
352887.6 |
b 建筑物外表面積:
|
周長(米) |
高度(米) |
表面積(㎡) |
地下1層 |
821 |
0.6 |
492.6 |
1層 |
1845 |
5.4 |
9963 |
2層 |
1845 |
4.2 |
7749 |
3層 |
1745 |
4.2 |
7329 |
小計(jì) |
|
|
32955 |
c 體型系數(shù):32955/352887.6=0.1
2.3 建筑物的熱工性能最低要求
依據(jù)規(guī)范《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定確定建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K應(yīng)≤2.1 KW/(m2·K),方可滿足規(guī)范要求。
3 選取具體分格計(jì)算
該計(jì)算采用加權(quán)平均計(jì)算,幕墻框的計(jì)算應(yīng)用計(jì)算機(jī)有限元模擬傳熱分析,所用軟件為美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的Therm5.2.
標(biāo)準(zhǔn)板塊分格見圖示意
幕墻按近似矩形計(jì)算,在每層透明部分中,1150 mm×4040 mm板塊占大部分,故選此板塊作為典型板塊,該板塊橫梁寬70 mm,立柱寬70 mm。
根據(jù)ISO15099得到以下公式:
Ut=(∑UfAf+∑UgAg)/ At
Ut—板塊傳熱系數(shù),W/(m2×K)
Uf—框的傳熱系數(shù),W/(m2×K)
Ug—玻璃中心的傳熱系數(shù),W/(m2×K)
Af—框的面積,m2
Ag—玻璃中心的面積,m2
At—板塊的面積, m2
3.1 面積計(jì)算
Ag=4.646-0.2828-0.3024=4.061m2
Af1=4040×1×70/1000000=0.2828m2
Af2=(1150-70)×4×70/1000000=0.3024 m2
At = 1150×4040/1000000=4.646m2
3.2 材料熱工參數(shù)
1、玻璃: TP6(雙銀Low-E)+12(氬氣)+6中空玻璃
K值:1.398W/(m2·K);遮陽系數(shù)Sc=0.458;太陽光透射比τv=0.398
2、幕墻框
通過在Therm5.2中建立模型,計(jì)算得
幕墻立柱的K值:5.54 W/(m2·K)
幕墻橫框的K值:7.14 W/(m2·K)
3.3 幕墻傳熱系數(shù)校核
=(4.061×1.398+0.2828×5.54+0.3024×7.14)/4.646
=2.024 W/m2.K
顯然滿足規(guī)范的要求(2.1 W/m2.K);因此該幕墻設(shè)計(jì)滿足規(guī)范節(jié)能設(shè)計(jì)的要求。
普通240mm磚墻,經(jīng)計(jì)算其傳熱系數(shù)K值約為2.7w/m2.K,中空透明玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數(shù)K值約為3.2w/m2.K, 中空Low-e玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數(shù)K值約為2.0w/m2.K,普通非隔熱明框幕墻,采用中空透明玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數(shù)K值約為3.3w/m2.K左右, 隔熱明框幕墻,采用中空透明玻璃6mm+12A+6mm其傳熱系數(shù)K值約為3.0w/m2.K左右,若采用中空Low-e玻璃6mm+12A+6mm,其傳熱系數(shù)K值約為2.3w/m2.K。由此可見,采用隔熱幕墻系統(tǒng)節(jié)能效果非常明顯,值得推廣。
參考文獻(xiàn)
[1] GB50176-93《
民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》
[2] GB50189-2005《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》
[3] JGJ 113-2003《
建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》
[4] ISO 10077-1:2000-07;Thermal performance of windows, doors and shutters. Calculation of thermal transmittance. Part 1: Simplified method.
[5] ISO 15099:2003; Thermal performance of window, doors and shading devices-Detailed calculations.
注:本文作者 蘇永偉 男 1980.9出生 工學(xué)學(xué)士 工程師
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