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定量比較整窗傳熱系數(shù)的兩種算法

來源:泰諾風(fēng)保泰(蘇州)隔熱材料有限公司  作者:李遠  日期:2014-6-19
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  摘要: 針對門窗傳熱系數(shù)的兩種算法(面積加權(quán)法和線傳熱系數(shù)法),本文通過therm/window軟件進行了定量分析,顯示兩者差異體現(xiàn)在角部 (∆1)和型材中部(∆2)。而且∆1,∆2的此消彼長使得U值差異由負轉(zhuǎn)正。以0.5%的相對U值差異為標準, 兩種算法的差異在合理范圍內(nèi),具有互換性。
  關(guān)鍵詞:面積加權(quán)法;線傳熱系數(shù)法;Therm/Window

  隨著節(jié)能意識的提高,門窗節(jié)能標示政策的推行,另外在很多(詞條“門”由行業(yè)大百科提供)幕墻論壇也逐步開拓了U值模擬軟件的討論板塊。作為其中的一個熱點是ISO15099-2003提供的兩種不同算法:面積加權(quán)法和線傳熱系數(shù)法。本文依據(jù)相關(guān)的標準規(guī)范中的規(guī)定,利用therm/window軟件就面積加權(quán)法和線傳熱系數(shù)法來定量分析比較。

  一、使用的模擬軟件以及邊界條件

  1、模擬軟件

  Therm是美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)的專家結(jié)合檢測、理論、CFD模擬所開發(fā)的熱工性能模擬軟件,每一個版本都要由NFRC來進行認證。其可以但不局限于準確模擬門窗幕墻熱工性能。比如網(wǎng)格的劃分精度很大程度上決定了算法的精度,如圖1所示,對于同一空腔,在單元格數(shù)量相當?shù)那闆r下,Therm采用了近60% 的四邊形單元格(優(yōu)于三角形),而且畸形三角形(呈狹長的銳角)很少。除了配合window軟件按照面積加權(quán)法計算U值,還能自定義邊界條件來適應(yīng)線傳熱系數(shù)法,而且作為共享軟件,其相關(guān)的操作手冊、算法說明等齊全。因此應(yīng)用很廣泛。綜上所述,選取therm /window 軟件來比較兩種算法的差異。

 

  2、邊界條件

  所采用的邊界條件按照JGJ/T 151里的規(guī)定:

  室內(nèi)空氣溫度Tin=20℃

  室外空氣溫度Tout=-20℃

  室內(nèi)對流換熱(詞條“對流換熱”由行業(yè)大百科提供)系數(shù)hc,in=3.6 W/(m2.K)

  室外對流換熱系數(shù)hc,out =16W/(m2.K)

  其中門窗框?qū)α鲹Q熱系數(shù)hc,out =8W/(m2.K)

  玻璃邊緣對流換熱系數(shù)hc,out =12W/(m2.K)

  二、窗框傳熱系數(shù)(Uf)與線傳熱系數(shù)(Ψ值)的計算

  1、 說明

  因為JGJ/T 151把透明部分室外邊界分成玻璃中心區(qū)域和周邊框附近玻璃邊緣(65mm內(nèi)),相應(yīng)的對流換熱系數(shù)也不同, U值也不一樣。有必要區(qū)分U值名稱,如表2,防止混淆,

邊界

therm
自定義的
名稱

對流換熱系數(shù)

對應(yīng)的U值名稱

W/(m2·K)

絕緣

中空玻璃

室內(nèi)

china-in

3.6

 

 

室外

門窗周邊框

china-out-1m

8

 

 

周邊框附近玻璃邊緣

china-out-2m

12

Up2

Ug2

玻璃中心區(qū)域

china-out-3m

16

Up1

Ug1

  表2 U值名稱

  2、 計算Uf

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