玻璃幕墙节能计算书

市老年养护院幕墙工程玻璃幕墙节能计算书设计：校对：审核：批准：目录1 计算引用的规、标准及资料 02 计算中采用的部分条件参数及规定 02.1 计算所采纳的部分参数 02.2 规GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的部分规定 03 幕墙系统结构基本参数 (2)3.1 地区参数： (2)3.2 建筑参数： (2)3.3 环境参数 (2)3.4 单元参数 (2)3.5 框传热系数相关参数 (2)4 玻璃的传热系数U值的计算 (2)4.1 计算基础及依据 (2)4.2 室外表面换热系数 (2)4.3 室表面换热系数 (3)4.4 多层玻璃系统材料的固体热阻 (3)4.5 多层玻璃系统部气体间层的热阻 (3)5 幕墙系统框的传热系数U值的计算 (4)5.1 框的传热系数U f (4)5.2 幕墙框与玻璃结合处的线传热系数ψ (6)6 幕墙系统整体的传热系数U值 (6)7 太透射比及遮阳系数计算 (6)7.1 太总透射比g t (6)7.2 幕墙系统计算单元的遮阳系数 (7)7.3 幕墙系统计算单元可见光透射比计算 (7)8 结露计算 (7)8.1 水表面的饱和水蒸气压计算 (7)8.2 在空气相对湿度f下，空气的水蒸气压计算 (8)8.3 空气的结露点温度计算 (8)8.4 幕墙系统玻璃表面的计算温度 (8)8.5 结露性能评价 (8)建筑幕墙系统节能设计计算书1计算引用的规、标准及资料《建筑幕墙》 GB/T21086-2007 《民用建筑热工设计规》 GB50176-93《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ26-2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ134-2010《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 JGJ75-2003《居住建筑节能设计标准意见稿》 [建标2006-46号] 《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》 JGJ/T151-2008 《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2009《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000 《建筑玻璃可见光、透射比等以及有关窗玻璃参数的测定》GB/T2680-94《建筑节能工程施工质量验收规》 GB50411-2007《居住建筑节能检测标准》 JGJ/T132-2009 《公共建筑节能改造技术规》 JGJ176-2009《公共建筑节能检测标准》 JGJ/T177-2009 《既有居住建筑节能改造技术规程》 JGJ129-2000《节能建筑评价标准》 GB/T50668-2011 《建筑幕墙工程技术规》 DGJ08-56-20122计算中采用的部分条件参数及规定2.1计算所采纳的部分参数按《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008采用(1)冬季标准计算条件应为：室空气温度：Tin=20℃；室外空气温度：Tout=-20℃；室对流换热系数：hc,in=3.6W/(m2·K)；室外对流换热系数：hc,out=16W/(m2·K)；室平均辐射温度：Trm,in =Tin室外平均辐射温度：Trm,out =Tout太阳辐射照度：Is=300W/m2；(2)夏季标准计算条件应为：室空气温度：Tin=25℃；室外空气温度：Tout=30℃；室对流换热系数：hc,in=2.5W/(m2·K)；室外对流换热系数：hc,out =16W/(m2·K)；室平均辐射温度：Trm,in=Tin室外平均辐射温度：Trm,out=Tout太阳辐射照度：Is=500W/m2；(3)计算传热系数应采用冬季标准计算条件，并取Is=0W/m2；(4)计算遮阳系数、太总透射比应采用夏季标准计算条件；(5)结露性能计算的标准边界条件应为：室环境温度：20℃；室环境湿度：30%，60%；室外环境温度：0℃，-10℃，-20℃(6)框的太总透射比gf应采用下列边界条件：qin=α·Isα：框表面太阳辐射吸收系数；Is：太阳辐射照度(W/m2)；qin：框吸收的太阳辐射热(W/m2)；2.2规GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的部分规定(1)结构所在的建筑气候分区应该按下面表格取用。

(2)根据建筑所处城市的建筑气候分区，围护结构的热工性能应分别符合下面各表的相关规定。

注:有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。

注:有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。

注:有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。

3幕墙系统结构基本参数3.1地区参数：，地区类别属于寒冷地区；3.2建筑参数：建筑物长度：62.1m；建筑物宽度：60.1m；建筑物高度：26.2m；建筑物朝向：西、北；建筑物体形系数：0.104；建筑物窗墙比：0.47；计算项目类型：幕墙系统；3.3环境参数建筑物采用集中取暖系统：3.4单元参数中空玻璃：6+12(中空层)+6(mm)；外片：LOW-E镀膜；片：普通玻璃；中空气体间层气体：空气；幕墙系统的面积：A=29.07m2；幕墙系统玻璃的面积：Ag=26.136m2；幕墙系统框的面积：Af=2.934m2；幕墙系统框的总表面面积：Asurf=4.89m2；玻璃区域的总周长：lψ=21.6m；幕墙系统角度：θ=90度；计算单元高度：H=10.4mm；3.5框传热系数相关参数Ad,i=1.5m2Ad,e=0.5m2Af,i=1m2Af,e=0.3m24玻璃的传热系数U值的计算玻璃传热分析简图如下：室外中空玻璃结构传热简图4.1计算基础及依据计算玻璃的传热系数U值，依据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008进行计算。

U值是表征玻璃传热的参数。

表示热量通过玻璃中心部位而不考虑边缘效应，稳态条件下，玻璃两表面在单位环境温度差条件时，通过单位面积的热量。

U值的单位是W/(m2·K)。

按规6.4.1规定，计算玻璃的传热系数应该采用下面的公式：Ug=1/Rt6.4.1-2 [JGJ/T151-2008]而玻璃系统的传热阻Rt应为各层玻璃、气体间层、外表面换热阻之和，应该下面计算公式采用：Rt=1/hout+∑Ri+∑Rg,i+1/hin6.4.1-3[JGJ/T151-2008]Rg,i=tg,i/λg,ii=1～n 6.4.1-4[JGJ/T151-2008]Ri=(Tf,i-Tb,i-1)/qii=2～n 6.4.1-5[JGJ/T151-2008]qi=hc,i(Tf,i-Tb,i-1)+hr,i(Tf,i-Tb,i-1) 6.3.1-6[JGJ/T151-2008]式中：Rg,i：第i层玻璃的固体热阻(m2·K/W)；Ri：第i层气体间层的热阻(m2·K/W)；Tf,i、Tb,i-1：第i层气体间层的外表面和表面的温度(K)；qi：第i层气体间层的热流密度。

4.2室外表面换热系数外表面的换热系数应按如下公式计算：hout =hr,out+hc,out参10.4.1-2[JGJ/T151-2008]式中：hout：玻璃外表面的换热系数；hr,out：玻璃外表面的辐射换热系数；hc,out：玻璃外表面的对流换热系数，按规取16W/(m2·K)；hr,out =3.9εs,out/0.837 10.3.5-3[JGJ/T151-2008]式中：εs,out：玻璃外表面半球发射率；hout =hr,out+hc,out=3.9×0.837/0.837+16=19.9W/(m2·K)4.3室表面换热系数室表面换热系数hin可用下式表达：hin =hr,in+hc,in参10.4.1-2[JGJ/T151-2008]上式中：hr,in：辐射导热系数；hc,in：对流导热系数；hr,in =4.4εs/0.837 10.3.4-4[JGJ/T151-2008]εs：玻璃表面校正发射率，由厂家给出；本处玻璃是普通玻璃，按上面的约定，其εs取值为0.837，带入，得：hr,in =4.4εs/0.837=4.4×0.837/0.837=4.4W/(m2·K)按规：hc,in的值冬季取是3.6W/(m2·K)，夏季取2.5W/(m2·K)。

对于通常情况下的玻璃表面辐射和自由对流：冬季：hin =hr,in+hc,in=4.4+3.6=8W/(m2·K) 夏季：hin =hr,in+hc,in=4.4+2.5=6.9W/(m2·K)4.4多层玻璃系统材料的固体热阻Rg,i =tg,i/λg,i6.4.1-4[JGJ/T151-2008]tg,i：第i层固体材料的的厚度；λg,i：第i层固体材料的导热系数，玻璃取l.00W/m·K；∑Rg,i=6/1000+6/1000=0.012m2·K/W4.5多层玻璃系统部气体间层的热阻(1)玻璃中空气体间层两侧玻璃的辐射换热系数：hr =4σ(1/ε1+1/ε2-1)-1×Tm3 6.3.7[JGJ/T151-2008]式中：σ：斯蒂芬－玻尔兹曼常数，取σ=5.67×10-8W/(m2·K)；ε1、ε2：气体间层中两表面在平均绝对温度Tm下的半球发射率：ε1=0.1，ε2=0.837；Tm：气体间层两表面的平均绝对温度(K)，取Tm=273K；hr=4σ(1/ε1+1/ε2-1)-1×Tm3=4×5.67×10-8×(1/0.1+1/0.837-1)-1×2733=0.453W/(m2·K)(2)玻璃中空气体间层两侧玻璃的对流换热系数：hc,i=Nui×(λg,i/dg,i) 6.3.2[JGJ/T151-2008]式中：Nui：努尔特数，是瑞利数Raj、气体气体间层高厚比和气体间层倾角θ的函数；λg,i：所充气体的导热系数W/(m·K)；dg,i：气体间层的厚度；瑞利数Ra的计算：Ra=γ2d3GβcpΔT/μλ 6.3.3-1[JGJ/T151-2008]β=1/Tm6.3.3-2[JGJ/T151-2008]Ag,i=H/dg,i6.3.3-3[JGJ/T151-2008]式中：Ra：瑞利(Rayleigh)数；γ：气体密度(kg/m3)；G：重力加速度，取9.8m/s2；cp：常压下气体比热容(J/(kg·K))；μ：常压下的气体黏度(kg/(m·s))；λ：常压下气体的导热系数(W/(m·K))；ΔT：气体间层前后玻璃表面的温度差(K)；β：将填充气体作为理想气体处理时的气体热膨胀系数；Tm：填充气体的平均温度(K)；H：气体间层顶底距离，取幕墙系统透光区域高度(m)；Ag,i：气体间层的高厚比；dg,i：气体间层的厚度；β=1/Tm=1/273=0.00366Ag,i=H/dg,i=10.4/12=0.867Ra=γ2d3GβcpΔT/μλ=1.78342×(12/1000)3×9.8×0.00366×521.9285×3/0.000021/0.0163=901.724空腔的努尔特数应该按下面的公式计算：1)气体间层倾角0≤θ＜60°Nu=1+1.44[1-1708/Racosθ]×[1-1708sin1.6(1.8θ)/Racosθ]+[(Racosθ/5830)1/3-1]× 6.3.4-1[JGJ/T151-2008]Ra<105，Ag,i>20式中：函数[x]×表示为：[x]×=(x+|x|)/2 2)气体间层倾角θ=60°Nu=(Nu1,Nu2)max6.3.4-2[JGJ/T151-2008]式中：Nu1=[1+(0.0936Ra0.314/(1+GN))7]1/7Nu2=(0.104+0.175/Ag,i)Ra0.283GN=0.5/([1+(Ra/3160)20.6])0.13)气体间层倾角60°＜θ＜90°按公式6.3.4-2和6.3.4-3做线性插值：4)θ=90°Nu=(Nu1,Nu2)max6.3.4-3[JGJ/T151-2008]Nu1=0.0673838Ra1/3 Ra>5×104Nu1=0.028154Ra0.4134 104＜Ra≤5×104Nu1=1+1.7596678×10-10Ra2.2984755 Ra≤104Nu2=0.242(Ra/Ag,i)0.272本计算中θ=90度，带入上面公式，得： Nu=1.6012代入6.3.2，得hc,i =Nui×(λg,i/dg,i)=1.6012×(0.0163/(12/1000))=2.175W/(m2·K)公式6.4.1-5及6.3.1-6两项合并，对于两片中空玻璃，则：Ri =1/(hc,i+hr,i)=1/(2.175+0.453) =0.381(m2·K/W) 代入6.4.1-3，得：冬季玻璃U值为：Rt =1/hout+∑Ri+∑Rg,i+1/hin=1/19.9+0.381+0.012+1/8 =0.568(m2·K/W)U1=1/Rt=1.761W/(m2·K)5幕墙系统框的传热系数U值的计算5.1框的传热系数Uf在计算框的传热系数时，按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008的规定，可以通过输入数据，用二维有限单元法进行数字计算，得到框的传热系数。