热传导及能量传输机理

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理论在门窗行业的扩展
理论在门窗行业的扩展
界面处换热层热阻（R）：
DIN4108，table7 及EN\ISO6946热阻计算值 Rsi=0.13 m2K/W Rse=0.04 m2K/W
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理论在门窗行业的扩展
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U值：
Rsi
R
U=
1
[ ] (W /m2K)
Rsi + R + Rse
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理论在门窗行业的扩展
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涉及物理量的符号及国际单位：
符号
物理量
面积
宽度 （垂直于热传导方向）
厚度 （平行于热传导方向）
辐射率
视角因素
传热系数
二维（耦合）传热系数
国际单位
长度 热通量 热阻 热力学温度 透热系数 波尔兹曼常数 发射率 热传导系数 二维透热系数
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理论在门窗行业的扩展
2. John H. Lienhard IV and John H. Lienhard V, A heat transfer textbook, Phlogiston press, Cambridge massachusetts
3. International standard ISO 10077-2, First edition 2003-10-01,Thermal performance of windows, doors and shutters-Calculation of thermal transmittance- Part 2: Numerical method for frames.
d
Q = L2D ΔT L
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置于流体种固体的整合二维传热系数 ： L2ΨD
Q = L2D ΔT L
Q = ΛΔT A
Te T0 T1 Ti
L2D = Λ b L2ΨD = U b
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内容提要
1.目的 2.总论 3.热传导及能量传输理论 4.热传导及能量传输理论在门窗行业的扩展 5.对ISO10077-2的解释（U值计算）
R = R01 + R12 + R23
= d01 + d12 + d 23
λ01 λ12 λ23
Q总 = UΔT
Rse
A
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理论在门窗行业的扩展
理论在门窗行业的扩展
二维传热系数L2D：
Q = λ ΔT
Ad
Q = λ ΔT
b×L d
T0 T1
Q = bλ ΔT
Ld
L2D = bλ [W /(mK)]
5. SCHÜCO, General information, 9.2004/GB, FAB. 1+2
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对ISO10077-2的解释
对百度文库SO10077-2的解释（U值计算）
腔体的处理方法：
腔体的能量传输性质用等效热传导系数λeq来表征。这个热传导系数整合了热 传导、对流、辐射因素并考虑腔体形状和腔体周围的材料。
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对ISO10077-2的解释
对ISO10077-2的解释（U值计算）
腔体的分类： z 密闭腔体 z 微通风腔体 z 通风腔体或凹槽
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对ISO10077-2的解释
对ISO10077-2的解释（U值计算）
Uf的计算：
Uf
=
L2ΨD −U pbp bf
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对ISO10077-2的解释
对ISO10077-2的解释（U值计算）
Ψ值的计算：
Ψ = L2ΨD − U f b f − U g bg
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参考资料
参考资料
1. Transport phenomena/ R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Ediwin N. Lightfoot.-2nd ed. P.cm. ISBN 0471-41077-2.
热传导及能量传输理论
界面处的热传导（处于流体中间的复合壁）：
Q = λ ΔT
Ad
λ(W / mK )
Q = hΔT A
h(W / m2K )
换热层传热系数
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内容提要
1.目的 2.总论 3.热传导及能量传输理论 4.热传导及能量传输理论在门窗行业的扩展 5.对ISO10077-2的解释（U值计算）
理论在门窗行业的扩展
热阻（R）： Q = λ ΔT Ad
Q = λ ΔT
Ad
[ ] R
=
1 Λ
=
d
λ
(m2K) /W
[ ] Λ = λ W /(m2K) d
透热系数
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理论在门窗行业的扩展
界面处换热层热阻（R）：
Q = hΔT A
h(W / m2K )
换热层传热系数
Rs
=
1 h
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内容提要
1.目的 2.总论 3.热传导及能量传输理论 4.热传导及能量传输理论在门窗行业的扩展 5.对ISO10077-2的解释（U值计算）
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总论
建筑隔热的目的：
z 以维持适当的室内空气状况以保证居住者的健康 z 避免潮湿对建筑结构的影响 z 降低室内取暖或致冷所消耗的能量 z 降低制造及运营成本
总论
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内容提要
1.目的 2.总论 3.热传导及能量传输理论 4.热传导及能量传输理论在门窗行业的扩展 5.对ISO10077-2的解释（U值计算）
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热传导及能量传输理论
热传导及能量传输理论
能量传输的三种方式：
z 热传导（温度差） z 对流（自由运动的流体） z 辐射（无介质，电磁机制）
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热传导及能量传输理论
4. International standard ISO 10077-2, First edition 2003-10-01,Thermal performance of windows, doors and shutters-Calculation of thermal transmittance- Part 1: Simplified method.
热传导及能量传输理论
傅立叶热传导定律（分子的能量传输）：
初始状态固体温度T0 底部温度突然变为T1
Q = λ ΔT
Ad
λ(W / mK ) 热传导系数
经过较小的时间 经过足够长时间
q = −λ dT
dd
q：热通量
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热传导及能量传输理论
热传导及能量传输理论
一些固体的热传导系数实验值：
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热传导及能量传输理论
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隔热性
窗Uw值的计算：
整窗
关键参量：
窗体投影面积Aw 窗框投影面积Af 玻璃可视周长Ig
暖边及玻璃装配传热系数ψg
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隔热性
幕墙
幕墙Ucw值的计算：
关键参量： 幕墙投影面积Acw 框体投影面积Af 玻璃投影面积Ag 板件投影面积Ap
玻璃可视周长Ig 板件可视周长Ip 暖边及板间装配处传
热系数ψg、 ψp
热传导及能量传输机理
辽沈丽格幕墙门窗研发中心
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致谢
孙伟 白雪 孟凡东 研发中心所有工作人员
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内容提要
1.目的 2.总论 3.热传导及能量传输理论 4.热传导及能量传输理论在门窗行业的扩展 5.对ISO10077-2的解释（U值计算）
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目的
目的
z隔热性质是铝合金门窗幕墙的重要性质 z技术队伍对热传导及能量传输机理存在模糊的认识及误解 z门窗幕墙隔热性能计算的背景知识 zTherm、Window等软件进行热分析理论支持