玻璃幕墙U值理论计算与软件分析的对比

玻璃幕墙U值理论计算与软件分析的对比

来源:09年会论文集作者:刘长龙日期:2009-4-13

玻璃幕墙作为建筑的外维护体系，对整个建筑的热工性能有较大影响。我国于2005年4月4日发布<公共建筑节能设计规范》，2005年7月1日起正式实施，对幕墙传热系数提出了明确要求，同时也对幕墙的热工性能计算提出了新的要求。对幕墙热工的计算，有手工理论计算和软件分析两种途径。软件分析幕墙热工性能，当前欧美采用比较成熟的软件有THERM6.. 0、WINDOW5. 1及FLIXI2. 1。THERM和WINDOW软件由美国劳伦斯，贝克利国家实验室(LBNL)开发，FLIXI软件由瑞士苏黎士Imfamind股份公司开发。WINDOW5. 1是一个交互式的计算软件，该软件带有大型数据库，可通过交互选择各种窗框及玻璃来计算窗户传热系数U值THERM和FLIXI软件带有各种装饰用材料的热工参数库及室内外环境热工参数库，由用户给定需计算的幕墙及窗户截面进行计算，具有较好的针对性。THERM和FLIXI软件都采用有限元算法，都是基于热流量及热流量损失的计算软件。THERM基于有限元分析方法，计算出的热流量有士3 %的误差，u值有大约土5%的误差。手工理论计算玻璃及幕墙热工性能，参考采用JGJ113-2003《建筑玻璃应用技术规程》附录C和《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》(征求意见稿)的计算理论。下面采用THERMfi.0热工计算软件，用软件计算分析普通明框、隐框及隔热明框玻璃幕墙的传热系数，并和理论计算结果进行对比。

1.玻璃幕墙值理论计算方法

玻璃幕墙u值理论计算参考JGJ113一2003《建筑玻璃应用技术规程》附录C中对玻璃u值的计算理论，采用《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》(征求意见稿)中的玻璃幕墙u值计算理论和附录中推荐的对框的传热系数简化计算方法进行计算。具体方法如下: 玻璃幕墙整体u值计算按以下公式:

玻璃的传热系数LT值计算方法 .1玻璃u值计算方法 U值表示玻璃传热的参数，表示热量通过玻璃中心部位而不考虑边缘效应，稳定条件下，玻表面在单位环境温度差条件时，通过单位面积的热量。单位值按下列公式计算:

1. 1.3多层玻璃系统内部热传导系数ｈｔ计算

其中：d－热断桥对应的铝合金截面之间的最小距离;

bj—热断桥的宽度j;

2.THERM软件计算幕墙U值的内外部条件和材料参数

3. U值计算的幕墙立面分格及节点

4.普通明框玻璃幕墙U值计算

4.1软件分析计算普通明框玻璃幕墙u值

幕墙按1.5 x 1.5m分格、采用6十12A +6Low－E中空玻璃1)竖框F1截面的热量线损耗

5.隔热明框玻璃幕墙U值计算

5.1软件分析计算m热明框玻璃幕墙U值

５.２理论计算隔热明框玻璃幕墙Ｕ值

６.隐框玻璃幕墙Ｕ值计算

６.１软件分析计算隐框玻璃幕墙Ｕ值

幕墙按１.５乘以１.５ｍ，采用６＋１２Ａ６Ｌｏｗ－Ｅ中空玻璃

１)竖框Ｆ１截面的热量线耗损

6.2理论计算隐框玻璃幕墙U值

1)6十12A十6Low－E中空玻璃传热系Ｕｇ计算

Ｕｇ=1. 7769W/(m２K)，计算过程略，详见参考文献10。

框传热系数Ｕｆ计算

由以上计算结果对比可以看出:

l)隐框玻璃幕墙由于其铝合金内框处于室内，和室外直接接触的只有导热系数较低的玻璃和耐候胶，所以幕墙的整体传热系数低，热工性能好;

2)普通明框玻璃幕墙由于其室外的铝合金装饰条和室内的铝合金框直接接触，铝合金的导热系数为160 W/(mk)，所以在该部位形成一个良好的热通道，虽然也采用6十l2A+6Low一E中空玻璃，但铝合金框部位的热量损失太大，从而导致幕墙的整体传热系数较高，幕墙的热工性能较差;

3)隔热明框玻璃幕墙在室外的铝合金装饰条和室内的铝合金框之间采用聚酞胺尼龙66断热隔条隔离，断热隔条的导热系数为0. 3W/(mk)，起到良好的断桥隔热作用，有效降低了铝合金框部份的热量损失，保证幕墙的整体热Y'隆能优良，达到和隐框幕墙相当的传热系数。

4)由上表可以看出，采用软件计算和手工理论计算幕墙的传热系数u值，两种计算方法的结果基本吻合，最大相差在4%左右，出现该差别的主要原因在于软件自身的计算误差和手工计算中对计算模型、方法的简化。

参考文献

[1]《公共建筑节能设计标准》GB50189一2005.中国建筑工业出版社，2005.

[2]《民用建筑热工设计规范》GB50176一1993.中国建筑工业出版社，1993.

[3]《建筑玻璃应用技术规程)7G7113一2003.中国建筑工业出版社，2003

[4]公共建筑节能设计标准宜贯辅导教材.中国建筑工业出版社，2005.

[5]涂逢详，主编‘节能窗技术.中国建筑工业出版社，2003

[6]张芹.玻璃幕墙如何贯彻执行公共建筑节能设计标准.门窗幕墙信息，2005.9.

[7]张芹.玻璃幕墙与建筑节‘能，门窗幕墙信息，2005.11.

[8]谢士涛，童格林.节能型建筑幕墙的构造设计.中国建筑装饰，2006.1.

[9]《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》(征求意见稿)

[10]晃晓刚，刘长龙.玻璃盯值理论计算与软件分析的对比.中国建筑装饰，2008.3.

[11]国外参考资料 ISO 10077一1:2000一07;窗、门和百叶窗的热性能一热传送的计算一第一部分:简化方法.

[12]prEN ISO 10077一2: 2000一12:窗、门和百叶窗的热性能一热传送的计算一第二部分:框的数值化方法.

[13]ENIS010211一2;2001;建筑物的热桥一热流和表面温度一第二部分:线性热桥计算.

[14]EN 673;1999一01;建筑物玻璃一测定热传输(U值)一计算方法《德文版EN673;1997》

[15]EN IS06946:1996;建筑组件和建筑构件一耐热和热传轴一计算方法. WINDOWS. 5.1，加州大学萤事，国际玻璃窗数据库(IGDB)版本，

[16]SO/FDIS 15099:2003;窗，门和遮阳装置的热性能一详细计算