建筑幕墙热工性能设计与计算 广东省建筑科学研究院 工程师 杨华秋

U值是中空玻璃系统总热阻的倒数。中空玻璃系统的热阻为室外换
热阻、室外玻璃传热阻、气体层热阻、室内玻璃热阻和室内换热阻 之和。
U 1 Rt
Rt
1 hout
Ri
Rg ,i
1 hin
Rt —玻璃系统热阻
hout hin —玻璃系统室内、外侧对流换热系数； Ri —气体间层的热阻；
Rg ,i —每层玻璃的热阻。
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门窗Leabharlann Baidu墙热工计算原理
• 幕墙传热系数UCW应采用下式计算：
UCW
U g Ag
U p Ap U f Af glg plp
Ag Ap Af
Ag ——玻璃或透明面板面积（m2）； lg ——玻璃或透明面板边缘长度（m）； Ug ——玻璃或透明面板传热系数［W/(m2·K)］； ψg ——玻璃或透明面板边缘的线传热系数［W/(m·K)］； Ap ——非透明面板面积（m2）； lp ——非透明面板边缘长度（m）； Up ——非透明面板传热系数［W/(m2·K)］； ψp ——非透明面板边缘的线传热系数［W/(m·K)］； Af——框面积（m2）； Uf——框的传热系数［W/(m2·K)］。
筑的外围护结构最佳选择 –能够承受地震、抵挡风雨 –容易维护、维修、清洗 –合理的设计可以达到很好的节能效果
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幕墙与建筑节能
• 现在，在全国各地到处可见到“玻璃”建 筑，但都是高耗能的建筑。
• 玻璃窗与墙的单位能耗比值为6∶1， “玻 璃”建筑 “冬寒夏热”。
• 多数摩天大厦不得不加大功率，开足空调 以调节室温。冬天要先供暖，夏天要先制 冷。
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《热工计算规程》
《热工计算规程》主要包含以下内容： （1）术语、符号； （2）整樘窗热工性能计算 （3）玻璃幕墙热工计算 （4）结露性能评价、计算； （5）玻璃光学热工性能计算； （6）框传热计算； （7）遮阳系统计算； （8）通风空气间层传热计算； （9）相关技术性附录。
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建筑玻璃热工性能计算
• 3 玻璃幕墙通风换气装置设置有难度，造价也比较 高；
• 4 内遮阳的控制管理有难度，许多建筑的内遮阳效 果不佳。
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北京西直门 广场
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广州西塔 广州国际 金融中心
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广州富力盈 隆广场
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建筑节能发展要求
建筑门窗幕墙作为围护结构节能的薄弱环节，成 为建筑节能中最受关注的重点。
据统计围护结构的制冷、采暖能耗中超过50%由门 窗幕墙散失，能耗巨大，建筑门窗幕墙的节能势在必 行。
我院主编的《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标 准》（JGJ 75-2003）正在修订，并已发布意见征求 稿。
《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）。
《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB 504112007）正在修订。
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建筑节能发展要求
门窗节能设计误区： 建筑节能设计标准要求=工程项目建筑节能设计要求。
建筑节能为本气候区域最低的基本要求，不能直接等 同于工程项目的具体要求。
门窗节能设计应于满足工程项目建筑节能对门窗的要 求为判断条件。
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节能设计各阶段对门窗节能设计的要求
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目录
1. 建筑节能对幕墙节能的要求 2. 幕墙节能性能设计与计算的基础 3. 粤建科MQMC软件介绍 4. 国内外幕墙节能计算标准对比
中空玻璃传热系数是指在单位室内外环境温差 作用下，通过单位面积玻璃的传热量。
U qin (Is 0) Tni Tne
qin (Is=0) —没有太阳辐射热时，通过玻璃
传向室内的净热流；
Tne—室外环境温度； Tni —室内环境温度。
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建筑玻璃光学热工性能计算
建筑幕墙节能性能设 计与计算
广东省建筑科学研究院 杨华秋
2011年6月24日
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目录
1. 建筑节能对幕墙节能的要求 2. 幕墙节能性能设计与计算的基础 3. 粤建科MQMC软件介绍 4. 国内外幕墙节能计算标准对比
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建筑幕墙在建筑中的作用
• 建筑幕墙有着很大的优势，不可能被替代
–具有很好的造型能力和装饰效果 –能够适应建筑围护结构的功能需求 –幕墙的使用可以大大减轻结构的重量，超高层建
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建筑节能发展要求
目前，我国已形成较为完善的建筑节能设计体系， 包括严寒和寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区的 居住建筑节能设计标准，公共建筑节能设计标准，建筑 节能施工质量验收标准等等。
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我国热工气候分区
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建筑节能发展要求
《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 26-2010）、 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 》（JGJ134-2010）已颁布，并于2010年8月1日起实 施。
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玻璃幕墙建筑能耗高的主要原因
• 1 围护结构热容量小，容易受到天气变化影响； • 2 太阳得热大，空调负荷高； • 3 外立面不容易设置外遮阳装置； • 4 保温效果差。
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玻璃幕墙建筑室内环境
• 1 外区（尤其是东西）房间内太阳辐射强烈，空调 虽能降低温度，但辐射太强，仍非常不舒适；
• 2 建筑不同朝向空调需求不同，控制不好的空调系 统往往难以协调；
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为满足现阶段建筑节能对门窗幕墙节能提出的 要求，建设部组织我院主编了《建筑门窗玻璃幕墙 热工计算规程》（JGJ/T 151-2008）于2009年5月1 日颁布实施。
该标准我国第一部关于玻璃、门窗幕墙热工性 能精准计算的标准，奠定了我国门窗幕墙热工计算 理论基础，填补国内空白。
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《热工计算规程》
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窗框与玻璃接缝的线传热系数
• 计算框的传热系数Uf时应符合下列规定： • （1） 框的传热系数Uf应在计算窗或幕墙的某一框截面的
二维热传导的基础上获得； • （2）在框的计算截面中，应用一块导热系数 λ=0.03
［W/(mK)］的板材替代实际的玻璃（或其他镶嵌板）， 板材的厚度等于所替代面板的厚度，嵌入框的深度按照实 际尺寸，可见部分的板材宽度bp不应小于200mm
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窗框与玻璃接缝的线传热系数
• 在室内外计算条件下，用二维热传导计算软件计算流过图示截 面的热流qw，并应按下式整理：
qW
Uf
bf
Up bp (Tn,in bf bp
Tn,out )
Uf
L2f D Up bp bf
L2f D
qW bf bp Tn,in Tn,out
Uf ——框的传热系数[Ｗ/(m2K)]； Lf2D ——框截面整体的线传热系 数[Ｗ/(mK)]； Up ——板材的传热系数[Ｗ /(m2K)]； bf——框的投影宽度(m)； bp——板材可见部分的宽度 （m）； Tn,in——室内环境温度（K）； Tn,out——室外环境温度（K）。