建筑幕墙热工计算3345.docx
《建筑幕墙热工计算3345.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《建筑幕墙热工计算3345.docx(33页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第三章 建筑筑门窗玻玻璃幕墙墙热工计计算一、整樘樘窗热工工性能计计算窗由多个个部分组组成,窗窗框、玻玻璃(或或其它面面板)等等部分的的光学性性能和传传热特性性各不一一样,在在计算整整窗的传传热系数数、遮阳阳系数以以及可见见光透射射比时,应应采用各各部分的的相应数数值按面面积进行行加权平平均计算算。窗玻璃(或者其其它镶嵌嵌板)边边缘与窗窗框的组组合传热热效应所所产生的的附加传传热以附附加线传传热系数数()表达达,简称称“线传传热系数数”,应应按照本本章“框的的传热计计算”进进行计算算。窗框的传传热系数数、太阳阳能总透透射比按按照本章章“框的的传热计计算”进进行计算算。窗玻璃的的传热系系数、太太阳
2、能总总透射比比、可见见光透射射比按照照本章“玻玻璃光学学热工性性能计算算”进行行计算。(一)整整樘窗几几何描述述整樘窗应应根据框框截面的的不同对对窗框进进行分类类,每个个不同类类型窗框框截面均均应计算算框传热热系数、线传热热系数。不同类类型窗框框相交部部分的传传热系数数可采用用邻近框框中较高高的传热热系数代代替。图3-1 窗各部件面积划分示图1、窗面面积划分分窗在进行行热工计计算时应应按图3-1进行行面积划划分:(1)窗窗框的投投影面积积Af:从室室内、外外两侧分分别投影影,得到到的可视视框投影影面积中中的较大大值,简简称“窗窗框面积积”;(2)玻玻璃的投投影面积积Ag(或其它它镶嵌板板的投影
3、影面积AAp):指从从室内、外侧可可见玻璃璃(或其它它镶嵌板板)边缘围围合面积积的较小小值,简简称“玻玻璃面积积”;(3)整整樘窗的的总投影影面积AAt:窗框框面积AAf与窗玻玻璃面积积Ag(或其其它镶嵌嵌板的面面积Ap)之和和,简称称“窗面面积”。2、窗玻玻璃区域域周长划划分玻璃和框框结合处处的线传传热系数数对应的的边缘长长度l应为框框与玻璃璃室内、外接缝缝长度的的较大值值,见图图3-22所示。图3-2 窗玻璃区域周长示图(二)整整樘窗传传热系数数计算整樘窗的的传热系系数Ut采用下下式计算算: (33-1)式中:UUt整整樘窗的的传热系系数WW/(mm2K);Ag窗玻璃璃(或者者其它镶镶嵌板
4、)面面积(mm2);Af窗框面面积(mm2);At整樘窗窗面积(mm2);l玻璃区区域(或或者其它它镶嵌板板区域)的的边缘长长度(mm);Ug窗玻璃璃(或者者其它镶镶嵌板)的的传热系系数WW/(mm2K),按本本章“玻玻璃光学学热工性性能计算算”计算算;Uf窗框的的传热系系数WW/(mm2K),按本章“框框的传热热计算”计算;窗窗框和窗窗玻璃(或或者其它它镶嵌板板)之间间的线传传热系数数W/(m2K),按本章“框框的传热热计算”计算。(三)整整樘窗遮遮阳系数数计算整樘窗的的遮阳系系数是指指:在给给定条件件下,外外窗的太太阳能总总透射比比与相同同条件下下相同面面积的标标准玻璃璃(3mmm厚透透明
5、玻璃璃)的太太阳能总总透射比比的比值值。整樘窗的的遮阳系系数SCC应采用用下式计计算: (3-2)式中:SSC整樘窗窗的遮阳阳系数;gt整樘窗窗的太阳阳能总透透射比。上式中整整樘窗的的太阳能能总透射射比gt应采用用下式计计算: (3-3)式中:ggt整整樘窗的的太阳能能总透射射比;Ag窗玻璃璃(或者者其它镶镶嵌板)面面积(mm2);Af窗框面面积(mm2);gg窗玻璃璃区域(或或者其它它镶嵌板板)太阳阳能总透透射比,按按本章“玻玻璃光学学热工性性能计算算”进行行计算;gf窗框太太阳能总总透射比比;At整樘窗窗面积(mm2)。(四)整整樘窗可可见光透透射比计计算整樘窗的的可见光光透射比比是指:采
6、用人人眼视见见函数进进行加权权,标准准光源透透过门窗窗成为室室内的可可见光通通量与投投射到门门窗上的的可见光光通量的的比值。整樘窗的的可见光光透射比比应采用用下式计计算: (3-4)式中:t整整樘窗的的可见光光透射比比;v窗玻璃璃(或者者其它镶镶嵌板)的的可见光光透射比比,按本本章“玻玻璃光学学热工性性能计算算”进行行计算;Ag窗玻璃璃(或者者其它镶镶嵌板)面面积(mm2);At整樘窗窗面积(mm2)。二、玻璃璃光学热热工性能能计算(一)单单层玻璃璃的光学学热工性性能计算算1、单层层玻璃(包包括其它它透明材材料,下下同)的的光学、热工性性能应根根据单片片玻璃的的测定光光谱数据据进行计计算。单片
7、玻璃璃的光谱谱数据应应包括透透射率、前反射射率和后后反射率率,并至至少包括括3000nm25000nmm波长范范围,不不同波长长段的间间隔应满满足如下下间隔要要求:(1)波波长30004400nnm,间间隔不超超过5nnm;(2)波波长4000110000nm,间间隔不超超过100nm;(3)波波长1000025000nmm,间隔隔不超过过50nnm。2、单片片玻璃的的可见光光透射比比V应应按下式式计算: (3-5)式中:DD()光源DD65的的相对光光谱功率率分布,见附录A;()玻玻璃透射射比的光光谱;V()人人眼的视视见函数数,见附附录A。3、单片片玻璃的的可见光光反射比比V应按下下式计算
8、算: (3-6)式中:()玻玻璃反射射比的光光谱。4、单片片玻璃的的太阳能能直接透透射比S应按按下式计计算: (3-7)式中:()玻玻璃透射射比的光光谱;S()标标准太阳阳光谱,见见附录A。5、单片片玻璃的的太阳能能直接反反射比S应按下下式计算算: (3-8)式中:()玻玻璃反射射比的光光谱。6、单片片玻璃的的太阳能能总透射射比,按按照下式式计算: (33-9)式中:hhin玻璃室室内表面面换热系系数;houtt玻玻璃室外外表面换换热系数数;As单片玻玻璃的太太阳辐射射吸收系系数。单片玻璃璃的太阳阳辐射吸吸收系数数As应按下下式计算算: (3-10)式中:s单单片玻璃璃的太阳阳能直接接透射比比
9、;s单片玻玻璃的太太阳能直直接反射射比。7、单片片玻璃的的遮阳系系数SCCcg应按按下式计计算: (3-11)(二)多多层玻璃璃的光学学热工性性能计算算1、太阳阳光透过过多层玻玻璃系统统可归纳纳为图33-3所所示模型型。图3-3 玻璃层的吸收率和太阳光透射比图3-4 多层玻璃体系中太阳辐射热的分析图中表示示一个具具有n层玻璃璃的系统统,系统统分为nn1个个气体间间层,最最外面为为室外环环境i=1,内内层为室室内环境境i=nn+1。对波长长,系统统的光学学分析应应考虑在在第i-1层层和第ii层玻璃璃之间辐辐射能量量和,角标标“+”和和“-”分分别表示示辐射流流向室外外和向室室内,如如图3- 4所
10、所示。可设定室室外只有有太阳辐辐射,室室外和室室内环境境的反射射率为零零。当i=11时: (33-122) (3-13)当i=nn+1时时: (33-144) (3-15)当i=22n时:i2至至n (33-166)i2至至n (33-177)应利用解解线性方方程组的的方法计计算所有有各个气气体层的的I-ii()和I+i()值,传传向室内内的直接接透射比比应由下下式计算算: (3-18)反射到室室外的直直接反射射比应由由下式计计算: (3-19)应确定太太阳辐射射被每层层玻璃吸吸收的部部分,这这一量值值以在第第i层的吸吸收率AAi()表示示,采用用下式计计算: (3-20)2、对整整个太阳阳光
11、谱进进行数值值积分,得得到第ii层玻璃璃吸收的的太阳辐辐射热流流密度SSi。 (3-21) (3-22)式中:太阳阳辐射照照射到玻玻璃系统统时第ii层玻璃璃的吸收收率。3、多层层玻璃的的可见光光透射比比的计算算应采用用式(3-5)计计算,可可见光反反射比的的计算应应采用式式(3-6)计计算。4、多层层玻璃的的太阳能能直接透透射比应应采用式式(3-7)计计算,太太阳能直直接反射射比应采采用式(3-8)计计算。(三)玻玻璃气体体间层的的热传递递图3-5 第层玻璃的能量平衡1、玻璃璃间气体体层的能能量平衡衡如图33-5所所示,可可用基本本的关系系式表达达如下: (33-233)式中:TTf,ii第第
12、i层玻璃璃前表面面温度(KK);Tb,ii-1第ii-1层层玻璃后后表面温温度(KK);Jf,ii第第i层玻璃璃前表面面辐射热热(W/m2);Jb,ii-1第ii-1层层玻璃后后表面辐辐射热(WW/m22);在每一层层气体间间层中,应应采用以以下方程程: (33-244) (3-25) (33-266) (33-277)式中:ttg,ii第第i层玻璃璃的厚度度;b,ii第第i层后表表面半球球发射率率;f,ii第第i层前表表面半球球发射率率;g,ii第第i层玻璃璃的导热热系数(WW/mK)。在计算传传热系数数时,应应令太阳阳辐射IIS=0,在在每层材材料均为为玻璃的的系统中中可采用用如下热热平衡
13、方方程计算算气体间间层的传传热: (3-28)式中:hhr,ii第第i层气气体层的的辐射换换热系数数,由(3-43)式给出。2、玻璃璃层间气气体间层层的对流流换热系系数可由由无量纲纲的努谢谢尔特数数确定: (33-299)式中:ddg,ii玻玻璃间层层气体间间层i的厚度度;g,ii所所充气体体的导热热系数;Nui通过过倾斜气气体间层层传热的的实验结结果所计计算的值值,Nui为雷雷利数RRaj、气气体间层层高厚比比和空腔腔倾角的函数数。注:在计计算高厚厚比大的的空腔时时应考虑虑玻璃会会发生弯弯曲现象象对厚度度的增加加和减少少,发生生弯曲的的原因包包括:空空腔平均均温度、空气湿湿度含量量的变化化、
14、干燥燥剂对氮氮气的吸吸收、充充氮气过过程中由由于海拔拔高度和和天气变变化造成成压力的的改变等等因素。3、玻璃璃层间气气体间层层的雷利利数(RRaylleiggh)可可表示为为: (33-300)可将填充充气体作作理想气气体处理理,气体体热膨胀胀系数为为: (33-311)式中:填充充气体的的平均温温度(KK)。第层气体体间层的的高厚比比为: (3-32)式中:HH气气体间层层顶到底底的距离离,通常常应和窗窗的透光光区高度度相同。4、在定定量计算算通过玻玻璃气体体间层的的对流热热传递时时,计算算应对应应于特定定的倾角角值或范范围。对对于倾角角,以下下计算假假设空腔腔从室内内加热(即即Tf,iiT
15、b,ii-1);若实际际上室外外温度高高于室内内(Tf,iiTb,ii-1),则则要将倾倾角以1180-代替。空腔的努努谢尔特特数Nuui应由由以下计计算公式式确定:(1)气气体间层层倾角 0600 且 (33-333)式中:。(2)气气体间层层倾角 =600 (33-344)式中:(3)气气体间层层倾角660900对于倾角角在之间间的气体体间层,对对式(3-34)和和(3-35)?的结结果之间间作线性性插值。这些公公式在且且范围内内是有效效的。(4)垂垂直气体体间层(3-335) 51104 Raa 1044 RRa 51044 Ra 1004 (5)气气体间层层倾角990到到1800面向下
16、的的气体间间层应用用下式公公式: (33-366)式中:由式式(3-355)给出的的垂直气气体间层层的努谢谢尔特数数。5、填充充气体的的密度应应用理想想气体定定律计算算: (3-37)式中:PP气气体压力力,标准准状态下下P=10013000 PPa; 气体密密度(kkg/mm3);Tm气体的的温度,标标准状态态下Tm=2993 KK;气体体常数J/(kmoolKK)。定压比热热容cp、运动动粘度、导热热系数是温度度的线性性函数,应应采用附附录B?给出出的公式式和气体体的相关关系数计计算。6、混合合气体的的密度、导热系系数、粘粘度和比比热容是是各成分分相应性性质的函函数:(1)摩摩尔质量量 (
17、3-38)式中:是是混合气气体中某某一气体体成分的的摩尔数数。(2)密密度 (3-39)(3)比比热容 (33-400)式中:(4)粘粘度 (33-411)式中:(5)导导热系数数 (3-442)式中:单原原子气体体的导热热系数多原原子气体体由于内内能的散散发所产产生的附附加能量量运动。应按以下下步骤求求取:计算:计算:式中:第层层填充气气体的导导热系数数。用计算算用计算算7、远红红外辐射射透射比比为“00”的玻玻璃(或或其它板板材),气气体间层层两侧玻玻璃的辐辐射换热热系数hhr可采采用下式式计算: (33-433)式中:斯斯蒂芬-波尔兹兹曼常数数;1、2气气体间层层中的两两个玻璃璃表面在在
18、平均绝绝对温度度Tm下的半半球发射射率;Tm气体间间层中两两个表面面的平均均绝对温温度(KK)。(四)玻玻璃系统统的热工工参数计计算1、计算算玻璃系系统的传传热系数数时,可可采用简简单的模模拟环境境条件:仅包括括室内外外温差,没没有太阳阳辐射。 (33-444)计算传热热系数时时应设定定没有太太阳辐射射: (3-45)式中:(Is=0)没没有计算算太阳辐辐射热作作用,通通过门窗窗传向室室内的净净热流(WW/m22);室外外环境温温度;室内内环境温温度。玻璃的总总传热阻阻Rt应应为各层层玻璃、气体间间层、内内外表面面换热阻阻之和: (3-46)式中:RRg,ii第第i层玻璃璃的固体体热阻,由由下
19、式计计算: (3-47)第一层气气体间层层为室外外,最后后一层气气体间层层(n+1)为室内内,第ii层气体体间层的的热阻为为: (33-488)式中:、第第i层气体体间层的的外表面面和内表表面温度度;qi第i层气体体间层的的热流密密度,根根据本章章中“玻玻璃气体体间层的的热传递递”部分分的规定定算出。环境温度度应是周周围空气气温度TTairr和平均均辐射温温度Trm的加加权平均均值,采采用下式式计算: (3-49)式中:和和应根据相相应的边边界条件件计算确确定。2、玻璃璃系统的的遮阳系系数:各层玻璃璃室外侧侧方向的的热阻用用下式计计算: (33-500)式中:RRg,ii第第i层玻璃璃的固体体
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 建筑 幕墙 计算 3345
限制150内