門窗、幕墻框的熱工性能

門窗、幕墻框的熱工性能計算建筑門窗、幕墻框的熱工計算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)

（2）傳熱控制方程（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽光總透射比計算（7）ThermCN框計算處理原則框的傳熱系數(shù)

因框的熱工性能計算包括灰色體漫反射模型和玻璃氣體間層內(nèi)、框空腔內(nèi)的對流換熱非常復雜需采用有限元分析軟件進行計算。本規(guī)程規(guī)定：應采用二維穩(wěn)態(tài)熱傳導計算軟件進行框的傳熱計算。軟件中的計算程序應包括本規(guī)程所規(guī)定的復雜灰色體漫反射模型和玻璃氣體間層內(nèi)、框空腔內(nèi)的對流換熱計算模型。窗框與玻璃接縫的線傳熱系數(shù)

計算框的傳熱系數(shù)Uf時應符合下列規(guī)定：（1）框的傳熱系數(shù)Uf應在計算窗或幕墻的某一框截面的二維熱傳導的基礎上獲得；（2）在框的計算截面中，應用一塊導熱系數(shù)

λ=0.03［W/(mK)］的板材替代實際的玻璃（或其他鑲嵌板），板材的厚度等于所替代面板的厚度，嵌入框的深度按照實際尺寸，可見部分的板材寬度bp不應小于200mm窗框與玻璃接縫的線傳熱系數(shù)

在室內(nèi)外計算條件下，用二維熱傳導計算軟件計算流過圖示截面的熱流qw，并應按下式整理：

Uf——框的傳熱系數(shù)[Ｗ/(m2K)]；Lf2D——框截面整體的線傳熱系數(shù)[Ｗ/(mK)]；Up

——板材的傳熱系數(shù)[Ｗ/(m2K)]；bf——框的投影寬度(m)；bp——板材可見部分的寬度（m）；Tn,in——室內(nèi)環(huán)境溫度（K）；Tn,out——室外環(huán)境溫度（K）。傳熱控制方程

計算框與玻璃系統(tǒng)（或其他鑲嵌板）接縫的線傳熱系數(shù)ψ時應符合下列規(guī)定：（1）用實際的玻璃系統(tǒng)（或其他鑲嵌板）替代導熱系數(shù)λ=0.03W/(mK)的板材，其他尺寸不改變；bg≥200mm傳熱控制方程

（2）用二維熱傳導計算程序，計算在室內(nèi)外標準條件下流過圖示截面的熱流qψ，qψ應按下式整理：

式中ψ——框與玻璃（或其他鑲嵌板）接縫的線傳熱系數(shù)［W/(mK)］；Lψ2D——框截面整體線傳熱系數(shù)［W/(mK)］；Ｕg——玻璃的傳熱系數(shù)［W/(m2K)］；bg——玻璃可見部分的寬度（m）。Tn,in——室內(nèi)環(huán)境溫度（K）；Tn,out——室外環(huán)境溫度（K）。傳熱控制方程

窗框的外表面熱流率密度為：固體的傳熱－－導熱系數(shù)玻璃氣體間層傳熱－－輻射、對流（當量導熱系數(shù)）小空腔的傳熱－－輻射、對流（當量導熱系數(shù)）建筑門窗、幕墻框的熱工計算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽光總透射比計算建筑門窗、幕墻框的熱工計算

框（包括固體材料、空腔和縫隙）的二維穩(wěn)態(tài)熱傳導計算程序應采用如下基本方程：（1）窗框內(nèi)部任意兩種材料相接表面的熱流密度q應按下式計算：式中λ——材料的導熱系數(shù)；

ex、ey——兩種材料交界面單位法向量在x

和y方向的分量。建筑門窗、幕墻框的熱工計算

（2）在窗框的外表面，熱流密度q應按下式計算：式中qc——熱流密度的對流換熱部分；

qr——熱流密度的輻射換熱部分。計算網(wǎng)格的劃分

采用二維穩(wěn)態(tài)熱傳導方程求解框截面的溫度和熱流分布時，截面的網(wǎng)格劃分原則應符合下列規(guī)定：（1）任何一個網(wǎng)格內(nèi)部只能含有一種材料；（2）網(wǎng)格的疏密程度應根據(jù)溫度分布變化的劇烈程度而定，應根據(jù)經(jīng)驗判斷，溫度變化劇烈的地方網(wǎng)格應密些，溫度變化平緩的地方網(wǎng)格可稀疏一些；（3）當進一步細分網(wǎng)格，流經(jīng)窗框橫截面邊界的熱流不再發(fā)生明顯變化時，該網(wǎng)格的疏密程度可認為是適當?shù)?；?）可用若干段折線近似代替實際的曲線。當有熱橋存在時，應按下列公式計算熱橋部位（例如螺栓、螺釘?shù)炔课唬┕腆w的當量導熱系數(shù)：式中S—熱橋元件的面積（例如螺栓的面積）（m2）；Ad——熱橋元件的間距范圍內(nèi)材料的總面積（m2）；

——熱橋材料導熱系數(shù)[W/(mK)]；

——無熱橋材料時材料的導熱系數(shù)[W/(mK)]。（1）當Fb≤1%時，忽略熱橋影響；（2）當1%＜Fb≤5%，且λb＞10·λn時，應按上式計算；（3）當Fb＞5%時，必須按上式規(guī)定計算。熱橋處理規(guī)定建筑門窗、幕墻框的熱工計算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽光總透射比計算（7）ThermCN框計算處理原則計算框與玻璃系統(tǒng)（或其他鑲嵌板）接縫處的線傳熱系數(shù)ψ時，應計算玻璃空氣間層的傳熱?？蓪⒉ＡУ目諝忾g層當作一種不透明的固體材料，導熱系數(shù)可采用當量導熱系數(shù)代替，第i個氣體間層的當量導熱系數(shù)應按下式計算：建筑門窗、幕墻框的熱工計算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱（6）框的太陽光總透射比計算（7）ThermCN框計算處理原則

建筑門窗、幕墻框的熱工計算

計算框內(nèi)封閉空腔的傳熱時，應將封閉空腔當作一種不透明的固體材料，其當量導熱系數(shù)應考慮空腔內(nèi)的輻射和對流傳熱，應按下列公式計算：式中λeff——封閉空腔的當量導熱系數(shù)[W/(mK)]；

hc——封閉空腔內(nèi)空氣對流換熱系數(shù)[W/(m2K)]；應根據(jù)努謝爾特數(shù)來計算，并應依據(jù)熱流方向是朝上、朝下或水平分別考慮三種不同情況的努謝爾特數(shù)；

hr——封閉空腔內(nèi)輻射換熱系數(shù)[W/(m2K)]

d——封閉空腔在熱流方向的厚度（m）；

Nu——努謝爾特數(shù)；λair——空氣的導熱系數(shù)[W/(mK)]。封閉空腔的傳熱

熱流朝下的矩形封閉空腔的努謝爾特數(shù)應為：封閉空腔的傳熱

熱流朝上的矩形封閉空腔的努謝爾特數(shù)取決于空腔的高寬比Lv/Lh，其中Lv和Lh為空腔垂直和水平方向的尺寸。

(1)當Lv/Lh＜1時，其努謝爾特數(shù)應為：

(2)當1＜Lv/Lh

＜5時，其努謝爾特數(shù)應按下列公式計算：封閉空腔的傳熱

(3)當Lv/Lh

＞5時，努謝爾特數(shù)應按下式計算：水平熱流的矩形封閉空腔應按下列規(guī)定計算：封閉空腔的傳熱

(1)

對于Lv/Lh

≤0.5的情況，努謝爾特數(shù)應按下列公式計算：

封閉空腔的傳熱

(2)當Lv/Lh＞5時，其努謝爾特數(shù)應取下列三式計算結(jié)果的最大值：

封閉空腔的傳熱

(3)當0.5<Lv/Lh

<5時，應先取Lv/Lh

=0.5按本條第1款計算，再取Lv/Lh

=5按本條第2款計算，分別得到努謝爾特數(shù)，然后按Lv/Lh作線性插值計算。

封閉空腔的傳熱

封閉空腔的輻射傳熱系數(shù)hr應由下式計算：Tave——冷、熱兩個表面的平均溫度；εcold——冷表面的發(fā)射率；εhot

——熱表面的發(fā)射率。建筑門窗、幕墻框的熱工計算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱

（6）框的太陽光總透射比計算（7）ThermCN框計算處理原則敞口的空腔、槽的傳熱

小面積的溝槽或由一條寬度大于2mm但小于10mm的縫隙連通到室外或室內(nèi)環(huán)境的空腔可作為輕微通風空腔來處理。輕微通風空腔應作為固體處理，其當量導熱系數(shù)應取相同截面封閉空腔的等效導熱系數(shù)的兩倍，表面發(fā)射率可取空腔內(nèi)表面的發(fā)射率。當輕微通風空腔的開口寬度小于或等于2mm時，可作為封閉空腔來處理。敞口的空腔、槽的傳熱

輕微通風的小斷面敞口空腔和溝槽敞口的空腔、槽的傳熱

大面積的溝槽或連通到室外或室內(nèi)環(huán)境的縫隙寬度大于10mm的空腔應作為通風良好的空腔來處理。通風良好的空腔應將其整個表面視為暴露于外界環(huán)境中，表面換熱系數(shù)hin和hout

應按本規(guī)程第10章的規(guī)定計算。

建筑門窗、幕墻框的熱工計算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱

（6）框的太陽光總透射比計算（7）ThermCN框計算處理原則框的太陽光總透射比計算

框的太陽光總透射比應按下式計算：

式中hout——室外表面換熱系數(shù)；αf——框表面太陽輻射吸收系數(shù)；Uf——框的傳熱系數(shù)［W/(m2K)］；Asurf——框的外表面面積（m2）；Af——框投影面積（m2）。建筑門窗、幕墻框的熱工計算

目錄（1）框的傳熱系數(shù)及框與面板接縫的線傳熱系數(shù)（2）傳熱控制方程

（3）玻璃氣體間層的傳熱（4）封閉空腔的傳熱（5）敞口空腔、槽的傳熱

（6）框的太陽光總透射比計算（7）ThermCN框計算處理原則ThernCN框傳熱計算原則

（1）常用材料的物理性能參數(shù)按規(guī)程附錄E～F確定；（2）各種材料外輪廓線可用折線近似代替實際的曲線，且應避免出現(xiàn)小于45度的銳角；（3）一般型材空腔內(nèi)表面的小凹槽與小凸起可適當簡化，但跨越玻璃（或其它鑲板）室內(nèi)外型材的小凹槽與小凸起不可做簡化；（4）一般可不考慮窗鎖、窗執(zhí)手及固定螺栓、螺釘?shù)臒針蛴绊?，但如果鎖跨越玻璃兩側(cè)，