幕墙热工技术书.docx
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幕墙热工技术书
目录
第一章、基本参数1
一、工程基本信息1
二、计算依据1
三、计算边界条件1
第二章、幕墙设计概况1
一、幕墙材料物理性能1
二、幕墙玻璃2
三、遮阳措施2
第三章、玻璃光学热工性能计算2
1玻璃光学热工性能计算一般规定2
2玻璃光学热工性能计算原理3
3玻璃光学热工性能计算5
第四章、幕墙框传热计算5
第五章、幕墙热工性能计算6
一、幕墙热工计算原理6
二、幕墙热工性能计算7
第六章、幕墙热工性能汇总38
一、本工程建筑节能设计对幕墙热工性能要求38
二、幕墙热工性能汇总表38
第七章、附件框二维传热计算图38
第一章、基本参数
一、工程基本信息
工程名称：
XXXX
工程地点：
XXXXX
地区类别属于寒冷地区；
二、计算依据
《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》………………………JGJ102/T151—2008
《建筑幕墙》…………………………………………………GB/T21086-2007
《民用建筑热工设计规范》…………………………………GB50176-93
《公共建筑节能设计标准》…………………………………GB50189-2005
《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》…………JGJ26-95
《建筑玻璃应用技术规程》…………………………………JGJ113-2003
《玻璃幕墙光学性能》………………………………………GB/T18091-2000
《建筑玻璃可见光、透射比等以及有关窗玻璃参数的测定》GB/T2680-94
建筑节能计算分析报告
幕墙设计图纸
三、计算边界条件
1、工程所在地气象参数
表3.1-1工程所在地气象参数
城市名称
河北—石家庄
北纬
38°02′
东经
114°25′
海拔
80.50m
冬季室外平均温度
-17.0℃
冬季室内平均温度
20.0℃
冬季室外平均风速
1.80m/s
夏季室外平均温度
31.7℃
夏季室内平均温度
25.0℃
夏季室外平均风速
1.50m/s
太阳平均辐射照度
500.00W/㎡
2、热工性能计算边界条件
表3.2-1计算边界条件
冬季标准计算条件
夏季标准计算条件
室内空气温度Tin
20.0℃
室内空气温度Tin
31.7℃
室外空气温度Tout
-17.0℃
室外空气温度Tout
31.7℃
室内对流换热系数hc,in
3.60W/（m2•K）
室内对流换热系数hc,in
2.50W/（m2•K）
室外对流换热系数hc,out
11.20W/（m2•K）
室外对流换热系数hc,out
10.00W/（m2•K）
室内平均辐射温度Trm,in
20.0℃
室内平均辐射温度Trm,in
25.0℃
室外平均辐射温度Trm,out
-17.0℃
室外平均辐射温度Trm,out
31.7℃
太阳辐射照度Is
0.00W/m2
太阳辐射照度Is
500.00W/m2
3、结露性能计算边界条件
依据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》（JGJ/T151-2008）（以下简称“JGJ/T151”）结露性能评价与计算，在进行工程设计时，工程实际边界条件计算结露性能。
第二章、幕墙设计概况
一、幕墙材料物理性能
用途
材料
密度（Kg/m3）
导热系数W/（m·K）
表面发射率
框
铝
2700
237
涂漆
0.9
阳极氧化
0.2～0.8
铝合金
2800
160
涂漆
0.9
阳极氧化
0.2～0.8
铁
7800
50
镀锌
0.2
氧化
0.8
不锈钢
7900
17
浅黄
0.2
氧化
0.8
建筑钢材
7850
58.2
镀锌
0.2
氧化
0.8
涂漆
0.9
PVC
1390
0.17
0.9
硬木
700
0.18
0.9
软木（常用于建筑构建中）
500
0.13
0.9
玻璃钢（UP树脂）
1900
0.4
0.9
透明材料
建筑玻璃
2500
1
玻璃面
0.84
镀膜面
0.03～0.8
丙烯酸（树脂玻璃）
1050
0.2
0.9
PMMA（有机玻璃）
1180
0.18
0.9
聚碳酸酯
1200
0.2
0.9
隔热
聚酰胺（尼龙）
1150
0.25
0.9
尼龙66+25%玻璃纤维
1450
0.3
0.9
高密度聚乙烯HD
980
0.52
0.9
低密度聚乙烯LD
920
0.33
0.9
固体聚丙烯
910
0.22
0.9
带有25%玻璃纤维的聚丙烯
1200
0.25
0.9
ＰＵ（聚亚氨酯树脂）
1200
0.25
0.9
刚性PVC
1200
0.14
0.9
防水密封条
氯丁橡胶（PCP）
1240
0.23
0.9
EPDM（三元乙丙）
1150
0.25
0.9
纯硅胶
1200
0.35
0.9
柔性PVC
1200
0.14
0.9
聚酯马海毛
——
0.14
0.9
柔性人造橡胶泡沫
60～80
0.05
0.9
密封胶
PU（刚性聚氨酯）
1200
0.25
0.9
固体/热融异丁烯
1200
0.24
0.9
密封胶
聚硫胶
1700
0.4
0.9
纯硅胶
1200
0.35
0.9
聚异丁烯
930
0.2
0.9
聚酯树脂
1400
0.19
0.9
硅胶（干燥剂）
720
0.13
0.9
分子筛
650～750
0.1
0.9
低密度硅胶泡沫
750
0.12
0.9
中密度硅胶泡沫
820
0.17
0.9
二、幕墙玻璃
玻璃采用8（Low-E）+12A+8中空钢化玻璃，玻璃参数如下
系统总厚度28mm
可见光投射比0.60
冬季传热系数U1.694
夏季传热系数U1.817
遮阳系数SC0.5
三、遮阳措施
无遮阳设施
第三章、玻璃光学热工性能计算
1玻璃光学热工性能计算一般规定
单片玻璃（包括其他透明材料，下同）的光学、热工性能应根据测定的单片玻璃光谱数据进行计算。
测定的单片玻璃光谱数据应包括其各个光谱段的透射率、前反射率和后反射率，光谱范围应至少覆盖300～2500nm波长范围，不同波长范围的数据间隔应满足下列要求：
（1）波长为300～400nm时，数据点间隔不应超过5nm；
（2）波长为400～1000nm时，数据点间隔不应超过10nm；
（3）波长为1000～2500nm时，数据点间隔不应超过50nm。
2玻璃光学热工性能计算原理
2.1单片玻璃光学热工性能
（1）单片玻璃的可见光透射比τV应按下式计算：
（5.2.1-1）
式中Dλ——D65标准光源的相对光谱功率分布，见JGJ/T151附录D；
τ（λ）——玻璃透射比的光谱数据；
V（λ）——人眼的视见函数，见JGJ/T151附录D。
（2）单片玻璃的可见光反射比
应按下式计算：
（5.2.1-2）
式中ρ（λ）——玻璃反射比的光谱数据。
（3）单片玻璃的太阳光直接透射比
应按下式计算：
（5.2.1-3）
式中τ（λ）——玻璃透射比的光谱；
S（λ）——标准太阳光谱，见JGJ/T151附录D。
（4）单片玻璃的太阳光直接反射比ρS应按下式计算：
（5.2.1-4）
式中ρ（λ）——玻璃反射比的光谱。
（5）单片玻璃的太阳光总透射比g应按下式计算：
（5.2.1-5）
式中hin——玻璃室内表面换热系数［W/（m2K）］；
hout——玻璃室外表面换热系数［W/（m2K）］；
αs——单片玻璃的太阳光直接吸收比。
（6）单片玻璃的太阳辐射吸收系数As应按下式计算：
（5.2.1-6）
式中τs——单片玻璃的太阳光直接透射比；
ρs——单片玻璃的太阳光直接反射比。
（7）单片玻璃的遮阳系数SCcg应按下式计算：
（5.2.1-7）
式中g——单片玻璃的太阳光总透射比。
2.2多层玻璃光学热工性能
（1）太阳光透过多层玻璃系统的计算应采用如下通用计算模型（图5.2.2-1）：
图5.2.2-1玻璃层的吸收率和太阳光透射比
一个具有n层玻璃的系统，系统分为n＋1个气体间层，最外层为室外环境（i=1），内层为室内环境（i=n+1）。
对于波长λ的太阳光，系统的光学分析应以第i-1层和第i层玻璃之间辐射能量
和
建立能量平衡方程，其中角标“+”和“-”分别表示辐射流向室外和流向室内。
图5.2.2-2多层玻璃体系中太阳辐射热的分析
可设定室外只有太阳辐射，室外和室内环境的反射率为零。
当i=1时：
（5.2.2-1）
（5.2.2-2）
当i=n+1时：
（5.2.2-3）
（5.2.2-4）
当i=2～n时：
i＝2～n（5.2.2-5）
i＝2～n（5.2.2-6）
利用线性方程组计算各个气体层的I-i（λ）和I+i（λ）值。
传向室内的直接透射比应按下式计算：
（5.2.2-7）
反射到室外的直接反射比应按下式计算：
（5.2.2-8）
第i层玻璃的太阳辐射吸收比Ai（λ）应按下式计算：
（5.2.2-9）
（2）对整个太阳光谱进行数值积分，应按下列公式计算得到第i层玻璃吸收的太阳辐射热流密度Si：
（5.2.2-10）
（5.2.2-11）
式中Ai——太阳辐射照射到玻璃系统时，第i层玻璃的太阳辐射吸收比。
（3）多层玻璃的可见光透射比应按公式（5.2.1-1）计算，可见光反射比应按公式（5.2.1-2）计计算。
（4）多层玻璃的太阳光直接透射比应按公式（5.2.1-3）计算，太阳光直接反射比应按公式（5.2.1-4）计算。
2.3玻璃系统的热工参数
（1）计算玻璃系统的传热系数时，应采用简单的模拟环境条件，仅考虑室内外温差，没有太阳辐射，应按下式计算：
（5.2.3-1）
（5.2.3-2）
式中
（Is=0）——没有太阳辐射热时，通过玻璃系统传向室内的净热流（W/m2）；
——室外环境温度（K）；
——室内环境温度（K）。
1）玻璃系统的传热阻Rt应为各层玻璃、气体间层、内外表面换热阻之和，应按下列公式计算：
（5.2.3-3）
（5.2.3-4）
i=2～n（5.2.3-5）
式中Rg,i——第i层玻璃的固体热阻；
Ri——第i层气体间层的热阻；
、
——第i层气体间层的外表面和内表面温度；
qi——第i层气体间层的热流密度。
2）环境温度应是周围空气温度Tair和平均辐射温度Trm的加权平均值，应按下式计算：
（5.2.3-6）
式中
和
应按本规程第10章的规定计算。
（2）玻璃系统的遮阳系数的计算应符合下列规定：
1）各层玻璃室外侧方向的热阻应按下式计算：
（5.2.3-7）
式中Rg,i——第i层玻璃的固体热阻[（m2K）/W]；
Rg,k——第k层玻璃的固体热阻[（m2K）/W]；
Rk——第k层气体间层的热阻[（m2K）/W]。
2）各层玻璃向室内的二次传热应按下式计算：
（5.2.3-8）
3）玻璃系统的太阳光总透射比应按下式计算：
（5.2.3-9）
4）玻璃系统的遮阳系数应公式（5.2.1-7）计算。
3玻璃光学热工性能计算
采用《粤建科®MQMC建筑幕墙门窗热工性能计算软件》2010正式版中的玻璃光学热工计算模块对本项目的所采用的玻璃系统进行光学热工性能计算，计算内容包括玻璃光谱分布、玻璃色系坐标参数、玻璃系统光学热工性能参数等。
编号
名称
U
SC
τ
倾角
1
8（Low-E）+12A+8
1.694
0.5
0.60
90
说明：
U——面板传热系数（W/（㎡·K））；
τ——面板的可见光透射比；
SC——面板遮阳系数；
倾角——单位：
°；
第四章、幕墙框传热计算
（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（图6.2.1）；
图4.1框传热系数计算模型示意图
（3）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：
（4.2-1）
（4.2-2）
（4.2-3）
式中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）。
（4）用实际的玻璃系统（或其他镶嵌板）替代导热系数λ=0.03W/（mK）的板材，其他尺寸不改变（图4.2.2）；
图4.2框与面板接缝传热系数计算模型示意图
（5）用二维热传导计算程序，计算在室内外标准条件下流过图示截面的热流qψ，qψ应按下式整理：
（4.2-4）
（4.2-5）
（4.2-6）
式中ψ——框与玻璃（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数［W/（mK）］；
Lψ2D——框截面整体线传热系数［W/（mK）］；
Ｕg——玻璃的传热系数［W/（m2K）］；
bg——玻璃可见部分的宽度（m）。
Tn,in——室内环境温度（K）；
Tn,out——室外环境温度（K）。
第五章、幕墙热工性能计算
一、幕墙热工计算原理
（1）单幅幕墙的传热系数UCW应按下式计算：
（1-1）
式中UCW——单幅幕墙的传热系数［W/（m2K）］
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）］。
（2）当幕墙背后有其他墙体（包括实体墙、装饰墙等），且幕墙与墙体之间为封闭空气层时，此部分的室内环境到室外环境的传热系数U应按下式计算：
（1-2）
式中UCW——在墙体范围内外层幕墙的传热系数［W/（m2·K）］；
Rair——幕墙与墙体间封闭空气间层的热阻，30、40、50mm及以上厚度封闭空气层的热阻取值一般可分别取为0.17、0.18、0.18（m2·K/W）；
UWall——墙体范围内的墙体传热系数［W/（m2·K）］；
hin——幕墙室内表面换热系数［W/（m2·K）］；
hout——幕墙室外表面换热系数［W/（m2·K）］。
（3）幕墙背后单层墙体的传热系数UWall应按下式计算：
（1-3）
式中d——单层材料的厚度（m）；
λ——单层材料的导热系数［W/（m·K）］。
（4）幕墙背后多层墙体的传热系数UWall应按下式计算：
（1-4）
式中di——各单层材料的厚度（m）；
λi——各单层材料的导热系数［W/（m·K）］。
（5）单幅幕墙的太阳光总透射比gCW应按下式计算：
（1-5）
式中gCW——单幅幕墙的太阳光总透射比；
Ag——玻璃或透明面板面积（m2）；
gg——玻璃或透明面板的太阳光总透射比；
Ap——非透明面板面积（m2）；
gp——非透明面板的太阳光总透射比；
Af——框面积（m2）；
gf——框的太阳光总透射比；
A——幕墙单元面积（m2）。
（6）单幅幕墙的遮阳系数SC应按下式计算：
（1-6）
式中SCCW——单幅幕墙的遮阳系数；
gCW——单幅幕墙的太阳光总透射比。
（7）幕墙单元的可见光透射比τCW应按下式计算：
（1-7）
式中τCW——幕墙单元的可见光透射比；
τv——透光面板的可见光透射比；
A——幕墙单元面积（m2）；
Ag——透光面板面积（m2）。
二、幕墙热工性能计算
2.1东朝向幅面
名称
总数n
Ucw
SCcw
τcw
nAcw
UcwAcw
SCcwAcw
τcwAcw
Ag
Ap
Ug
Up
幅面_1
1
2.427
0.326
0.411
108.000
262.073
35.155
44.434
108.000
0
2.427
0
∑
1
—
—
—
108.000
262.073
35.155
44.434
108.000
0
—
—
说明：
Ucw——幕墙幅面的传热系数（W/（㎡·K））；
SCcw——幕墙幅面的遮阳系数；
τcw——幕墙幅面的可见光透射比；
Acw——幕墙幅面的总面积（㎡）；
nAcw——n个幕墙幅面的总面积（㎡）；
Ag——透明面板面积（㎡）；
Ap——非透明面板面积（㎡）；
Ug——玻璃或透明面板传热系数（W/（㎡·K））；
Up——非透明面板传热系数（W/（㎡·K））；
①该朝向的幕墙幅面传热系数为：
＝262.073/108.000
＝2.427W/（㎡·K）
②该朝向的幕墙幅面遮阳系数为：
＝35.155/108.000
＝0.326
③该朝向的幕墙幅面可见光透射比为：
＝44.434/108.000
＝0.411
④该朝向的幕墙幅面透明部分的传热系数为：
＝262.073/108.000
＝2.427
2.1.1幕墙幅面设计
2.1.1-1幕墙幅面面板标记效果图
2.1.2透明面板（玻璃）光学热工性能计算
编号
名称
A
g
U
SC
τ
倾角
1
8+12A+8LOW-E
2.197
0.435
1.694
0.5
0.600
90
2
8+12A+8LOW-E
1.167
0.435
1.694
0.5
0.600
90
3
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
4
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
5
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
6
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
7
8+12A+8LOW-E
2.327
0.435
1.694
0.5
0.600
90
8
8+12A+8LOW-E
1.211
0.435
1.694
0.5
0.600
90
9
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
10
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
11
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
12
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
13
8+12A+8LOW-E
2.327
0.435
1.694
0.5
0.600
90
14
8+12A+8LOW-E
1.211
0.435
1.694
0.5
0.600
90
15
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
16
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
17
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
18
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
19
8+12A+8LOW-E
2.327
0.435
1.694
0.5
0.600
90
20
8+12A+8LOW-E
1.211
0.435
1.694
0.5
0.600
90
21
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
22
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
23
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
0.600
90
24
8+12A+8LOW-E
1.246
0.435
1.694
0.5
0.600
90
25
8+12A+8LOW-E
2.327
0.435
1.694
0.5
0.600
90
26
8+12A+8LOW-E
1.211
0.435
1.694
0.5
0.600
90
27
8+12A+8LOW-E
2.461
0.435
1.694
0.5
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