玻璃幕墙节能计算书.docx
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玻璃幕墙节能计算书
XXXXXXXXXX外装饰结构热工性能
设计计算书
设计：
校对：
审核：
批准：
XXXXXXX工程有限公司二〇一一年四月七日
1
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3
4
5
6
7
计算引用的规范、标准及资料...........................................................................................................................1
计算中采用的部分条件参数及规定...................................................................................................................1
2.1计算所采纳的部分参数：
........................................................................................................................1
2.2规范GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的部分规定：
..........................................................2
玻璃幕墙（门窗）结构基本参数.......................................................................................................................5
3.1地区参数：
................................................................................................................................................5
3.2建筑参数：
................................................................................................................................................5
3.3环境参数：
................................................................................................................................................5
3.4单元参数：
................................................................................................................................................5
3.5框传热系数相关参数：
............................................................................................................................6
玻璃的传热系数U值的计算..............................................................................................................................6
4.1计算基础及依据：
....................................................................................................................................6
4.2室外表面换热系数:
...................................................................................................................................7
4.3室内表面换热系数:
...................................................................................................................................7
4.4多层玻璃系统材料的固体热阻：
............................................................................................................8
4.5多层玻璃系统内部气体间层的热阻：
....................................................................................................8
玻璃幕墙（门窗）框的传热系数U值的计算................................................................................................10
5.1框的传热系数Uf：
.................................................................................................................................10
5.2幕墙框与玻璃结合处的线传热系数ψ.................................................................................................13
玻璃幕墙（门窗）整体的传热系数U值........................................................................................................14
太阳光透射比及遮阳系数计算.........................................................................................................................15
7.1太阳光总透射比g
t：
..............................................................................................................................15
8
7.2玻璃幕墙（门窗）计算单元的遮阳系数：
..........................................................................................16
7.3幕墙（门窗）计算单元可见光透射比计算：
......................................................................................16
结露计算.............................................................................................................................................................17
8.1水表面的饱和水蒸气压计算：
..............................................................................................................17
8.2在空气相对湿度f下，空气的水蒸气压计算：
...................................................................................17
8.3空气的结露点温度计算：
......................................................................................................................17
8.4玻璃幕墙或门窗玻璃内表面的计算温度：
..........................................................................................17
8.5结露性能评价..........................................................................................................................................18
2
2
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2
2
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建筑门窗玻璃幕墙热工设计计算书1计算引用的规范、标准及资料
《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《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-20031《居住建筑节能设计标准意见稿》[建标2006-46号]《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008《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
2计算中采用的部分条件参数及规定
2.1计算所采纳的部分参数：
按《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008采用
（1）冬季标准计算条件应为：
室内空气温度：
Tin=20℃；
室外空气温度：
Tout=-20℃；
室内对流换热系数：
hc,in=3.6W/（m·K）；
室外对流换热系数：
h
c,out
=16W/（m·K）；
室内平均辐射温度：
T
rm,in
=T
in
室外平均辐射温度：
T
rm,out
=T
out
太阳辐射照度：
I
s
=300W/m；
（2）夏季标准计算条件应为：
室内空气温度：
Tin=25℃；
室外空气温度：
Tout=30℃；
室内对流换热系数：
hc,in=2.5W/（m·K）；
室外对流换热系数：
h
c,out
=16W/（m·K）；
室内平均辐射温度：
T
rm,in
=T
in
室外平均辐射温度：
T
rm,out
=T
out
太阳辐射照度：
I
s
=500W/m；
（3）计算传热系数应采用冬季标准计算条件，并取Is=0W/m
2
；
（4）计算遮阳系数、太阳光总透射比应采用夏季标准计算条件；（5）结露性能计算的标准边界条件应为：
1
2
2
、
室内环境温度：
20℃；
室内环境湿度：
30%，60%；室外环境温度：
0℃，-10℃，-20℃
（6）框的太阳光总透射比g
f
应采用下列边界条件：
q
in
=α·I
s
α：
框表面太阳辐射吸收系数；
Is：
太阳辐射照度（W/m）；
qin：
框吸收的太阳辐射热（W/m）；
2.2规范GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的部分规定：
（1）结构所在的建筑气候分区应该按下面表格取用。
表4.2.1主要城市所处气候分区
气候分区
代表性城市
严寒地区A区
海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯、安达
严寒地区B区
长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪、阜新、哈密鞍山、张家口、
酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东
寒冷地区
兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津、大连、阳泉、
平凉、石家庄、德州、晋城、天水、西安、拉萨、康定、济南、青岛、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州
夏热冬冷地区
南京、蚌埠、盐城、南通、合肥、安庆、九江、武汉、黄石、岳阳、汉中、安康、上海、杭州、宁波、宜昌、长沙、南昌、株洲、零陵、赣州、韶关、桂林、重庆、达县、万州、涪陵、南充、宜宾、成都、贵阳、遵义、凯里、绵阳
夏热冬暖地区
福州、莆田、龙岩、梅州、兴宁、英德、河池、柳州、贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口、南宁、北海、梧州
（2）根据建筑所处城市的建筑气候分区，围护结构的热工性能应分别符合下面各表的相关规定。
表4.2.2-1严寒地区A区围护结构传热系数限值
围护结构部位
体型系数≤0.3传热系数KW/（m·K）
0.3＜体型系数≤0.4传热系数KW/（m·K）
屋面
≤0.35
≤0.30
外墙（包括非透明幕墙）
≤0.45
≤0.40
2
2
2
22
底面接触室外空气的架空或外挑楼板
≤0.45
≤0.40
非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板
≤0.6
≤0.6
单一朝
向外窗
（包括透
明幕墙）
窗墙面积比≤0.2.
≤3.0
≤2.7
0.2＜窗墙面积比≤0.3
≤2.8
≤2.5
0.3＜窗墙面积比≤0.4
≤2.5
≤2.2
0.4＜窗墙面积比≤0.5
≤2.0
≤1.7
0.5＜窗墙面积比≤0.7
≤1.7
≤1.5
屋顶透明部分
≤2.5
表4.2.2-2
严寒地区B区围护结构传热系数限值
围护结构部位
体型系数≤0.3
传热系数
KW/（m·K）
0.3＜体型系数≤0.4
传热系数KW/（m·K）
屋面
≤0.45
≤0.35
外墙（包括非透明幕墙）
≤0.50
≤0.45
底面接触室外空气的架空或外挑楼板
≤0.50
≤0.45
非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板
≤0.8
≤0.8
单一朝
向外窗
（包括
透明幕
墙）
窗墙面积比≤0.2.
≤3.2
≤2.8
0.2＜窗墙面积比≤0.3
≤2.9
≤2.5
0.3＜窗墙面积比
≤0.4
≤2.6
≤2.2
0.4＜窗墙面积比
≤0.5
≤2.1
≤1.8
0.5＜窗墙面积比≤0.7
≤1.8
≤1.6
屋顶透明部分
≤2.6
表4.2.2-3
寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位
体型系数≤0.3
传热系数KW/（m·K）
0.3＜体型系数≤0.4传热系数KW/（m·K）
屋面
≤0.55
≤0.45
外墙（包括非透明幕墙）
≤0.60
≤0.50
3
2
2
2
底面接触室外空气的架空或外挑楼板
≤0.60
≤0.50
非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板
≤1.5
≤1.5
外窗（包括透明幕墙）
传热系数
KW/（m·K
）
遮阳系数SC
（东、南、
西向/北向）
传热系数KW/（m·K）
遮阳系数SC
（东、南、
西向/北向）
单一
朝向
外窗
（包括
透明
幕墙）
窗墙面积比≤0.2
≤3.5
—
≤3.0
—
0.2＜窗墙面积比
≤0.3
≤3.0
—
≤2.5
—
0.3＜窗墙面积比
≤0.4
≤2.7
≤0.70/
—
≤2.3
≤0.70/—
0.4＜窗墙面积比
≤0.5
≤2.3
≤0.60/
—
≤2.0
≤0.60/—
0.5＜窗墙面积比
≤0.7
≤2.0
≤0.50/
—
≤1.8
≤0.50/—
屋顶透明部分
≤2.7
≤0.50
≤2.7
≤0.50
注:
有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。
表4.2.2-4
夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位
传热系数KW/（m2·K）
屋面
≤0.70
外墙（包括非透明幕墙）
≤1.0
底面接触室外空气的架空或外挑楼板
≤1.0
外窗（包括透明幕墙）
传热系数
KW/（m·K）
遮阳系数SC
（东、南、西向/北
向）
单一朝向外窗
（包括透明幕墙）
窗墙面积比≤0.2
≤4.7
—
0.2＜窗墙面积比
≤0.3
≤3.5
≤0.55/—
0.3＜窗墙面积比
≤0.4
≤3.0
≤
0.50/0.60
0.4＜窗墙面积比
≤0.5
≤2.8
≤
0.45/0.55
0.5＜窗墙面积比
≤0.7
≤2.5
≤
0.40/0.50
屋顶透明部分
≤3.0
≤0.40
注:
有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，
遮阳系数=玻璃的遮阳系数。
4
2
表4.2.2-5
夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位
传热系数KW/（m2·K）
屋面
≤0.90
外墙（包括非透明幕墙）
≤1.5
底面接触室外空气的架空或外挑楼板
≤1.5
外窗（包括透明幕墙）
传热系数
KW/（m·K）
遮阳系数SC
（东、南、西向/北
向）
单一朝向外窗
（包括透明幕墙）
窗墙面积比≤0.2
≤6.5
—
0.2＜窗墙面积比≤0.3
≤4.7
≤0.50/0.60
0.3＜窗墙面积比≤0.4
≤3.5
≤0.45/0.55
0.4＜窗墙面积比≤0.5
≤3.0
≤0.40/0.50
0.5＜窗墙面积比≤0.7
≤3.0
≤0.35/0.45
屋顶透明部分
≤3.5
≤0.35
注:
有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，
遮阳系数=玻璃的遮阳系数。
3玻璃幕墙（门窗）结构基本参数
3.1地区参数：
XX，地区类别属于夏热冬冷地区；
3.2建筑参数：
建筑物长度：
78.5m；
建筑物宽度：
83m；
建筑物高度：
108m；
建筑物朝向：
南；
建筑物体形系数：
0.059；
建筑物窗墙比：
0.5；
计算项目类型：
门窗系统；
3.3环境参数：
建筑物采用空气调节系统：
3.4单元参数：
中空玻璃：
6+12（中空层）+6（mm）；
外片：
LOW-E镀膜；
内片：
普通玻璃；
中空气体间层气体：
空气；
5
2
2
2
2
2
玻璃幕墙（门窗）的面积：
A=15000m；
玻璃幕墙（门窗）玻璃的面积：
A
g
=14000m；
玻璃幕墙（门窗）框的面积：
A
f
=1000m；
玻璃幕墙（门窗）框的总表面面积：
A
surf
=1000m；
玻璃区域的总周长：
l
ψ
=400m；
幕墙角度：
θ=90度；计算单元高度：
H=3700mm；
3.5框传热系数相关参数：
A
d,i
=1.5m
2
A
d,e
=0.5m
2
A
f,i
=1m
2
A
f,e
=0.3m
2
4玻璃的传热系数U值的计算玻璃传热分析简图如下：
室外
辐射传热
对流换热
室内
辐射传热
对流换热
传导及对流
中空玻璃结构传热简图
4.1计算基础及依据：
计算玻璃的传热系数U值，依据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008进行计算。
U值是表征玻璃传热的参数。
表示热量通过玻璃中心部位而不考虑边缘效应，稳态条件下，玻璃两表面在单位环境温度差条件时，通过单位面积的热量。
U值的单位是W/（m·K）。
按规范6.4.1规定，计算玻璃的传热系数应该采用下面的公式：
6
2
2
2
2
22
2
Ug=1/Rt
6.4.1-2[JGJ/T151-2008]
而玻璃系统的传热阻R
f
应为各层玻璃、气体间层、内外表面换热阻之和，
应该下面计算公式采用：
R
t
=1/h
out
+∑R
i
+∑R
g,i
+1/h
in
6.4.1-3[JGJ/T151-2008]
R
g,i
=t
g,i
/λ
g,i
i=1～n6.4.1-4[JGJ/T151-2008]
Ri=（Tf,i-Tb,i-1）/qii=2～n6.4.1-5[JGJ/T151-2008]qi=hc,i（Tf,i-Tb,i-1）+hr,i（Tf,i-Tb,i-1）6.3.1-6[JGJ/T151-2008]
式中：
Rg,i：
第i层玻璃的固体热阻（m·K/W）；
R
i
：
第i层气体间层的热阻（m·K/W）；
T
f,i
、T
b,i-1
：
第i层气体间层的外表面和内表面的温度（K）；
q
i
：
第i层气体间层的热流密度。
4.2室外表面换热系数:
外表面的换热系数应按如下公式计算：
hout=hr,out+hc,out参10.4.1-2[JGJ/T151-2008]
式中：
h
out
：
玻璃外表面的换热系数；
h
r,out
：
玻璃外表面的辐射换热系数；
h
c,out
：
玻璃外表面的对流换热系数，按规范取16W/（m·K）；
h
r,out
=3.9ε
s,out
/0.83710.3.5-3[JGJ/T151-2008]
式中：
εs,out：
玻璃外表面半球发射率；hout=hr,out+hc,out
=3.9×0.837/0.837+16
=19.9W/（m·K）
4.3室内表面换热系数:
室内表面换热系数h
in
可用下式表达：
h
in
=h
r,in
+h
c,in
参10.4.1-2[JGJ/T151-2008]
上式中：
hr,in：
辐射导热系数；
hc,in：
对流导热系数；
hr,in=4.4εs/0.83710.3.4-4[J
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