热工计算书寒冷地区50mm岩棉.docx
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热工计算书寒冷地区50mm岩棉
淮北市和协国际商务楼外装饰工程
热
工
计
算
书
设计：
校对：
审批：
合肥达美建筑装饰工程有限责任公司
二〇一〇年六月
目录
1计算引用的规范、标准及资料1
2计算中采用的部分条件参数及规定1
2.1计算基本条件：
1
2.2规范GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的部分规定2
2.3THERM6.0中常用材料导热系数6
3基本参数7
3.1地区参数：
7
3.2建筑参数：
7
3.3环境参数7
4采光区域玻璃幕墙热工计算7
4.1单元参数7
4.2玻璃的传热系数U值的计算8
4.3幕墙框传热系数Uf计算8
4.4幕墙框料与玻璃边缘结合处的线传热系数计算（ψ）：
9
4.5幕墙整体传热系数计算（Ut）：
11
4.6太阳光透射比及遮阳系数计算12
4.7结露计算14
5非采光区域铝塑板幕墙热工计算15
5.1单元参数15
5.2幕墙保温计算16
5.3结露计算17
11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》JGJ113-2009
《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
12计算中采用的部分条件参数及规定
12.1计算基本条件：
1、设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工性能时，应统一采《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》规定的标准计算条件进行计算。
2、在进行实际工程设计时，门窗、玻璃幕墙热工性能计算所采用的边界条件应符合相应建筑设计或节能设计标准的规定。
3、冬季计算标准条件应为：
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/m2.K
室外对流换热系数：
hc,out=16W/m2.K
室内平均辐射温度：
Trm,in=Tin
室外平均辐射温度：
Trm,out=Tout
太阳辐射照度：
Is=300W/m2
4、夏季计算标准条件应为：
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/m2.K
室外对流换热系数：
hc,out=16W/m2.K
室内平均辐射温度：
Trm,in=Tin
室外平均辐射温度：
Trm,out=Tout
太阳辐射照度：
Is=500W/m2
5、传热系数计算应采用冬季计算标准条件，并取Is=0W/m2。
计算门窗的传热系数时，门窗周边框的室外对流换热系数hc,out应取8W/（m2.k），周边框附近的边缘（65mm内）的室外对流换热系数hc,out应取12W/（m2.k）
6、遮阳系数、太阳能总透射比计算应采用夏季计算标准条件。
7、结露性能评价与计算的标准计算条件应为：
室内环境温度：
Tin=20℃
室内环境湿度：
RH=30%、60%
室外环境温度：
Tout=0℃，-10℃，-20℃
室外对流换热系数：
20W/m2.K
8、计算框的太阳能总透射比gf应使用下列边界条件
qin=α*Is
α：
框表面太阳辐射吸收系数
Is：
太阳辐射照度
qin：
通过框传向室内的净热流（W/m2）
9、计算窗产品的热工性能时，框与墙的界面应作为绝热边界处理
10、幕墙截面的几何描述
应根据框截面、镶嵌板类型的不同将幕墙框节点进行分类，不同种类的框截面节点均应计算其传热系数及对应框和镶嵌面板接缝的线传热系数。
11、幕墙在进行热工计算时应进行如下面积划分：
框投影面积Af：
指从室内、外两侧分别投影，得到的可视框投影面积中较大值，简称“框面积”；
玻璃投影面积Ag（或其他镶嵌板的投影面积Ap）：
指室内、外侧可见玻璃（或其他镶嵌板）边缘围合面积的较小值，简称“玻璃面积”（或“镶嵌板面积”）
幕墙总投影面积At：
指框面积Af与幕墙玻璃面积Ag（或其他镶嵌板的面积Ap）之和，简称“幕墙面积”。
12、幕墙玻璃（或其他镶嵌板）和框结合的线传热系数对应的边缘长度Lψ为框与面板的接缝长度，并应取室内、外接缝长度的较大值。
13、当所用的玻璃为单层玻璃，由于没有空气层的影响，不考虑线传热，线传热系数ψ=0。
14、本系统中给出的所有的数值全部是幕墙垂直安装的情况。
传热系数的数值包括了外框面积的影响。
计算传热系数的数值时，按以下取值:
内表面换热系数：
hin=8W/m2.k
外表面换热系数：
hout=23W/m2.k
15、本文将应用JGJ/T151给出的计算方法，并结合美国劳伦斯.贝克利国家实验室（LBNL）开发的WINDOW6.0、THERM6.0热工计算软件进行热工性能分析。
12.2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/（m2·K）
0.3＜体型系数≤0.4
传热系数KW/（m2·K）
屋面
≤0.35
≤0.30
外墙（包括非透明幕墙）
≤0.45
≤0.40
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/（m2·K）
0.3＜体型系数≤0.4
传热系数KW/（m2·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/（m2·K）
0.3＜体型系数≤0.4
传热系数KW/（m2·K）
屋面
≤0.55
≤0.45
外墙（包括非透明幕墙）
≤0.60
≤0.50
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/（m2·K）
遮阳系数SC
（东、南、西向/北向）
传热系数KW/（m2·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/（m2·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。
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/（m2·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。
12.3THERM6.0中常用材料导热系数
材料
THERM6.0中
对应材料名称
发射率
导热系数（W/mK）
铝（光面）
Aluminum（Oxisized,MillFinish）
0.2
237
铝（阳极氧化）
Aluminum（Anodized）
0.8
237
铝（喷涂）
Aluminum（Painted）
0.9
237
铝合金（光面）
AluminumAlloys（Oxisized,MillFinish）
0.2
160
铝合金（阳极氧化）
AluminumAlloys（Anodized）
0.8
160
铝合金（喷涂）
AluminumAlloys（Painted）
0.9
160
镀锌薄钢板、白铁皮
Steel-GalvanizedSheet（0.14%C）
0.2
62
钢材
Steel（Oxidized）
0.8
50
不锈钢
Steel–Stainless（Oxidized）
0.8
17
建筑玻璃
Glass（PlateorFloat）
0.84
1
PVB
PVB
0.9
0.221
聚冼氨（尼龙）
Polyamide（Nylon）
0.9
0.25
尼龙66+25%玻璃纤维
Polyamide6.6with25%glassfiber
0.9
0.30
高密度聚乙烯HD
Polyethylene/PolytheneHD（HighDensity）
0.9
0.50
低密度聚乙烯LD
Polyethylene/PolytheneLD（LowDensity）
0.9
0.33
固体聚丙烯
Polypropylene
0.9
0.22
带有25%玻璃纤维的聚丙烯
Polypropylenewith25%glassfiber
0.9
0.25
PU（聚亚氨脂树脂）
Polyurethane
0.9
0.25
刚性PVC
Polyvinylchloride（PVC）/Vinyl-Rig
0.9
0.17
岩棉
GlassFiber（Semi-Rigid）Sheathing
0.9
0.034
氯丁橡胶（PCP）
Neoprene（Polychloroprene）
0.9
0.23
EPDM（三元乙丙）
EthylenePropyleneDieneMonomer（EPDM）
0.9
0.25
柔性PVC
Polyvinylchloride（PVC）Flexible,with40%Softener
0.9
0.14
聚四氟乙烯
Polytetrafluoroethylene（PTFE）
0.9
0.25
聚酯马海毛
Mohair
0.9
0.14
柔性人造橡胶泡末
PolyurethaneFoam
0.9
0.05
固体/热融异丁烯
Butylrubber,（Isobutene）,Solid/HotMelt
0.9
0.24
聚硫胶
Polysulphide
0.9
0.40
纯硅胶
Silicone
0.9
0.35
聚异丁烯
Polyisobutylene（PIB）
0.9
0.20
硅胶（干燥剂）
SilicaGel（Desiccant）-Bulk
0.9
0.13
分子筛
Particleboard,Plywood（LowDensity）
0.9
0.10
硅胶泡沫
SiliconeFoam
0.9
0.17
挤塑聚苯乙烯
ExtrudedPolystyrene（XPS）withCO2
0.9
0.034
膨胀聚苯乙烯
ExpandedPolystyrene（EPS）
0.9
0.038
13基本参数
13.1地区参数：
淮北，地区类别属于寒冷地区；
13.2建筑参数：
建筑物长度：
36m；
建筑物宽度：
26m；
建筑物高度：
103m；
建筑物体形系数：
0.183；
建筑物窗墙比：
东面1225/3818=0.32；西面1907/3850=0.495；
南面1350/2772=0.487；北面1382/2824=0.489；
计算项目类型：
幕墙系统；
13.3环境参数
建筑物采用集中取暖系统：
14采光区域玻璃幕墙热工计算
14.1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；
根据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008的计算方法。
取标准计算单元如下图：
14.2玻璃的传热系数U值的计算
采用美国劳伦斯.贝克利国家实验室（LBNL）WINDOW6.0热工计算软件，计算得6Low-E+12+6玻璃的传热系数Ug=1.846W/（m2·K）。
14.3幕墙框传热系数Uf计算
在框的计算截面中，用一块导热系数λ=0.03W/（m·K）的板材代替实际的玻璃，板材厚度等于所代替面板的厚度，嵌入框的深度按照面板嵌入的实际尺寸，可见部分的板材宽度bp不应小于200mm（本文取值为200mm）。
框1：
如图框1的传热系数Uf=1.4666W/（m2·K）
框2：
如图框2的传热系数Uf=3.6518W/（m2·K）
14.4幕墙框料与玻璃边缘结合处的线传热系数计算（ψ）：
用实际的玻璃代替导热系数λ=0.03W/（m.k）的板材，其他尺寸不变。
框1：
如图，Uf’=5.7959W/（m2·K）Ueg=2.3922W/（m2·K）
框1线传热系数：
ψf=Uf’·bf+Ueg·beg-Uf·bf-Ug·beg
=（5.7959*65+2.3922*130-1.4666*65-1.846*130）/1000
=0.3524W/m·K
框2：
如图，Uf’=4.3469W/（m2·K）Ueg=2.4339W/（m2·K）
框2线传热系数：
ψf=Uf’·bf+Ueg·beg-Uf·bf-Ug·beg
=（4.3469*98.4+2.4339*65-3.6518*98.4-1.846*65）/1000
=0.1066W/m·K
14.5幕墙整体传热系数计算（Ut）：
实际结构中需要考虑金属框及周边洞口的影响，并进行加权计算。
按JGJ/T151-2008规定：
对于整樘门窗结构：
Ut=（ΣAg·Ug+ΣAf·Uf+Σlψ·ψ）/At3.3.1[JGJ/T151-2008]
在上面的公式中：
Ut：
整樘窗的传热系数；
Ag：
窗玻璃面积；
Af：
窗框面积；
At：
窗面积；
lψ：
玻璃区域边缘长度；
Ug：
窗玻璃的传热系数；
Uf：
窗框的传热系数；
ψ：
窗框和窗玻璃间的线传热系数；
对于单幅幕墙结构：
UCW=（ΣAg·Ug+ΣAp·Up+ΣAf·Uf+Σlg·ψg+Σlp·ψp）/（Ag+Ap+Af）4.3.1[JGJ/T151-2008]
在上面的公式中：
UCW：
单幅幕墙的传热系数；
Ag：
玻璃或透明面板面积；
lg：
玻璃或透明面板边缘长度；
Ug：
玻璃或透明面板的传热系数；
ψg：
玻璃或透明面板的线传热系数；
Ap：
非透明面板面积；
lp：
非透明面板边缘长度；
Up：
非透明面板的传热系数；
ψp：
非透明面板的线传热系数；
Af：
框面积；
Uf：
框的传热系数；
本计算项目是幕墙系统：
6较低透光Low-E+12+6
玻璃面积Ag
m2
框面积Af
m2
框宽度bf
mm
玻璃边缘宽度beg
mm
玻璃边缘长度lg
m
传热系数U
W/（m2•K）
线传热系数
ψf
W/m•K
Uf’
W/（m2•K）
Ueg
W/（m2•K）
玻璃
8.26875
1.8460
框1
0.4095
65
130
6.3
1.4666
0.3524
5.7959
2.3922
框2
0.72324
98.4
65
7.35
3.6518
0.1066
4.3469
2.4339
整体
9.40149
2.2775
按规范GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》的要求，本处的U值应该不大于2.3W/（m2·k），该幕墙传热系数为2.2775≤2.3，所以满足规范要求!
14.6太阳光透射比及遮阳系数计算
1.4.6.1太阳光总透射比gt
通过幕墙系统构件成为室内的热量的太阳辐射与投射到幕墙系统构件上的太阳辐射的比值。
成为室内热量的太阳辐射部分包括直接的太阳光透射得热和被构件吸收的太阳辐射再经传热进入室内的得热。
（1）框的太阳光总透射比gf
gf=αf·Uf/（Asurf/Af·hout）7.6.1[JGJ/T151-2008]
式中：
hout：
外表面换热系数W/（m2·K）；
αf：
框表面太阳辐射吸收系数，取0.4；
Uf：
框的传热系数W/（m2·K）；
Asurf：
框的外表面面积m2；
Af：
框面积m2；
gf=αf·Uf/（Asurf/Af·hout）
=0.4×2.4216/（4.043/1.1464×19.9）
=0.0138
（2）幕墙系统玻璃区域太阳光总透射比
gg：
玻璃区域太阳光总透射比；
gg=0.3
（3）幕墙系统计算单元太阳光总透射比gt
按JGJ/T151-2008规定：
对于整樘门窗结构：
gt=（ΣAg×gg+ΣAf·gf）/At3.4.1[JGJ/T151-2008]
gt：
整樘窗的太阳光总透射比。
Ag：
玻璃板面积；
Af：
窗框面积；
gg：
窗玻璃区域太阳光总透射比；
gf：
窗框太阳光总透射比；
At：
窗面积；
对于单幅幕墙结构：
gCW=（ΣAg×gg+ΣAp·gp+ΣAf·gf）/A4.4.1[JGJ/T151-2008]
gCW：
单幅幕墙的太阳光总透射比。
Ag：
玻璃或透明面板面积；
gg：
玻璃或透明面板的太阳光总透射比；
Ap：
非透明面板面积；
gp：
非透明面板的太阳光总透射比；
Af：
框面积；
gf：
框太阳光总透射比；
A：
幕墙单元面积；
本计算项目是幕墙系统：
gCW=（ΣAg×gg+ΣAp·gp+ΣAf·gf）/A
=（7.5516×0.3+1.1464×0.0138）/8.698
=0.262
1.4.6.2幕墙系统计算单元的遮阳系数
幕墙系统计算单元的遮阳系数应为幕墙系统计算单元的太阳光总透射比与标准3mm厚透明玻璃的太阳光总透射比的比值：
对于整樘窗：
SC=gt/0.873.4.2[JGJ/T151-2008]
式中：
SC：
整樘窗的遮阳系数；
gt：
整樘窗的单元太阳光总透射比。
对于单幅幕墙：
SCCW=gcw/0.874.4.2[JGJ/T151-2008]
式中：
SCCW：
单幅幕墙的遮阳系数；
gcw：
单幅幕墙的单元太阳光总透射比。
本计算项目是幕墙系统：
SCCW=
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