城市新區(qū)圖書館幕墻工程施工圖(石材幕墻 玻璃幕墻 鋁板幕墻)
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鹽城市城南新區(qū)圖書館幕墻工程外裝結(jié)構(gòu)熱工性能設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì): 校對(duì): 審核: 批準(zhǔn): 福建遠(yuǎn)泰幕墻裝飾工程有限公司二一一年八月目錄1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料12 計(jì)算中采用的部分條件參數(shù)及規(guī)定12.1 計(jì)算所采納的部分參數(shù)12.2 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部分規(guī)定23 半隱框玻璃幕墻熱工節(jié)能計(jì)算53.1 幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本參數(shù)53.2 玻璃的傳熱系數(shù)U值的計(jì)算63.3 幕墻系統(tǒng)框的傳熱系數(shù)U值的計(jì)算103.4 幕墻系統(tǒng)整體的傳熱系數(shù)U值143.5 太陽光透射比及遮陽系數(shù)計(jì)算153.6 結(jié)露計(jì)算174 石材幕墻熱工節(jié)能計(jì)算184.1 幕墻結(jié)構(gòu)基本參數(shù)184.2 幕墻保溫計(jì)算194.3 結(jié)露計(jì)算205 鋁板幕墻熱工節(jié)能計(jì)算215.1 幕墻結(jié)構(gòu)基本參數(shù)215.2 幕墻保溫計(jì)算225.3 結(jié)露計(jì)算23鹽城市城南新區(qū)圖書館幕墻工程熱工計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算書 福建遠(yuǎn)泰幕墻裝飾工程有限公司1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料建筑幕墻 GB/T21086-2007民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50176-93公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB50189-2005民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分) JGJ26-2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) JGJ134-2010夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) JGJ75-20031居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 意見稿 建標(biāo)2006-46號(hào) 建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程 JGJ/T151-2008 建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2009玻璃幕墻光學(xué)性能 GB/T18091-2000 建筑玻璃可見光、透射比等以及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測(cè)定GB/T2680-942 計(jì)算中采用的部分條件參數(shù)及規(guī)定2.1 計(jì)算所采納的部分參數(shù)按建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程JGJ/T151-2008采用(1)冬季標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件應(yīng)為: 室內(nèi)空氣溫度:Tin=20; 室外空氣溫度:Tout=-20; 室內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù):hc,in=3.6W/(m2K); 室外對(duì)流換熱系數(shù):hc,out=16W/(m2K); 室內(nèi)平均輻射溫度:Trm,in=Tin 室外平均輻射溫度:Trm,out=Tout 太陽輻射照度:Is=300W/m2;(2)夏季標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件應(yīng)為: 室內(nèi)空氣溫度:Tin=25; 室外空氣溫度:Tout=30; 室內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù):hc,in=2.5W/(m2K); 室外對(duì)流換熱系數(shù):hc,out=16W/(m2K); 室內(nèi)平均輻射溫度:Trm,in=Tin 室外平均輻射溫度:Trm,out=Tout 太陽輻射照度:Is=500W/m2;(3)計(jì)算傳熱系數(shù)應(yīng)采用冬季標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件,并取Is=0W/m2;(4)計(jì)算遮陽系數(shù)、太陽光總透射比應(yīng)采用夏季標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件;(5)結(jié)露性能計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)邊界條件應(yīng)為: 室內(nèi)環(huán)境溫度:20; 室內(nèi)環(huán)境濕度:30%,60%; 室外環(huán)境溫度:0,-10,-20(6)框的太陽光總透射比gf應(yīng)采用下列邊界條件: qin=Is :框表面太陽輻射吸收系數(shù); Is:太陽輻射照度(W/m2); qin:框吸收的太陽輻射熱(W/m2);2.2 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部分規(guī)定(1)結(jié)構(gòu)所在的建筑氣候分區(qū)應(yīng)該按下面表格取用。表4.2.1 主要城市所處氣候分區(qū)氣候分區(qū)代 表 性 城 市嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū)海倫、博克圖、伊春、呼瑪、海拉爾、滿洲里、齊齊哈爾、富錦、哈爾濱、牡丹江、克拉瑪依、佳木斯、安達(dá)嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)長春、烏魯木齊、延吉、通遼、通化、四平、呼和浩特、撫順、大柴旦、沈陽、大同、 本溪、阜新、哈密、鞍山、張家口、酒泉、伊寧、吐魯番、西寧、銀川、丹東寒冷地區(qū)蘭州、太原、唐山、阿壩、喀什、北京、天津、大連、陽泉、平?jīng)?、石家莊、德州、晉城、天水、西安、拉薩、康定、濟(jì)南、青島、安陽、鄭州、洛陽、寶雞、徐州夏 熱冬冷地區(qū)南京、蚌埠、鹽城、南通、合肥、安慶、九江、武漢、黃石、岳陽、漢中、安康、上海、杭州、寧波、宜昌、長沙、南昌、株洲、零陵、贛州、韶關(guān)、桂林、重慶、達(dá)縣、萬州、涪陵、南充、宜賓、成都、貴陽、遵義、凱里、綿陽夏熱冬暖地區(qū)福州、莆田、龍巖、梅州、興寧、英德、河池、柳州、賀州、泉州、廈門、廣州、深圳、湛江、汕頭、???、南寧、北海、梧州(2)根據(jù)建筑所處城市的建筑氣候分區(qū),圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能應(yīng)分別符合下面各表的相關(guān)規(guī)定。表4.2.2-1 嚴(yán)寒地區(qū)A區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位體型系數(shù) 0.3傳熱系數(shù)KW/ (m2K)0.3體型系數(shù)0.4傳熱系數(shù)KW/ (m2K)屋 面0.350.30外 墻(包括非透明幕墻)0.450.40底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板0.450.40非采暖房間與采暖房間的隔墻或樓板0.60.6單一朝向外窗(包括透明幕墻)窗墻面積比0.2. 3.02.70.2 窗墻面積比0.32.82.50.3 窗墻面積比0.42.52.20.4 窗墻面積比0.52.01.70.5 窗墻面積比0.71.71.5屋頂透明部分2.5表4.2.2-2 嚴(yán)寒地區(qū)B區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位體型系數(shù)0.3傳熱系數(shù) KW/(m2K)0.3體型系數(shù)0.4傳熱系數(shù)KW/(m2K)屋 面0.450.35外 墻(包括非透明幕墻)0.500.45底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板0.500.45非采暖房間與采暖房間的隔墻或樓板0.80.8單一朝向外窗(包括透明幕墻)窗墻面積比0.2. 3.22.80.2 窗墻面積比0.32.92.50.3 窗墻面積比0.42.62.20.4 窗墻面積比0.52.11.80.5 窗墻面積比0.71.81.6屋頂透明部分2.6表4.2.2-3 寒冷地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)限值圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位體型系數(shù)0.3傳熱系數(shù)KW/(m2K)0.3體型系數(shù)0.4傳熱系數(shù)KW/(m2K)屋面0.550.45外墻(包括非透明幕墻)0.600.50底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板0.600.50非采暖空調(diào)房間與采暖空調(diào)房間的隔墻或樓板1.51.5外窗(包括透明幕墻)傳熱系數(shù)KW/(m2K)遮陽系數(shù)SC(東、南、西向/北向)傳熱系數(shù)KW/(m2K)遮陽系數(shù)SC(東、南、西向/北向)單一朝向外窗(包括透明幕墻)窗墻面積比0.23.53.00.2窗墻面積比0.33.02.50.3窗墻面積比0.42.70.70/2.30.70/0.4窗墻面積比0.52.30.60/2.00.60/0.5窗墻面積比0.72.00.50/1.80.50/屋頂透明部分2.70.502.70.50注:有外遮陽時(shí),遮陽系數(shù)=玻璃的遮陽系數(shù)外遮陽的遮陽系數(shù);無外遮陽時(shí),遮陽系數(shù)=玻璃的遮陽系數(shù)。表4.2.2-4 夏熱冬冷地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)限值圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位傳熱系數(shù)KW/(m2K)屋面 0.70外墻(包括非透明幕墻) 1.0底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板 1.0外窗(包括透明幕墻)傳熱系數(shù)KW/(m2K)遮陽系數(shù)SC(東、南、西向/北向)單一朝向外窗(包括透明幕墻)窗墻面積比0.2 4.70.2窗墻面積比0.3 3.5 0.55/0.3窗墻面積比0.4 3.0 0.50/0.600.4窗墻面積比0.5 2.8 0.45/0.550.5窗墻面積比0.7 2.5 0.40/0.50屋頂透明部分3.00.40注:有外遮陽時(shí),遮陽系數(shù)=玻璃的遮陽系數(shù)外遮陽的遮陽系數(shù);無外遮陽時(shí),遮陽系數(shù)=玻璃的遮陽系數(shù)。表4.2.2-5 夏熱冬暖地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)限值圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位傳熱系數(shù)KW/(m2K)屋面 0.90外墻(包括非透明幕墻) 1.5底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板 1.5外窗(包括透明幕墻)傳熱系數(shù)KW/(m2K)遮陽系數(shù)SC(東、南、西向/北向)單一朝向外窗(包括透明幕墻)窗墻面積比0.2 6.50.2窗墻面積比0.3 4.7 0.50/0.600.3窗墻面積比0.4 3.5 0.45/0.550.4窗墻面積比0.5 3.0 0.40/0.500.5窗墻面積比0.7 3.0 0.35/0.45屋頂透明部分3.50.35注:有外遮陽時(shí),遮陽系數(shù)=玻璃的遮陽系數(shù)外遮陽的遮陽系數(shù);無外遮陽時(shí),遮陽系數(shù)=玻璃的遮陽系數(shù)。3 半隱框玻璃幕墻熱工節(jié)能計(jì)算3.1 幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本參數(shù).3.1.1 地區(qū)參數(shù): 鹽城,地區(qū)類別屬于夏熱冬冷地區(qū);.3.1.2 建筑參數(shù): 建筑物長度:148m; 建筑物寬度:116m; 建筑物高度:23.9m; 建筑物朝向:南; 建筑物體形系數(shù):0.073; 建筑物窗墻比:0.4; 計(jì)算項(xiàng)目類型:幕墻系統(tǒng);.3.1.3 環(huán)境參數(shù) 建筑物采用集中取暖系統(tǒng):.3.1.4 單元參數(shù) 中空玻璃:6+12(中空層)+6(mm); 外片:LOW-E鍍膜; 內(nèi)片:普通玻璃; 中空氣體間層氣體:空氣; 幕墻系統(tǒng)的面積:A=9m2; 幕墻系統(tǒng)玻璃的面積:Ag=7.783m2; 幕墻系統(tǒng)框的面積:Af=1.217m2; 幕墻系統(tǒng)框的總表面面積:Asurf=1.385m2; 玻璃區(qū)域的總周長:l=27.12m; 幕墻系統(tǒng)角度:=90度; 計(jì)算單元高度:H=3000mm;.3.1.5 框傳熱系數(shù)相關(guān)參數(shù) Ad,i=1.5m2 Ad,e=0.5m2 Af,i=1m2 Af,e=0.3m23.2 玻璃的傳熱系數(shù)U值的計(jì)算玻璃傳熱分析簡(jiǎn)圖如下:.3.2.1 計(jì)算基礎(chǔ)及依據(jù) 計(jì)算玻璃的傳熱系數(shù)U值,依據(jù)建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程JGJ/T151-2008進(jìn)行計(jì)算。 U值是表征玻璃傳熱的參數(shù)。表示熱量通過玻璃中心部位而不考慮邊緣效應(yīng),穩(wěn)態(tài)條件下,玻璃兩表面在單位環(huán)境溫度差條件時(shí),通過單位面積的熱量。U值的單位是W/(m2K)。 按規(guī)范6.4.1規(guī)定,計(jì)算玻璃的傳熱系數(shù)應(yīng)該采用下面的公式: Ug=1/Rt 6.4.1-2 JGJ/T151-2008 而玻璃系統(tǒng)的傳熱阻Rt應(yīng)為各層玻璃、氣體間層、內(nèi)外表面換熱阻之和,應(yīng)該下面計(jì)算公式采用: Rt=1/hout+Ri+Rg,i+1/hin 6.4.1-3JGJ/T151-2008 Rg,i=tg,i/g,i i=1n 6.4.1-4JGJ/T151-2008 Ri=(Tf,i-Tb,i-1)/qi i=2n 6.4.1-5JGJ/T151-2008 qi=hc,i(Tf,i-Tb,i-1)+hr,i(Tf,i-Tb,i-1) 6.3.1-6JGJ/T151-2008式中: Rg,i:第i層玻璃的固體熱阻(m2K/W); Ri:第i層氣體間層的熱阻(m2K/W); Tf,i、Tb,i-1:第i層氣體間層的外表面和內(nèi)表面的溫度(K); qi:第i層氣體間層的熱流密度。.3.2.2 室外表面換熱系數(shù) 外表面的換熱系數(shù)應(yīng)按如下公式計(jì)算: hout=hr,out+hc,out 參10.4.1-2JGJ/T151-2008式中: hout:玻璃外表面的換熱系數(shù); hr,out:玻璃外表面的輻射換熱系數(shù); hc,out:玻璃外表面的對(duì)流換熱系數(shù),按規(guī)范取16W/(m2K); hr,out=3.9s,out/0.837 10.3.5-3JGJ/T151-2008式中: s,out:玻璃外表面半球發(fā)射率; hout=hr,out+hc,out =3.90.837/0.837+16 =19.9W/(m2K).3.2.3 室內(nèi)表面換熱系數(shù)室內(nèi)表面換熱系數(shù)hin可用下式表達(dá): hin=hr,in+hc,in 參10.4.1-2JGJ/T151-2008上式中: hr,in:輻射導(dǎo)熱系數(shù); hc,in:對(duì)流導(dǎo)熱系數(shù); hr,in=4.4s/0.837 10.3.4-4JGJ/T151-2008 s:玻璃表面校正發(fā)射率,由廠家給出; 本處玻璃是普通玻璃,按上面的約定,其s取值為0.837,帶入,得: hr,in=4.4s/0.837 =4.40.837/0.837 =4.4W/(m2K)按規(guī)范:hc,in的值冬季取是3.6W/(m2K),夏季取2.5W/(m2K)。對(duì)于通常情況下的玻璃表面輻射和自由對(duì)流:冬季: hin=hr,in+hc,in =4.4+3.6 =8W/(m2K)夏季: hin=hr,in+hc,in =4.4+2.5 =6.9W/(m2K).3.2.4 多層玻璃系統(tǒng)材料的固體熱阻 Rg,i=tg,i/g,i 6.4.1-4JGJ/T151-2008 tg,i:第i層固體材料的的厚度; g,i:第i層固體材料的導(dǎo)熱系數(shù),玻璃取l.00W/mK; Rg,i=6/1000+6/1000 =0.012m2K/W.3.2.5 多層玻璃系統(tǒng)內(nèi)部氣體間層的熱阻(1)玻璃中空氣體間層兩側(cè)玻璃的輻射換熱系數(shù): hr=4(1/1+1/2-1)-1Tm3 6.3.7JGJ/T151-2008式中: :斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù),取=5.6710-8W/(m2K); 1、2:氣體間層中兩表面在平均絕對(duì)溫度Tm下的半球發(fā)射率:1=0.1,2=0.837; Tm:氣體間層兩表面的平均絕對(duì)溫度(K),取Tm=273K; hr=4(1/1+1/2-1)-1Tm3 =45.6710-8(1/0.1+1/0.837-1)-12733 =0.453W/(m2K)(2)玻璃中空氣體間層兩側(cè)玻璃的對(duì)流換熱系數(shù): hc,i=Nui(g,i/dg,i) 6.3.2JGJ/T151-2008式中: Nui:努謝爾特?cái)?shù),是瑞利數(shù)Raj、氣體氣體間層高厚比和氣體間層傾角的函數(shù); g,i:所充氣體的導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK); dg,i:氣體間層的厚度;瑞利數(shù)Ra的計(jì)算: Ra=2d3GcpT/ 6.3.3-1JGJ/T151-2008 =1/Tm 6.3.3-2JGJ/T151-2008 Ag,i=H/dg,i 6.3.3-3JGJ/T151-2008式中: Ra:瑞利(Rayleigh)數(shù); :氣體密度(kg/m3); G:重力加速度,取9.8m/s2; cp:常壓下氣體比熱容(J/(kgK); :常壓下的氣體黏度(kg/(ms); :常壓下氣體的導(dǎo)熱系數(shù)(W/(mK); T:氣體間層前后玻璃表面的溫度差(K); :將填充氣體作為理想氣體處理時(shí)的氣體熱膨脹系數(shù); Tm:填充氣體的平均溫度(K); H:氣體間層頂?shù)拙嚯x,取幕墻系統(tǒng)透光區(qū)域高度(m); Ag,i:氣體間層的高厚比; dg,i:氣體間層的厚度; =1/Tm =1/273 =0.00366 Ag,i=H/dg,i =3000/12 =250 Ra=2d3GcpT/ =1.29332(12/1000)39.80.003661006.10343/0.00001722/0.0241 =753.986空腔的努謝爾特?cái)?shù)應(yīng)該按下面的公式計(jì)算:1)氣體間層傾角060 Nu=1+1.441-1708/Racos1-1708sin1.6(1.8)/Racos +(Racos/5830)1/3-1 6.3.4-1JGJ/T151-2008 Ra20式中: 函數(shù)x表示為:x=(x+|x|)/22)氣體間層傾角=60 Nu=(Nu1,Nu2)max 6.3.4-2JGJ/T151-2008式中: Nu1=1+(0.0936Ra0.314/(1+GN)71/7 Nu2=(0.104+0.175/Ag,i)Ra0.283 GN=0.5/(1+(Ra/3160)20.6)0.13)氣體間層傾角6090 按公式6.3.4-2和6.3.4-3做線性插值:4)=90 Nu=(Nu1,Nu2)max 6.3.4-3JGJ/T151-2008 Nu1=0.0673838Ra1/3 Ra5104 Nu1=0.028154Ra0.4134 104Ra5104 Nu1=1+1.759667810-10Ra2.2984755 Ra104 Nu2=0.242(Ra/Ag,i)0.272本計(jì)算中=90度,帶入上面公式,得: Nu=1.0007代入6.3.2,得 hc,i=Nui(g,i/dg,i) =1.0007(0.0241/(12/1000) =2.01W/(m2K)公式6.4.1-5及6.3.1-6兩項(xiàng)合并,對(duì)于兩片中空玻璃,則: Ri=1/(hc,i+hr,i) =1/(2.01+0.453) =0.406(m2K/W)代入6.4.1-3,得:冬季玻璃U值為: Rt=1/hout+Ri+Rg,i+1/hin =1/19.9+0.406+0.012+1/8 =0.593(m2K/W) U1=1/Rt =1.686W/(m2K)3.3 幕墻系統(tǒng)框的傳熱系數(shù)U值的計(jì)算.3.3.1 框的傳熱系數(shù)Uf在計(jì)算框的傳熱系數(shù)時(shí),按照建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程JGJ/T151-2008的規(guī)定,可以通過輸入數(shù)據(jù),用二維有限單元法進(jìn)行數(shù)字計(jì)算,得到框的傳熱系數(shù)。也可以采用該規(guī)范附錄B提供的方法計(jì)算框的傳熱系數(shù),本計(jì)算中采用的是后者,以下關(guān)于框的傳熱系統(tǒng)的說明均來自建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程JGJ/T151-2008附錄B,其圖表索引號(hào)同樣是該規(guī)范中的圖表號(hào)!本計(jì)算中給出的所有的數(shù)值全部是窗垂直安裝的情況。傳熱系數(shù)的數(shù)值包括了外框面積的影響。計(jì)算傳熱系數(shù)的數(shù)值時(shí)取內(nèi)表面換熱系數(shù)hin=8.0 W/m2K和外表面換熱系數(shù)hout=23 W/m2K??虻膫鳠嵯禂?shù)Uf的數(shù)值可以通過下列程序獲得:1:塑料窗框表B.0.2 帶金屬鋼襯的塑料窗框的傳熱系數(shù)窗框材料窗 框 種 類UfW/(m2.K)聚氨酯帶有金屬加強(qiáng)筋,型材壁厚的凈厚度5mm2.8PVC腔體截面從室內(nèi)到室外為兩腔結(jié)構(gòu),無金屬加強(qiáng)筋2.2從室內(nèi)到室外為兩腔結(jié)構(gòu),帶有金屬加強(qiáng)筋2.7從室內(nèi)到室外為三腔結(jié)構(gòu),無金屬加強(qiáng)筋2.02:金屬窗框框的傳熱系數(shù)的數(shù)值可通過下面的步驟計(jì)算獲得:1) 金屬框Uf的傳熱系數(shù)公式為: 式中:Ad.i, Ad,e, Af,i, Af,e窗或幕墻各部件面積,m2;其定義如下圖3.2.2、圖4.2.2所示。hi框的內(nèi)表面換熱系數(shù),W/m2K;he框的外表面換熱系數(shù),W/m2K;Rf框截面的熱阻(隔熱條的導(dǎo)熱系數(shù)為0.20.3W/m.K),m2K/W。2) 金屬窗框Rf的熱阻通過下式獲得: 沒有隔熱的金屬框,Uf0 =5.9W/(m2K);具有隔熱的金屬框,Uf0的數(shù)值可按圖B.0.2-3中陰影區(qū)域上限的粗線選取,圖B.0.2-4、B.0.2-5為兩種不同的隔熱金屬框截面類型示意。在表B.0.2-3中,帶隔熱條的金屬窗框的適用的條件是: (B.0.2-3)其中:d熱斷橋?qū)?yīng)的鋁合金截面之間的最小距離;bj熱斷橋j的寬度;bf窗框的寬度。在表B.0.2-3中,采用泡沫材料隔熱金屬框的適用的條件是: (B.0.2-3)其中:d熱斷橋?qū)?yīng)的鋁合金截面之間的最小距離;bj熱斷橋j的寬度;bf窗框的寬度。圖3.2.2 窗各部件面積劃分示意圖4.2.2 幕墻各部件面積劃分示意 圖B.0.2-3 帶隔熱的金屬窗框的傳熱系數(shù)值圖B.0.2-4截面類型1(采用導(dǎo)熱系數(shù)低于0.3W/m.K的隔熱條) 圖B.0.2-5截面類型2(采用導(dǎo)熱系數(shù)低于0.2W/m.K的泡沫材料).3.3.2 幕墻框與玻璃結(jié)合處的線傳熱系數(shù)窗框與玻璃結(jié)合處的線傳熱系數(shù),主要描述了在窗框、玻璃和間隔層之間交互作用下附加的熱傳遞,線性熱傳遞傳熱系數(shù)主要受間隔層材料傳導(dǎo)率的影響。在沒有精確計(jì)算的情況下,可采用下表估算窗框與玻璃結(jié)合處的線傳熱系數(shù): 表B.0.3 鋁合金、鋼(不包括不銹鋼)中空玻璃的線傳熱系數(shù)窗框材料雙層或者三層未鍍膜中空玻璃 ( W/m.K)雙層Low-E鍍膜或三層(其中兩片Low-E鍍膜)中空玻璃 ( W/m.K)木窗框和塑料窗框0.040.06帶熱斷橋的金屬窗框0.060.08沒有斷橋的金屬窗框00.02 對(duì)于塑鋼型材,框的傳熱系數(shù)可直接按規(guī)范表B.0.2取值; 對(duì)于鋁合金型材,需要按規(guī)范圖B.0.2-3取Uf0,然后依次代入下面公式求Uf: Rf=1/Uf0-0.17 B.0.2-2JGJ/T151-2008 Uf=1/(Af,i/hiAd,i+Rf+Af,e/heAd,e) B.0.2-1JGJ/T151-2008本結(jié)構(gòu)采用斷熱鋁合金型材型材,因此: Uf=3.318W/(m2K)斷熱截面金屬框間距d=20mm,Uf0=2.76 =0.06W/(mK)3.4 幕墻系統(tǒng)整體的傳熱系數(shù)U值實(shí)際結(jié)構(gòu)中需要考慮金屬框及周邊洞口的影響,并進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。按JGJ/T151-2008規(guī)定:對(duì)于整樘門窗結(jié)構(gòu): Ut=(AgUg+AfUf+l)/At 3.3.1JGJ/T151-2008在上面的公式中: Ut:整樘窗的傳熱系數(shù); Ag:窗玻璃面積; Af:窗框面積; At:窗面積; l:玻璃區(qū)域邊緣長度; Ug:窗玻璃的傳熱系數(shù); Uf:窗框的傳熱系數(shù); :窗框和窗玻璃間的線傳熱系數(shù);對(duì)于單幅幕墻結(jié)構(gòu): UCW=(AgUg+ApUp+AfUf+lgg+lpp)/(Ag+Ap+Af ) 4.3.1JGJ/T151-2008在上面的公式中: UCW:?jiǎn)畏粔Φ膫鳠嵯禂?shù); Ag:玻璃或透明面板面積; lg:玻璃或透明面板邊緣長度; Ug:玻璃或透明面板的傳熱系數(shù); g:玻璃或透明面板的線傳熱系數(shù); Ap:非透明面板面積; lp:非透明面板邊緣長度; Up:非透明面板的傳熱系數(shù); p:非透明面板的線傳熱系數(shù); Af:框面積; Uf:框的傳熱系數(shù);本計(jì)算項(xiàng)目是幕墻系統(tǒng): U冬季=UCW=(AgUg+ApUp+AfUf+lgg+lpp)/(Ag+Ap+Af ) =(7.7831.686+1.2173.318+27.120.06)/9 =2.087W/(m2K)按規(guī)范GB50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,本處的U值應(yīng)該不大于3W/(m2k),所以滿足規(guī)范要求!3.5 太陽光透射比及遮陽系數(shù)計(jì)算.3.5.1 太陽光總透射比gt 通過幕墻系統(tǒng)構(gòu)件成為室內(nèi)的熱量的太陽輻射與投射到幕墻系統(tǒng)構(gòu)件上的太陽輻射的比值。成為室內(nèi)熱量的太陽輻射部分包括直接的太陽光透射得熱和被構(gòu)件吸收的太陽輻射再經(jīng)傳熱進(jìn)入室內(nèi)的得熱。(1)框的太陽光總透射比gf gf=fUf/(Asurf/Afhout) 7.6.1JGJ/T151-2008式中: hout:外表面換熱系數(shù)W/(m2K); f :框表面太陽輻射吸收系數(shù),取0.6; Uf :框的傳熱系數(shù)W/(m2K); Asurf:框的外表面面積m2; Af:框面積m2; gf=fUf/(Asurf/Afhout) =0.63.318/(1.385/1.21719.9) =0.088(2)幕墻系統(tǒng)玻璃區(qū)域太陽光總透射比 gg:玻璃區(qū)域太陽光總透射比; gg=0.3(3)幕墻系統(tǒng)計(jì)算單元太陽光總透射比gt按JGJ/T151-2008規(guī)定:對(duì)于整樘門窗結(jié)構(gòu): gt=(Aggg+Afgf)/At 3.4.1JGJ/T151-2008 gt:整樘窗的太陽光總透射比。 Ag:玻璃板面積; Af:窗框面積; gg:窗玻璃區(qū)域太陽光總透射比; gf:窗框太陽光總透射比; At:窗面積;對(duì)于單幅幕墻結(jié)構(gòu): gCW=(Aggg+Apgp+Afgf)/A 4.4.1JGJ/T151-2008 gCW:?jiǎn)畏粔Φ奶柟饪偼干浔取?Ag:玻璃或透明面板面積; gg:玻璃或透明面板的太陽光總透射比; Ap:非透明面板面積; gp:非透明面板的太陽光總透射比; Af:框面積; gf:框太陽光總透射比; A:幕墻單元面積;本計(jì)算項(xiàng)目是幕墻系統(tǒng): gCW=(Aggg+Apgp+Afgf)/A =(7.7830.3+1.2170.088)/9 =0.271.3.5.2 幕墻系統(tǒng)計(jì)算單元的遮陽系數(shù) 幕墻系統(tǒng)計(jì)算單元的遮陽系數(shù)應(yīng)為幕墻系統(tǒng)計(jì)算單元的太陽光總透射比與標(biāo)準(zhǔn)3mm厚透明玻璃的太陽光總透射比的比值:對(duì)于整樘窗: SC=gt/0.87 3.4.2JGJ/T151-2008式中: SC:整樘窗的遮陽系數(shù); gt:整樘窗的單元太陽光總透射比。對(duì)于單幅幕墻: SCCW=gcw/0.87 4.4.2JGJ/T151-2008式中: SCCW:?jiǎn)畏粔Φ恼陉栂禂?shù); gcw:?jiǎn)畏粔Φ膯卧柟饪偼干浔取1居?jì)算項(xiàng)目是幕墻系統(tǒng): SCCW=gcw/0.87 =0.271/0.87 =0.311按照規(guī)范GB50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,此處遮陽系數(shù)不應(yīng)大于:0.5,所以滿足規(guī)范要求。.3.5.3 幕墻系統(tǒng)計(jì)算單元可見光透射比計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)光源透過幕墻系統(tǒng)構(gòu)件成為室內(nèi)的人眼可見光與投射到幕墻系統(tǒng)構(gòu)件上的人眼可見光,采用人眼視見函數(shù)加權(quán)的比值。對(duì)于整樘窗: t=(Agv)/At 3.5.1JGJ/T151-2008式中: t:整樘窗的可見光透射比; v:窗玻璃可見光透射比,為0.15; Ag:窗玻璃的面積(m2); At:窗面積(m2)。對(duì)于單幅幕墻: CW=(Agv)/A 4.5.1JGJ/T151-2008式中: t:幕墻單元的可見光透射比; v:透光面板的可見光透射比,為0.15; Ag:透光面板面積(m2); A:幕墻單元面積(m2)。本計(jì)算項(xiàng)目是幕墻系統(tǒng): CW=(Agv)/A =(7.7830.15)/9 =0.13對(duì)于居住建筑,玻璃的可見光透射比不做要求;對(duì)于公共建筑,按照4.2.4GB50189-2005的規(guī)定,當(dāng)窗墻比小于0.40時(shí),玻璃的可見光透射比不應(yīng)小于0.4;所以,對(duì)于本工程滿足要求。3.6 結(jié)露計(jì)算.3.6.1 水表面的飽和水蒸氣壓計(jì)算 Es=E010(at)/(b+t) 5.2.1JGJ/T151-2008式中: ES:空氣的飽和水整齊壓; E0:空氣溫度為0時(shí)的飽和水蒸氣壓,取E0=6.11hPa; t:空氣溫度,取20; a、b:參數(shù),a=7.5,b=237.3; Es=E010(at)/(b+t) =6.1110(7.520)/(237.3+20) =23.389.3.6.2 在空氣相對(duì)濕度f下,空氣的水蒸氣壓計(jì)算 e=fEs 5.2.2JGJ/T151-2008式中: e:空氣的水蒸氣壓,hPa; f:空氣的相對(duì)濕度,; Es:空氣的飽和水蒸氣壓,hPa; e=fEs =0.323.389 =7.017.3.6.3 空氣的結(jié)露點(diǎn)溫度計(jì)算 Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) 5.2.3JGJ/T151-2008式中: lg(e/6.11)表示取以10為底,e/6.11的對(duì)數(shù); Td:空氣的露點(diǎn)溫度,; e:空氣的水蒸氣壓,hPa; a、b:參數(shù),a=7.5,b=237.3; Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) =237.3/(7.5/lg(7.017/6.11)-1) =1.917.3.6.4 幕墻系統(tǒng)玻璃內(nèi)表面的計(jì)算溫度 室內(nèi)環(huán)境溫度:Tin=20.0; 室外環(huán)境溫度:Tout=-10; 玻璃內(nèi)表面換熱系數(shù):hin=8W/(m2K); 玻璃的傳熱系數(shù):Ug=1.686W/(m2K); 室內(nèi)玻璃表面溫度:Tg,in; Tg,in=Tin-(Tin-Tout)Ug/hin =20-(20-(-10)1.686/8 =13.678.3.6.5 結(jié)露性能評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)依據(jù): (T10,min-Tout,std)(Tin-Tout)/(Tin,std-Tout,std)+ToutTd 5.3.6JGJ/T151-2008 T10,min:產(chǎn)品的結(jié)露性能評(píng)價(jià)指標(biāo); Tin,std:結(jié)露性能計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度; Tout,std:結(jié)露性能計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的室外標(biāo)準(zhǔn)溫度; Tin:實(shí)際工程對(duì)應(yīng)的室內(nèi)計(jì)算溫度; Tout:實(shí)際工程對(duì)應(yīng)的室外計(jì)算溫度; Td:室內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)境條件對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度;公式 5.3.6JGJ/T151-2008左項(xiàng)可取維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最低溫度,既Tg,in;因?yàn)門d=1.917Tg,in=13.678;玻璃內(nèi)表面不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。4 石材幕墻熱工節(jié)能計(jì)算4.1 幕墻結(jié)構(gòu)基本參數(shù).4.1.1 地區(qū)參數(shù) 鹽城,地區(qū)類別屬于夏熱冬冷地區(qū);.4.1.2 建筑參數(shù) 建筑物長度:149m; 建筑物寬度:149m; 建筑物高度:20.4m; 建筑物體形系數(shù):0.076;.4.1.3 單元參數(shù) 幕墻的結(jié)構(gòu)組成如下: 第1層材料為:ALC加氣混凝土砌塊,厚度為:200mm,導(dǎo)熱系數(shù)為:0.20W/mK; 第2層材料為:擠塑保溫板,厚度為:40mm,導(dǎo)熱系數(shù)為:0.3W/mK; 第3層材料為:砂巖,厚度為:30mm,導(dǎo)熱系數(shù)為:2.91W/mK;4.2 幕墻保溫計(jì)算.4.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)采用冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件,利用加權(quán)平均法進(jìn)行計(jì)算。.4.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻按民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50176-93)設(shè)計(jì)計(jì)算: Ro=Ri+R+Re 附2.4GB50176-93在上面的公式中: Ro:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻(m2K/W); Ri:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱阻,按規(guī)范取0.11m2K/W; Re:圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面換熱阻,按規(guī)范取0.04m2K/W; R:圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻(m2K/W); R=Ri+R空氣 =i/aii+R空氣 =1/a11+2/a22+3/a33+R空氣 =200/1000/(10.20)+40/1000/(1.10.3)+30/1000/(12.91)+0.18 =1.312m2K/W在上面的公式中: ai:幕墻各層材料的修正系數(shù),按GB50176-93附表4.2情況選擇,其它取1.0; i:幕墻各層材料的厚度(m); i:幕墻各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK); R空氣:空氣層的熱阻m2K/W; Ro=Ri+R+Re =0.11+1.312+0.04 =1.462m2K/W.4.2.3 U值計(jì)算 U:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)(W/(m2K); Ro:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻(m2K/W); U=1/Ro =1/1.462 =0.684W/(m2K) 0.684W/(m2K)1W/(m2K)所以,幕墻保溫性能滿足設(shè)計(jì)要求!4.3 結(jié)露計(jì)算.4.3.1 水(冰)表面的飽和水蒸汽壓計(jì)算 Es=E010(at)/(b+t)式中: E0:空氣溫度為0時(shí)的飽和水蒸汽壓,取E0=6.11hPa; t:空氣溫度,; a、b:參數(shù),對(duì)于水面(t0),a=7.5,b=237.3;對(duì)于冰面(t0),a=9.5,b=265.5。 Es=E010(at)/(b+t) =6.1110(7.520)/(237.3+20) =23.389.4.3.2 在空氣相對(duì)濕度f下,空氣的水蒸汽壓計(jì)算 e=fEs式中: e:空氣的水蒸汽壓,hPa; f:空氣的相對(duì)濕度,; Es:空氣的飽和水蒸汽壓,hPa; e=fEs =0.323.389 =7.017.4.3.3 空氣的結(jié)露點(diǎn)溫度計(jì)算 Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) 5.2.3JGJ/T151-2008式中: lg(e/6.11)表示取以10為底,e/6.11的對(duì)數(shù); Td:空氣的露點(diǎn)溫度,; e:空氣的水蒸氣壓,hPa; a、b:參數(shù),a=7.5,b=237.3; Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) =237.3/(7.5/lg(7.017/6.11)-1) =1.917.4.3.4 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的計(jì)算溫度 室內(nèi)環(huán)境溫度:Tin=20.0; 室外環(huán)境溫度:Tout=-10; 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱系數(shù):hin=8W/(m2K); 維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù):U=0.684W/(m2K); 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度:Tg,in; Tg,in=Tin-(Tin-Tout)U/hin =20-(20-(-10)0.684/8 =17.435.4.3.5 結(jié)露性能評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)依據(jù): (T10,min-Tout,std)(Tin-Tout)/(Tin,std-Tout,std)+ToutTd 5.3.6JGJ/T151-2008 T10,min:產(chǎn)品的結(jié)露性能評(píng)價(jià)指標(biāo); Tin,std:結(jié)露性能計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度; Tout,std:結(jié)露性能計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的室外標(biāo)準(zhǔn)溫度; Tin:實(shí)際工程對(duì)應(yīng)的室內(nèi)計(jì)算溫度; Tout:實(shí)際工程對(duì)應(yīng)的室外計(jì)算溫度; Td:室內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)境條件對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度;公式 5.3.6JGJ/T151-2008左項(xiàng)可取維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最低溫度,既Tg,in;因?yàn)門d=1.917Tg,in=17.435;維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。5 鋁板幕墻熱工節(jié)能計(jì)算5.1 幕墻結(jié)構(gòu)基本參數(shù).5.1.1 地區(qū)參數(shù) 鹽城,地區(qū)類別屬于夏熱冬冷地區(qū);.5.1.2 建筑參數(shù) 建筑物長度:149m; 建筑物寬度:149m; 建筑物高度:20.4m; 建筑物體形系數(shù):0.076;.5.1.3 單元參數(shù) 幕墻的結(jié)構(gòu)組成如下: 第1層材料為:ALC加氣混凝土砌塊,厚度為:200mm,導(dǎo)熱系數(shù)為:0.20W/mK; 第2層材料為:擠塑保溫板,厚度為:40mm,導(dǎo)熱系數(shù)為:0.3W/mK; 第3層材料為:鋁單板,厚度為:3mm,導(dǎo)熱系數(shù)為:203W/mK;5.2 幕墻保溫計(jì)算.5.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)采用冬季計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)條件,利用加權(quán)平均法進(jìn)行計(jì)算。.5.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻按民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50176-93)設(shè)計(jì)計(jì)算: Ro=Ri+R+Re 附2.4GB50176-93在上面的公式中: Ro:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻(m2K/W); Ri:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱阻,按規(guī)范取0.11m2K/W; Re:圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面換熱阻,按規(guī)范取0.04m2K/W; R:圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻(m2K/W); R=Ri+R空氣 =i/aii+R空氣 =1/a11+2/a22+3/a33+R空氣 =200/1000/(10.20)+40/1000/(1.10.3)+3/1000/(1203)+0.18 =1.301m2K/W在上面的公式中: ai:幕墻各層材料的修正系數(shù),按GB50176-93附表4.2情況選擇,其它取1.0; i:幕墻各層材料的厚度(m); i:幕墻各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK); R空氣:空氣層的熱阻m2K/W; Ro=Ri+R+Re =0.11+1.301+0.04 =1.451m2K/W.5.2.3 U值計(jì)算 U:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)(W/(m2K); Ro:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻(m2K/W); U=1/Ro =1/1.451 =0.689W/(m2K) 0.689W/(m2K)1W/(m2K)所以,幕墻保溫性能滿足設(shè)計(jì)要求!5.3 結(jié)露計(jì)算.5.3.1 水(冰)表面的飽和水蒸汽壓計(jì)算 Es=E010(at)/(b+t)式中: E0:空氣溫度為0時(shí)的飽和水蒸汽壓,取E0=6.11hPa; t:空氣溫度,; a、b:參數(shù),對(duì)于水面(t0),a=7.5,b=237.3;對(duì)于冰面(t0),a=9.5,b=265.5。 Es=E010(at)/(b+t) =6.1110(7.520)/(237.3+20) =23.389.5.3.2 在空氣相對(duì)濕度f下,空氣的水蒸汽壓計(jì)算 e=fEs式中: e:空氣的水蒸汽壓,hPa; f:空氣的相對(duì)濕度,; Es:空氣的飽和水蒸汽壓,hPa; e=fEs =0.323.389 =7.017.5.3.3 空氣的結(jié)露點(diǎn)溫度計(jì)算 Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) 5.2.3JGJ/T151-2008式中: lg(e/6.11)表示取以10為底,e/6.11的對(duì)數(shù); Td:空氣的露點(diǎn)溫度,; e:空氣的水蒸氣壓,hPa; a、b:參數(shù),a=7.5,b=237.3; Td=b/(a/lg(e/6.11)-1) =237.3/(7.5/lg(7.017/6.11)-1) =1.917.5.3.4 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的計(jì)算溫度 室內(nèi)環(huán)境溫度:Tin=20.0; 室外環(huán)境溫度:Tout=-10; 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱系數(shù):hin=8W/(m2K); 維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù):U=0.689W/(m2K); 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度:Tg,in; Tg,in=Tin-(Tin-Tout)U/hin =20-(20-(-10)0.689/8 =17.416.5.3.5 結(jié)露性能評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)依據(jù): (T10,min-Tout,std)(Tin-Tout)/(Tin,std-Tout,std)+ToutTd 5.3.6JGJ/T151-2008 T10,min:產(chǎn)品的結(jié)露性能評(píng)價(jià)指標(biāo); Tin,std:結(jié)露性能計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度; Tout,std:結(jié)露性能計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的室外標(biāo)準(zhǔn)溫度; Tin:實(shí)際工程對(duì)應(yīng)的室內(nèi)計(jì)算溫度; Tout:實(shí)際工程對(duì)應(yīng)的室外計(jì)算溫度; Td:室內(nèi)設(shè)計(jì)環(huán)境條件對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度;公式 5.3.6JGJ/T151-2008左項(xiàng)可取維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最低溫度,既Tg,in;因?yàn)門d=1.917Tg,in=17.416;維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。24
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