仁恒置地节能计算B.pdf
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1、成都仁恒置地广场幕墙工程节能计算(一)、计算引用的规范、标准及资料 民用建筑热工设计规范 公共建筑节能设计标准G B50176-9 3G B50189-2005 居住建筑节能设计标准D BJ 01-602-2004 民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)J G J 26-9 5 玻璃幕墙光学性能 G B/T 1809 1-2000 建筑玻璃可见光、透射比等以及有关窗玻璃参数的测定G B/T 2680-9 4 建 筑门窗 玻 璃 幕 墙 热 工 计 算 规 程 意 见 稿 建 标2004-66号文(二)、计算中采用的部分条件参数及规定1.计 算 所 采 纳 的 部 分 参 数:(1)各种情况下
2、都应选用下列光谱:S(X):标准太阳辐射光谱函数(I S O 9 84 5-1);D(X);标准光源光谱函数(CI E D 65,I S O 10526);R(X);视 见 函 数(I S O/CI E 10527);冬 季 计 算 标 准 条 件 应 为:室内环境计算温度:T i n=20;室外环境计算温度:To ut=0;内表面对流换热系数:hc=3.6W/(m2 K);外表面对流换热系数:he=23W/(m2K);室外平均辐射温度:Tm=Tut太阳辐射照度:Is=300W/m2;(3)夏季计算标准条件应为:室内环境温度:Tin=25;室外环境温度:T(,ut=30;内表面对流换热系数:h
3、c=2.5W/(m2 K);外表面对流换热系数:he=19W/(m2-K);室外平均辐射温度:Tm=Tut;太阳辐射照度:Is=500W/m2;(4)考虑到成都市的实际天气情况,并结合 民用建筑热工设计规范的相关规定,取:室内环境温度:Tin=20;室外环境温度:T(,ut=2;内表面对流换热系数:hc=8W/(m2 K);外表面对流换热系数:he=23W/(m2-K);2.最新规范 公共建筑节能设计标准的部分规定:因为成都市属于夏热冬冷地区,故外围护结构的传热系数限值以及遮阳系数限值可于表4.2.2-4中查得。如下: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
4、系数K W/(m K)屋面W 0.70外 墙(包括非透明幕墙)W 1.0底面接触室外空气的架空或外挑楼板W 1.0外 窗(包括透明幕墙)传热系数KW/(m2 K)遮阳系数S C(东、南、西向/北向)单一朝向外窗(包括透明幕墙)窗墙面积比W O.2W 4.70.2窗墙面积比W O.3 3.5W 0.55/-0.3 窗墙面积比W 0.4W 3.0W 0.50/0.600.4 窗墙面积比W 0.5W 2.8W 0.4 5/0.550.5窗墙面积比W 0.7W 2.5W 0.4 0/0.50屋顶透明部分 3.0 2.5,故 不 满 足 公共建筑节能设计标准的规定。建议采用断热型材或采用传热系数较低的玻
5、璃面板等有效方法减小隐框玻璃幕墙的传热系数。2.明框玻璃幕墙传热系数计算采用的玻璃配置为6LowE+12A+6mm双钢化透明玻璃。在美国劳伦斯伯克利国家实验室开发的热工计算软件WIND0W5.2 中计算可得:Tilt:90.0Glazings:2KEFF:0.0290Width:24.0Uvalue:1.67SHGCc:0.38SCc:0.44Vtc:0.70RHG:289.38Glassand Gas Data for Glazing System*1 Single Clear,IDNameD(mm)Tsoi 1 Rsol 2 Tvis 1 Rvis 21 Emis 2 KeffOutsid
6、e6046 VE12M.VIR#6.0.383.286.449.792.060.0471.001 Air 12.0890 CLR_6.AFG#6.0.801.069.069.883.076.0761.00故玻璃中心处的传热系数约为1.67 W/(m2 K)窗框的传热系数可以在THER M5.2中建模计算得到示的计算单元:.000.840.040.029.000.840.840.取如下图所节点3节点4节点1:节点2节点3节点4节点1:在美国la w r e nc e b e r kly 国家实验室开发的得到普遍承认的热工计算软件THER M5.2中建立如下图所示的模型:*计算结果如下:Frame
7、 Total Length=403.749 U-factor=2.61382Frame Projected X=80 U-factor=13.1916Frame Projected Y=151 U-factor=6.98891则铝合金型材的传热系数除尸13.1916 W/(m2.K)节 点2在美国la w r e nc e b e r kly国家实验室开发的得到普遍承认的热工计算软件THER M5.2中建立如下图所示的模型:计算结果如下:6.08.4 10.713131-S.8Frame Total Length=281.884 U-factor=3.40856Frame Projected
8、X=156.004 U-factor=6.15893FrameProjected Y=111.932 U-factor=8.58397则铝合金型材的传热系数监2=8.58397 W/(m2.K)节点3在美国lawrence berkly国家实验室开发的得到普遍承认的热工计算软件THERM 5.2 中建立如下图所示的模型:计算结果如下:眸2Frame Total Length=382 U-factor=2.91886Frame Projected X=151 U-factor=7.38415Frame Projected Y=80 U-factor=13.9376则铝合金型材的传热系数Kf3=1
9、3.9376 W/(m2.K)节点4在美国lawrence b erkly国家实验室开发的得到普遍承认的热工计算软件THERM5.2中建立如下图所示的模型:计算结果如下:Frame Total Length=524.963 U-factor=2.14467Frame Projected X=220.391 U-factor=5.10853Frame Projected Y=146.898 U-factor=7.66428则铝合金型材的传热系数降4=7.6 6 4 2 8 W/(m2.K)计算玻璃窗整体传热系数的公式如下:K.=(E A f n k f“+E A g n k g n+E 中 *L
10、)/A其中:k,为铝合金框的传热系数A 为铝合金框所占的面积L为玻璃大面中心的传热系数鼠为玻璃所占的面积,为边缘处的线传热系数L为玻璃边缘与窗框接缝处的长度A为单元总面积中可按下表取定:铝合金、钢(不包括不锈钢)中空玻璃的线性传导率”窗框材料双层或者三层未镀膜充气或者不充气中空玻璃w(W/m.K)双层Low-E镀膜三层采用两片,Low-E镀膜充气或者不充气中空玻璃V(W/m.K)木窗框和塑料窗框0.040.06带热断桥的金属窗框0.060.08没有断桥的金属窗框00.02故在我们所取的单元中,k f i =1 3.1 9 1 6 W/m2k Af l=0.2 3 5 m:kf 2=8.5 8
11、3 9 7 W/m2kkf 3=1 3.9 3 7 6 W/m2kkM=7.6 6 4 2 8 W/m2kkg=1.6 7 W/m2k中=0.0 2A=3.5 2 4 m2Af 2=0.1 2 5 mAf 3=0.0 8 9 6 m:A f 3=0.1 6 4 mA g=2.9 1 0 m2L=1 0.1 3 m则 K=(E Af nkf n+E Ag nkg n+E 甲 L)/A=(1 3.1 9 1 6 X 0.2 3 5 +8.5 8 3 9 7 X0.1 2 5+1 3.9 3 7 6 X 0.0 8 9 6 +7.6 6 4 2 8 X 0.1 6 4 +1.6 7 X 2.9 1
12、0 +0.0 2 X 1 0,1 3)/3.5 2 4=3.3 3 W/m 2 k此 即 明 框 玻 璃 幕 墙 的 整 体 传 热 系 数K=3.33 W/m2ko成 都 市 位 于 夏 热 冬 冷 地 区,外 墙(包 括 非 透 明 幕 墙)的 传 热 系数 限 值 为2.5卬/(川 外。3.3 3 2.5,故 不 满 足 公 共 建 筑 节 能 设 计标 准 的 规 定。建 议 采 用 断 热 型 材 或 采 用 传 热 系 数 较 低 的 玻 璃 面 板 等方 法 减 小 明 框 玻 璃 幕 墙 的 传 热 系 数。3.非 透 明 玻 璃 幕 墙(后 加 保 温 棉)传 热 系 数 计
13、 算该处玻璃幕墙使用6Low-E+12A+6mm双 钢 化 透 明 玻 璃,背衬厚度为50mm的保温棉。典型节点如下:根据节点可构造出如下所示的计算模型:ou t/?2为玻璃内表面与空气的表面换热热阻,/?3为保温棉外表面与空气间层的表面换热热阻,凡为5 0 n l m保温棉的传导热阻,&为墙体的传导热阻,为墙体内%,表面与室内空气的表面换热热阻。因此,玻璃幕墙的总传热阻为R=-7-F R1 +RZ,+R+R、H-J*4 D j%hin在本工程中,前面已提到,边界条件设定如下:Tin=2 0 hut=23W/(m2k),W J=0.Q43(m2k)/W%九=8 W/(/k),则-L =0.1
14、2 5(/k)/W hinR2=0.1 2 5 氏3 =0.1 2 5 玻璃的厚度为6+1 2 A+6中空玻璃,其导热系数为0.0 1 2 W/m.K,则传热阻为1,o矿棉保温层的导热系数为0.0 4 8 W/m.K,厚度为5 0 m m,修正系数取。=1.3,则传热阻为1.6 0 3(d)/卬,即K=14=1.6 0 3 墙体取 2 0 0 m m 厚,取=1.7 4 W/m-K故&=:=2|=0-1 1 5(用2%)/卬 由式、可知,玻璃幕墙的总热阻为R =-1居+R)+Rq+R4+R,H-h7 out 1 Z J 4 J ihin=0.0 4 3 +1+0.1 2 5+0.1 2 5 +
15、1.6 0 3+0.1 1 5=3.Qll(m2k)/W则 K=0.33W/(m2k)根 据 公共建筑节能设计标准的要求,外 墙(包括非透明幕墙)的传热系数限值 为1卬/(机2攵)。0.3 3卬/(?2外.1卬/(帆2口,故 满 足 公共建筑节能设计标准的规定。二、遮阳系数计算外 窗(包括透明幕墙)遮阳系数可用玻璃中心处的遮阳系数来代替。所采用的玻璃配置为:6+1 2 A+6 n l m厚中空双钢化L o w-E玻璃,玻璃垂直放置。在 美 国 劳 伦 斯 伯 克 利 国 家 实 验 室 开 发 的 热 工 计 算 软 件W IN D 0 W 5.2中可计算得到玻璃配置的中心处传热系数。如下:T
16、ilt:90.0Glazings:2KEFF:0.0290Width:24.0Uvalue:1.67SHGCc:0.38SCc:0.44Vtc:0.70RHG:289.38Glass and Gas Data for Glazing System 11 Single Clear,ID Name D(mm)Tsoi 1 Rsol 2 Tvis 1 Rvis 2 Tir 1 Emis 2 Kef fOutside6046 VE12M.VIR#6.0.383.286.449.792.060.047.000.840.0401.001 Air 12.0.029890 CLR_6.AFG#6.0.801.
17、069.069.883.076.076.000.840.8401.00则玻璃的遮阳系数为SC:0.44o 2.5,故 不 满 足 公共建筑节能设计标准的规定。建议采用断热型材或采用传热系数较低的玻璃面板等方法减小隐框玻璃幕墙的传热系数。2.明框玻璃幕墙传热系数计算采用的玻璃配置为6L o w E+1 2A+6m m双钢化透明玻璃。在美国劳伦斯伯克利国家实验室开发的热工计算软件W I N D 0W 5.2中计算可得:Tilt:90.0Glazings:2KEFF:0.0290Width:24.0Uvalue:1.67SHGCc:0.38SCc:0.44Vtc:0.70RHG:289.38Glas
18、s and Gas Data for Glazing System 11 Single Clear1ID Name D(mm)Tsoi 1 Rsol 2 Tvis 1 Rvis 2 Tir 1 Emis 2 Kef fOutside6046 VE12M.VIR#6.0.383.286.449.792.060.047.000.840.0401.001 Air 12.0.029890 CLR_6.AFG#6.0.801.069.069.883.076.076.000.840.8401.00故玻璃中心处的传热系数约为1.67 W/(m2 K)窗框的传热系数可以在T H E R M 5.2中建模计算得
19、到。取如下图所示的计算单元:节 点 2节点3节点4节 点1:在美国l aw r en ce ber k l y国家实验室开发的得到普遍承认的热工计算软件T H E R M 5.2中建立如下图所示的模型:计算结果如下:F r am e T o t al L en g t h=4 03.74 9 U-fact o r=2.61 3 82F r am e P r o j ect ed X=80 U-fact o r=1 3.1 9 1 6F r am e P r o j ect ed Y=1 51 U-fact o r=6.9 889 1则铝合金型材的传热系数Kfi=1 3.1 9 1 6 W/(m
20、;K)节点2在美国l aw r en ce ber k l y国家实验室开发的得到普遍承认的热工计算软件T H E R M 5.2中建立如下图所示的模型:计算结果如下:Frame Total Length=281.884 U-factor=3.40856F r am e P r o j ect ed X=1 56.004 U-fact o r=6.1 589 3F r am e P r o j ect ed Y=1 1 1.9 3 2 U-fact o r=8.583 9 7则铝合金型材的传热系数K(2=8.583 9 7 W/(m2.K)节点3在美国l aw r en ce ber k l
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