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玻璃U值理论计算与软件分析的对比

来源:2018《建筑门窗幕墙创新与发展》  作者:刘长龙 晁晓刚  日期:2018-5-10
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  摘要:本文通过对玻璃U值理论计算和软件分析对比,寻求二者间计算结果的差别。
  关键词:热工、玻璃、理论计算、软件分析。
 

  玻璃作为幕墙的面板材料,其热量传递主要有热传导热对流热辐射。以中空玻璃为例,其热量散失过程如图1所示。

  冬天,内侧玻璃表面比室内空气温度和室内物体表面温度低,通过玻璃表面就会产生失热现象。这种散热,主要通过两个途径发生:一是玻璃内表面和室内物体表面之间进行长波辐射交换,二是室内空气在玻璃表面运动产生对流传导。当热量从内层玻璃内表面传到外表面后,内层玻璃的外表面与外层玻璃的内表面之间,由于温差产生长波辐射交换,并通过玻璃间层空气产生传导和对流。热量再从外层玻璃的内表面传出后,其外表面就会由于外界空气对流(下雨时还有雨淋)散失热量,同时还要和天空及周围环境进行长波辐射交换。知道了玻璃传热的各个途径,玻璃的传热系数U值的计算也正是对以上各种传热途径的的热损耗计算得出的。

  一、玻璃U值计算理论

  1、玻璃U值计算方法

  U值表示玻璃传热的参数,表示热量通过玻璃中心部位而不考虑边缘效应,稳定条件下,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。单位为W/(㎡·K)

  二、软件计算玻璃U值的室内外计算条件

  三、6mm透明+12A+6mm透明中空玻璃U值计算

  A. 理论计算

  1、计算基础及依据

  U值表示玻璃传热的参数,表示热量通过玻璃中心部位而不考虑边缘效应,稳定条件下,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。单位为W/(㎡·K)

  四、6mm透明+12A+6mmLow-E中空玻璃U值计算

  A. 理论计算

  1、计算基础及依据

  U值表示玻璃传热的参数,表示热量通过玻璃中心部位而不考虑边缘效应,稳定条件下,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。单位为W/(㎡·K)

  五、理论计算玻璃U值与软件分析对比

  按以上计算方法,可计算出以下各种玻璃的U值,如表2。

表2 不同做法幕墙传热系数

  六、结论

  由以上计算结果可以看出:

  1.理论计算和软件计算各种常用玻璃的U值,得到的结果基本吻合,误差在3%左右;

  2.中空玻璃空气层中气体由普通空气换为氩气、氪气等惰性气体后,由于惰性气体的密度重、动态黏度(词条“黏度”由行业大百科提供)系数大、比热容小、导热率小等特性,能明显降低玻璃空气层的热传导和热对流导热,从而降低中空玻璃的传热系数U值;

  3.中空玻璃空气层内增加低辐射Low-E膜后,由于普通透明玻璃面的校正发射率(词条“发射率”由行业大百科提供)为0.837,离线Low-E膜的校正发射率一般在0.08-0.15之间,故中空玻璃空气层内增加低辐射Low-E膜可有效降低玻璃的辐射导热,从而有效降低玻璃的传热系数U值。

  参考文献:

  1.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005。中国建筑工业出版社,2005.

  2.《民用建筑热工设计规范》GB50176-1993。中国建筑工业出版社,1993.

  3.《建筑玻璃应用技术规程JGJ133-2003。中国建筑工业出版社,2003.

  4. 公共建筑节能设计标准宣贯辅导教材。中国建筑工业出版社,2005.

  5. 涂逢详主编 节能技术。中国建筑工业出版社,2003.

  6. 张芹 玻璃幕墙如何贯彻执行公共建筑节能设计标准。门窗幕墙信息,2005.9.

  7. 张芹 玻璃幕墙与建筑节能。窗幕墙信息,2005.11.

  8. 谢士涛 董格林 节能型建筑幕墙的构造设计。中国建筑装饰(词条“建筑装饰”由行业大百科提供),2006.1.

  9. 国外参考资料

  [1]ISO 10077-1:2000-07;窗、门和百叶窗的热性能—热传送的计算—第一部分:简化方法。

  [2]prEN ISO 10077-2:2000-12;窗、门和百叶窗的热性能—热传送的计算—第二部分:框的数值化方法。

  [3]EN ISO10211-2:2001;建筑物的热桥(词条“热桥”由行业大百科提供)—热流和表面温度—第二部分:线性热桥计算。

  [4]EN 673:1999-01;建筑物玻璃—测定热传输(U值)—计算方法(德文版EN673:1997)

  [5]EN ISO6946:1996;建筑组件和建筑构件耐热和热传输—计算方法。

  [6]WINDOW5.1,加州大学董事,国际玻璃窗数据库(IGDB)版本。

  [7]SO/FDIS 15099:2003;窗,门和遮阳装置的热性能—详细计算。

  [8]ASHRAE,2001,《能量计算的国际现状》(IWEC现状文件),用户手册和CD-ROM,亚特兰大,ASHRAE。

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专家介绍

 刘长龙

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:江苏合发集团有限责任公司

技术职称:总工程师、常务副总经理

专业:建筑幕墙设计、研发与管理

专长:索结构点支撑玻璃幕墙、大跨度空间玻璃幕墙体系、金属屋面系统的设计与研究。

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2018-5-10/44670-1.htm
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