11.热工计算11.1.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意见稿》 [建标2004-66号] 《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 11.2.计算中采用的部分条件参数及规定11.2.1.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意见稿》采用11.2.1.1.各种情况下都应选用下列光谱：S(λ)：标准太阳辐射光谱函数(ISO 9845-1)；D(λ)：标准光源光谱函数(CIE D65，ISO 10526)；R(λ)：视见函数(ISO/CIE 10527)；11.2.1.2.冬季计算标准条件应为：室内环境计算温度：Tin=20℃；室外环境计算温度：Tout=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/(m2·K)；室外平均辐射温度：Trm =Tout太阳辐射照度：Is=300W/m2；11.2.1.3.夏季计算标准条件应为：室内环境温度：Tin=25℃；室外环境温度：Tout=30℃；内表面对流换热系数：hc=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：Trm =Tout；太阳辐射照度：Is=500W/m2；11.2.1.4.计算传热系数应采用冬季计算标准条件，并取Is=0W/m2；11.2.1.5.计算遮阳系数、太阳能总透射比应采用夏季计算标准条件，并取Tout=25℃；11.2.1.6.抗结露性能计算的标准边界条件应为：室内环境温度：Tin=20℃；室外环境温度：Tout =-10℃或Tout=-20℃室内相对湿度：RH=30%或RH=50%或RH=70%；室外风速：V=4m/s；11.2.1.7.计算框的太阳能总透射比gf应使用下列边界条件：qin =α·Isqin：通过框传向室内的净热流(W/m2)；α：框表面太阳辐射吸收系数；Is：太阳辐射照度=500W/m2；11.2.2.最新规范《公共建筑节能设计标准》的部分规定11.2.2.1.结构所在的建筑气候分区应该按下面表格取用：11.2.2.2.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：11.3.明框玻璃幕墙热工计算11.3.1.幕墙结构基本参数11.3.1.1.地区参数深圳，地区类别属于夏热冬暖地区；11.3.1.2.建筑参数建筑物长度：47m；建筑物宽度：86.4m；建筑物高度：200m；建筑物朝向：北（东、南、西）；建筑物体型系数：0.071；建筑物窗墙比：北：0.521；东：0.521；南：0.521；西：0.521；11.3.1.3.环境参数建筑物采用空气调节系统：11.3.1.4.单元参数中空玻璃：10+12(中空层)+8mm玻璃组成：外片；普通玻璃10mm；内片：普通玻璃8mm；中空层：12mm，充空气；幕墙的总面积：A=3.45m2；幕墙玻璃的总面积：A=3.092m2；g=0.3584m2；幕墙框的总面积：Af=0.9678m2；幕墙框的总表面面积：Asurf玻璃区域的总周长：l=7.212m；ψ11.3.2.玻璃的传热系数K值的计算玻璃传热分析简图如下：室外中空玻璃结构传热简图11.3.2.1.计算基础及依据计算玻璃的传热系数K值，主要是依据《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003进行的，该规程附录C给出了计算的详细方法。

K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。

K值的单位是W/(m2·K)。

计算采用的基本计算公式是：1/K=1/he+1/ht+1/hi C.0.2-1……[JGJ113-2003]在上面的公式中：he ：玻璃的室外表面换热系数；hi ：玻璃的室内表面换热系数；ht：多层玻璃系统内部传热系数；11.3.2.2.室外表面换热系数室外表面换热系数he是玻璃附近风速的函数，可用下式近似表达：he=10.0+4.1ν C.0.4-1……[JGJ113-2003]式中:ν：风速(m/s)；在比较K值时，冬季时he可选取等于23W/(m2·K)。

夏季时he可选取等于19W/(m2·K)。

11.3.2.3.室内表面换热系数室内表面换热系数h i 可用下式表达： h i =h r +h c C.0.4-2……[JGJ113-2003] 上式中h r 是辐射导热，h c 是对流导热。

普通玻璃表面的辐射导热率是 4.4W/(m 2·K)，如果内表面校正发射率比较低，则辐射导热率由下式给出：h r =4.4ε/0.837 C.0.4-3……[JGJ113-2003]这里是ε镀膜表面的校正发射率(0.837是清洁的、未镀膜玻璃的校正发射率)。

本处玻璃表面是普通玻璃，按上面的约定，其ε取值为0.837，带入，得： h r =4.4ε/0.837 =4.4×0.837/0.837 =4.4W/(m 2·K)对于自由对流而言，h c 的值冬季取是3.6W/(m 2·K)，夏季取2.5W/(m 2·K)。

对于通常情况下的普通垂直玻璃表面和自由对流： 冬季： h i =h r +h c =4.4+3.6 =8W/(m 2·K) 夏季： h i =h r +h c =4.4+2.5 =6.9W/(m 2·K)11.3.2.4.多层玻璃系统内部传热系数(1)总体计算公式：1/h t =Σ1/h s +Σd m r m (s=1-N,m=1-M) C.0.2-2……[参JGJ113-2003] h s ：气体空隙的导热率； N ：气体层的数量，此处为1； d m ：每一个材料层的的厚度；r m ：每一个材料层的热阻，玻璃的热阻(玻璃的热阻为lm ·K/W)； M ：材料层的数量，此处为2层，即双片玻璃；其中：hs =hg+hrC.0.2-3……[参JGJ113-2003]hs：气体空隙的导热率；hg：气体空隙的导热系数；hr：辐射导热系数；(2)辐射导热系数hr：hr =4σ(1/ε1+1/ε2-1)-1×Tm3 C.0.2-4……[参JGJ113-2003]在上面公式中：σ：斯蒂芬-波尔兹曼常数，取σ=5.67×10-8W/(m2·K)；ε1和ε2：间隙层中两表面在平均绝对温度Tm下的校正发射率：ε1=0.837，ε2=0.837；Tm ：气体平均温度(K)，冬季Tm=273K，夏季Tm=303K；带入相关参数，得，冬季参数：hr =4σ(1/ε1+1/ε1-1)-1×Tm3=4×5.67×10-8×(1/0.837+1/0.837-1)-1×2733 =3.321W/(m2·K)夏季参数：hr =4σ(1/ε1+1/ε2-1)-1×Tm3=4×5.67×10-8×(1/0.837+1/0.837-1)-1×3033=4.541W/(m2·K)(3)气体的导热系数hg：hg=Nuλ/s C.0.2-5……[参JGJ113-2003]在上面公式中：hg：气体的导热系数；λ：气体导热率，W/(m·K），对于空气，冬季λ=0.02406W/(m·K)，夏季λ=0.02639W/(m·K）； s：气体层的厚度，为12mm；Nu：努塞尔准数，由下式给出，如果其计算结果小于1，则取1：Nu=A(Gr·Pr)n C.0.2-6……[参JGJ113-2003]在上面的公式中：A：是常数；n：幂指数；Gr：格拉晓夫准数；Pr：普朗特准数；对于垂直空间，A=0.035，n=0.38；水平情况；A=0.16，n=0.28；格拉晓夫准数由下式计算：Gr=9.81s3ΔT2ρ/(Tmμ2) C.0.2-7……[参JGJ113-2003]普朗特准数按下面公式计算：Pr=μc/λ C.0.2-8……[参JGJ113-2003]式中：s：气体层的厚度，为12mm；ΔT：气体间隙前后玻璃表面的温度差，取3K；ρ：气体的密度，取1.293Kg/m3；μ：气体的动态黏度，冬季取0.0000172092kg/(ms)，夏季取0.0000186912kg/(ms)； c：气体的比热，为1006J/(kg·K)；Tm ：气体平均温度(K)，冬季Tm=273K，夏季Tm=303K；a.冬季参数：Pr=μc/λ=0.0000172092×1006/0.02406=0.72Gr=9.81s3ΔT2ρ/(Tmμ2)=9.81×(12/1000)3×32×1.293/(273×0.) =2439.887Nu=A(Gr·Pr)n=0.035×(2439.887×0.72)0.38=0.598W/(m2·K)因为：0.598<1，所以，取Nu=1hg=Nuλ/s=1×0.02406/(12/1000)=2.005W/(m2·K)hs =hg+hr=2.005+3.321=5.326W/(m2·K)b.夏季参数： Pr=μc/λ=0.0000186912×1006/0.02639 =0.713Gr=9.81s 3ΔT 2ρ/(T m μ2)=9.81×(12/1000)3×32×1.293/(303×0.) =1863.532 Nu=A(Gr ·Pr)n=0.035×(1863.532×0.713)0.38 =0.538W/(m 2·K) 因为：0.538<1，所以，取Nu=1 h g =Nu λ/s=1×0.02639/(12/1000) =2.199W/(m 2·K) h s =h g +h r =2.199+4.541 =6.74W/(m 2·K)(4)多层玻璃系统内部传热系数：1/h t =Σ1/h s +Σd m r m (s=1-N,m=1-M) C.0.2-2……[参JGJ113-2003] 冬季参数：1/h t =Σ1/h s +Σd m r m (s=1-N,m=1-M) =1/5.326+10/1000+8/1000 =0.206m 2·K/W 夏季参数：1/h t =Σ1/h s +Σd m r m (s=1-N,m=1-M) =1/6.74+10/1000+8/1000 =0.166m 2·K/W 11.3.2.5.K 值的计算 冬季的K 值为： 1/K 1=1/h e +1/h t +1/h i =1/23+0.206+1/8=0.374m 2·K/W K 1=2.6738W/(m 2·K) 夏季的K 值为： 1/K 2=1/h e +1/h t +1/h i =1/19+0.166+1/6.9 =0.364m 2·K/W K 2=2.7473W/(m 2·K)11.3.3. 幕墙框的传热系数K 值的计算 11.3.3.1.框的传热系数可以通过输入数据，用二维有限单元法进行数字计算，得到窗框的传热系数。