1、双层玻璃幕墙热工计算1.双层玻璃幕墙传热系数应按封闭状态和通风状态取值。2.封闭状态:2.1 当玻璃幕墙开口完全闭合时,空腔内空气间层热阻取(m2K/W ):夏季室内外温差 =10 4=2 0.0125 m2/m 时,空气间层热阻按下式估算Rs=-0.5506X+0.133 (32)3.2 双层幕墙传热系数 KCW,D 按式(2-1)到(2-4)计算。4. 遮阳系数按下式计算:SC=SC1SC2SDHSDVSD (41)SDH=abPF2+bnPF+1SDV=aVPF2+bVPF+1APF=B式中 SC 总遮阳系数;SC1外层幕墙遮阳系数;SC2内层幕墙遮阳系数;SDH水平遮阳板夏季外遮阳系数
2、;SDV垂直遮阳板夏季外遮阳系数;SD 百叶完全闭合时遮阳系数。PF 遮阳板外挑系数, 当计算值 PF1 时,取 PF=1;A 遮阳板外挑长度,按公共建筑节能设计标准GB50189 的规定采用;B 遮阳板根部到幕墙透明部分对边的距离, 按公共建筑节能设计标准 GB50189的规定采用。其中:a b、b n、a v、b v 为计算系数 ,按公共建筑节能设计标准GB50189 的规定采用。说明部分:封闭状态下空气层传热由自然对流部分和辐射传热部分组成,两者可分别遵从建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程的计算方法。传热量与玻璃温度(差)有关。而玻璃温度差与室内外的温度差、以及内层中空玻璃的 U 值相关。比如
3、,夏季中空玻璃 U 值取 2W/m2*K,玻璃温度差可估算为室内外温度差的 0.264 倍 (=0.18/(0.125+0.18+1/2-0.125)。当间层厚度大于 100mm 时,厚度对热阻影响不大。空气间层通风状态下,热阻受到通风量的影响。通风量与间层内外的温度有关。在建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程中给出的通风情况下传热计算中需要给出通风量,由通风量可以推算出空腔内空气层的平均温度 Tgab,出口空气温度 Tout,通风间层的平均速度 Vi,通风间层的换热系数 hcv等。但仅在热压下的通风量除了 cfd 模拟外没有有效方法可以得出。而在暖通空调中给出了热压下的流量的计算公式,可以由空腔内空
4、气层的平均温度计算得到流量,通过两组公式的联立,可以计算出通风工况下的传热系数。多个研究表明,间层开口很小时,开口对传热性能影响很大,当开口增大到一定程度后,开口影响不大。附件:2.1封闭状态下空气层热阻按以下方法计算封闭空气间层自然对流传热 14310.412.987540.272,3,(,)max.68()50.9(1)()1=gipmgiiNuRRaauAdGcTRTHAd并根据 cfd 模拟的经验以及对热阻的估算,假定中空玻璃的外层面对空腔层的玻璃温度 Tb,i为 32 ,室外层玻璃温度 Tb,o 为 35,其它的参数设为:高度 H 为 4m,宽度 L 为 3m,空腔距离 d 为 0.
5、1m,由此可计算出自然对流的传热系数 hc 为 1.10W/m2*K 左右。封闭空气间层辐射传热同样采用建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程的公式 3124()r mhT空腔两侧的玻璃面向空腔层的发射率均设为 0.8,其它参数与自然对流中的取值相同,由此计算得到的结果为辐射传热系数 hr 为 4.35W/m2*K 左右。可看出封闭状态下辐射换热占主要部分。由上述两部分得到,空腔的总热阻为 1/(hc+hr)=0.183m2*K/W,并且通过改变幕墙尺寸的计算结果来看,幕墙尺寸对非通风工况下空腔总热阻的影响非常的小,因此我们建议在双层玻璃幕墙非通风时,空腔总热阻取 0.18m2*K/W。3.1 通风状态
6、下空气间层的热阻按以下方法计算 ,()()/2()ohHgabvagbinvfpocvogabgabutinThTedHVTT,vpviotq24civihVdL在建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程中给出的通风情况下传热计算中需要给出通风量,由通风量可以推算出空腔内空气层的平均温度 Tgab,出口空气温度 Tout,通风间层的平均速度 Vi,通风间层的换热系数 hcv等。但仅在热压下的通风量除了 cfd 模拟外没有有效方法可以得出。而在暖通空调中给出了热压下的流量的计算公式,可以由空腔内空气层的平均温度计算得到流量,通过两组公式的联立,可以计算出通风工况下的传热系数。211102*()siPuAKh
7、T计算参数中除了采用非通风工况下的温度与幕墙尺寸外,还假设了中和面高度 h 为幕墙高度的一半(在进口和出口面积相等的情况下基本合理) ,阻力系数为 1.05。计算结果如下:由结果我们可以得出,即使在完全通风工况下(上海规范中1500mm 2/m)空腔的总热阻也是不能忽视的。并且我们注意到在开口面积刚开始增大时空腔热阻的线性比较明显,因此我们建议对通风工况下的热阻进行分段处理,在开口面积为 00.0125m2/m 时,采用公式 y=-3.0606x+0.1804,在开口面积12500mm 2/m 时,采用公式 y=-0.5506x+0.133。另通过计算得到,改变幕墙高度和空腔厚度对结论没有大的
8、影响。改变高度为 3m,或改变空腔厚度为 0.5m,其误差最大也只在 10-3级别,因此我们认为推荐的线性公式适用性较强。4遮阳系数的相关讨论由遮阳系数定义:遮阳系数=太阳光总透射比/0.87而太阳光总投射比包含了直接透射和吸热后二次传热两部分。在建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程中给出了计算单层玻璃太阳光总透射比的公式:利用此公式对几种玻璃进行计算并与其给出的遮阳系数进行对比。发现虽然公式中并没有考虑到温差对二次传热的影响,但是用来计算单层玻璃所造成的误差较小,可以接受。透射比 反射比 吸收比 总透射比利用公式遮阳系数产品给出的遮阳系数普通玻璃 6mm 0.78 0.07 0.15 0.82 0.
9、94 0.96low-e 6mm 0.66 0.11 0.23 0.72 0.82 0.81自洁玻璃 6mm 0.75 0.12 0.13 0.78 0.90 0.91本体绿 6mm 0.44 0.05 0.51 0.56 0.65 0.66针对于建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程给出的多层体系太阳辐射热的分析方法,我们对双层玻璃幕墙以及在空腔内加遮阳设施的情况进行了计算。计算结果表明:对于吸收率小的玻璃,例如两个普通玻璃,采用 Sc 总 =Sc1*Sc2 来计算所造成的误差不大,但对于吸收率大的玻璃,例如普通玻璃与带 low-e 镀膜的中空玻璃的组合,采用连乘所得到的结果就明显偏小,其弱化了二次传热对于太阳光总透射比的影响。我们认为在有太阳辐射的情况下,其传热是一个比较复杂的过程,对于遮阳系数用这样线性的公式,虽然物理意义较为明确,但并不能很好的来计算其传热过程。在现在的情况下,还没有成熟的理论依据来对这一方进行计算,我们也希望通过 cfd 模拟和实验验证来给出一个较为准确的方法。