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摘要 :本文介紹了軟件計算幕墻熱工性能的思路及方法,對比了幕墻分格大小及玻璃是否采用Low-E對幕墻熱工熱工的影響,分析了冬季及夏季幕墻熱工性能的差異。
關鍵詞:熱工,幕墻分格,冬夏,普通中空、Low-E中空。
隨著石油價格的不斷上漲,能源的消耗和節約成為全世界關注的問題。幕墻作為建筑的外維護體系,對整個建筑的熱工性能有較大影響。我國于2005年4月4日發布《公共建筑節能設計規范》,2005年7月1日起正式實施,對幕墻傳熱系數提出了明確要求,同時也對幕墻的熱工性能計算提出了新的要求。
1.計算程序概況
計算幕墻熱工性能,當前歐美采用比較成熟的軟件有THERM5.0、WINDOW5.1及FLIXI2.1。THERM和WINDOW軟件由美國勞倫斯.貝克利國家實驗室(LBNL)開發,FLIXI軟件由瑞士蘇黎士Imfomind股份公司開發。WINDOW5.1是一個交互式的計算軟件,該軟件帶有大型數據庫,可通過交互選擇各種窗框及玻璃來計算窗戶傳熱系數U值;THERM和FLIXI軟件帶有各種裝飾用材料的熱工參數庫及室內外環境熱工參數庫,由用戶給定需計算的幕墻及窗戶截面(詞條“截面”由行業大百科提供)進行計算,具有較好的針對性。THERM和FLIXI軟件都采用有限元算法,都是基于熱流量及熱流量損失的計算軟件。下面采用THERM5.0軟件,以計算實例說明軟件計算的過程及原理,并通過實例計算,對比幕墻分格大小及玻璃是否采用Low-E對幕墻熱工熱工的影響,分析冬季及夏季幕墻熱工性能的差異。THERM基于有限元分析方法,計算出的熱流量有±3%的誤差,U值有大約±5%的誤差。
2.冬季及夏季的室內外計算條件
3.各種材料的熱傳導性能
4.程序計算幕墻熱工原理
THERM軟件是基于熱流量及熱流量損失的熱工計算軟件。計算的整體思路是:由計算得到給定分格內玻璃(不去掉分格縫處鋁(詞條“鋁”由行業大百科提供)框及膠縫寬度或高度)部分的熱流量和該分格中橫框及豎框上比純粹玻璃多損失的熱流量,整個分格玻璃的熱流量加上橫框及豎框比純粹玻璃多損失的熱流量,就是該分格中總共的熱流量,用該總熱流量除以分格總面積,就可以得到該分格的幕墻傳熱系數。具體步驟如下:
5.2.3橫框F2截面的熱工分析
綜合以上計算及分析,幕墻夏季的傳熱系數U小于冬季的傳熱系數。
6.計算結果對比
按以上方法,可計算出以下各種情況下幕墻傳熱系數:
7.結論
由以上計算結果可以看出:
a.在幕墻構造做法不變的情況下,增大幕墻分格尺寸能小幅降低幕墻的傳熱系數、提高幕墻熱工性能,但幅度不大;
b.在幕墻構造做法不變的情況下,將幕墻面板玻璃由普通中空玻璃改為Low-E中空玻璃,能較大幅度降低幕墻的傳熱系數、提高幕墻熱工性能,一般可將幕墻的傳熱系數降低0.8-1.0 W/(m²k),是一個較為有效的方法;
c.在幕墻構造做法不變的情況下,玻璃及幕墻整體的傳熱系數,夏季都小于冬季,也就是,一般來說,只要幕墻冬季的熱工性能滿足國家標準,夏季也能滿足。
參考文獻:
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作者單位:江蘇省裝飾幕墻工程有限公司
南京環達裝飾工程有限公司