幕墙热工基础知识培训

沈阳远大集团内部培训——热工基础知识一．传热学基本概念沈阳远大研究所导热是在固体内部或直接接触的固体之间的热传递过程。在这个过程中，没有物质的移动。导热热阻与材料的导热系数及材料在热流方向的厚度有关。玻璃的导热系数λ大约是1.0W/m.K。1、导热R2、对流换热：工程中的对流换热主要是固体表面与气体之间的热传递过程，同时也包含型材腔或空气层内的气体导热。这个过程中有流体的运动。对流换热系数主要与固体表面流体的运动速度有关。)/(5.22KmWhcivhce443、辐射换热：辐射是两个固体之间通过热辐射进行的热传递。在常温下，物体之间的辐射换热是在远红外线（长波，5μm以上波长）波段进行的。辐射换热系数与物体表面的热辐射系数ε及温度有关，通常表面颜色越深ε值越大，换热系数就越大。34mrTh)/(1067.5428KmW4、表面换热系数及换热阻：物体表面会与其相接触的空气之间进行热交换，包括对流和导热。同时，也会通过热辐射与周围环境进行热交换。表面换热系数与风速、温度、热辐射水平有关。表面换热系数为he和hi，分别为室外和室内的表面换热系数，均包括了对流换热和辐射换热两个部分。表面换热阻是表面换热系数的倒数。在玻璃的计算中取：he=23W/m2·K；hi=8W/m2·K在非透明幕墙的计算中取：he=23W/m2·K；hi=8.7W/m2·KrchhhhR15、复合热阻：在平行于热流方向上进行排列的复合结构相当于将不同的热阻进行串联排列，其总热阻等于各层材料热阻之和。在垂直于热流方向上进行排列的复合结构相当于将不同的热阻进行并联排列，其总热阻等于各层材料热阻倒数之和的倒数。n321RRRRR串n32111111RRRRR并围护结构的总热阻不仅包括围护结构本身的热阻，还应包括围护结构表面与室内外环境间的表面换热阻。etiRRRR总6、总热阻：iRtReR——室内表面换热阻；ihR1i——围护结构本身复合热阻；——室内表面换热阻；ehR1e在稳态条件下，围护结构两侧空气温度差为1℃，1s内通过1m2面积传递的热量。W/（m2·K），值为总热阻的倒数。总RK17、传热系数：普通的热阻串联问题计算比较简单，可以通过手算进行，但幕墙的横竖框结构属于复杂的二维模型，故必须采用专业的计算软件进行计算。单位时间内通过单位面积的热量，W/m2。在已知热阻的情况下，热流密度等于温差与热阻之比。Rtq8、热流密度：热阻串联结构中，热流密度处处相等。热阻并联结构中，总热流密度各部分热流密度之和。nqqqqq321nntAqAqAqAqAq332211二.面材传热系数计算沈阳远大研究所对于工程来讲，我们需要得到的就是传热系数，和温度场的分布情况。传热系数是衡量围护结构保温性能的依据；温度场是判断围护结构模型中是否存在结露的可能性。1、计算各层材料热阻R1）单层玻璃008.01008.01Rm2·K/W2）空气间层3）保温岩棉471.1034.005.03R4）镀锌钢板062002.04R空气的传热包括气体的热对流运动，故其传热阻不是随其厚度的增大而无限增大，当空气间层厚度达到60mm时其热阻达到极限，具体值可见规范GB50176-93注：金属的导热系数很大，而一般厚度又很小，故其热阻在计算中通常可以忽略不计。2、计算复合热阻n321RRRRR串629.14321RRRRRtm2·K/W3、计算总热阻etiRRRR总786.1231629.17.8111teihRhR总m2·K/W4、计算传热系数56.01总RKW/m2·K5、计算热流密度2.11786.120总RtqW/m27.187.82.1120i1ihqttRtq则：℃7.1807.18412qRtt℃℃℃2.2471.12.117.18323qRtt℃5.015.02.112.2234qRtt4.0008.02.115.0145qRtt6、绘制温度变化曲线可见：围护结构内部温度在保温材料部位变化最快。三.框的传热系数计算沈阳远大研究所1、模型简化将节点中所有非通长设置的零件删除在需要进行计算的面积区域内，所有的不同框材节点均需进行计算。将节点中面材所在平面垂直放置，并使室外侧在左，室内侧在右在框的两侧各保留190mm的面材2、计算模型截面传热系数将简化完成的模型截面导入THERM计算软件，通过有限元方法计算模型截面传热系数U2DtUqD2tUqggtUqfftUqpp3、计算框传热系数框、玻璃、非透明面材在模型中为并联结构ppffggpfgDbUbUbUbbbU)(2ppffggpfgbqbqbqbbbq)（fppggpfgDfbbUbUbbbUU)(2这里计算的框传热系数不但包括框本身的传热，还包括了面材与框接缝处的附加传热四.整窗及幕墙的传热系数计算沈阳远大研究所1）门窗幕墙整体传热系数计算应采用各部件的性能按分配面积加权平均的计算方法进行。建筑要满足的是一个整体的节能要求，并不是某一点的保温能力，所以我们要计算的也是幕墙的平均传热系数。2）加权计算时选择最普遍的幕墙分格。我们无法对整个建筑进行面积平均计算，所以我们只能选择建筑立面中最为普遍的幕墙分格，用它来代替整个幕墙。3）透明幕墙与非透明幕墙应分别计算国内工程通常采用GB50189-2005中的规定进行要求，故透明幕墙与非透明幕墙的传热系数应分别与标准进行对照。1、计算原则fgffggAAUAUAUW2、计算公式单块分格传热系数：nnntAUAUAUAU2211整个立面传热系数：五.抗冷凝计算沈阳远大研究所1、露点温度确定室内的露点温度是与室内温度及相对湿度有关的函数。空气的饱和水蒸气压：tbtasEE1005.7ahPa11.60E3.237bt——室内温度，℃sEfef——室内相对湿度111.6lgeabTd一定湿度下的空气水蒸气压：空气露点温度（℃）：2、冷桥模拟1）所有的幕墙冷桥部位都应进行结露验算模拟。2）进行结露验算模拟时的室内外边界条件应由甲方或设计院提出。3）模拟后得到冷桥部位温度场，若室内表面温度大于露点温度则确定幕墙内表面不会结露。六.工程实例分析沈阳远大研究所1）根据《公共建筑节能设计标准》要求需划分幕墙每个立面的透明幕墙及非透明幕墙区域，并分别进行典型分格选取。2）建筑设计院对幕墙进行节能分析后给出整个立面的传热系数要求。选择典型计算分格，应包括所有类型的幕墙。3）抗冷凝计算要求若需要进行抗冷凝计算，则必须由甲方或设计院提出抗冷凝计算条件。条件包括：室外计算温度、风速，室内计算温度及相对湿度。1、了解工程要求1）不同的幕墙类型单独进行计算2）相同类型幕墙选择平均分格尺寸。3）多种典型分格应明确其间面积比率2、典型分格确立1）面材采用一维平壁导热方程进行计算中空玻璃的传热系数应由玻璃厂方提供。岩棉、挤塑板等保温材料的导热系数应由厂方提供。2）框的传热系数应由二维软件及经验公式进行计算得到。3、面材及框的传热系数计算4、幕墙传热系数计算5、输出计算书