摘要:門窗、幕牆是建築的主要耗能部位,而中空玻璃又是門窗與幕牆的重要組成部分,它的熱工效能直接影響到建築的能耗,所以了解中空玻璃傳熱系數的計算方法尤為重要。本文參考《建築玻璃應用技術規程》(jgj113—97)、《建築外窗保溫效能分級及檢測方法》(gb/t 8484—2002)、《居住建築節能設計標準》(dbj 01-602-2004),給出了中空玻璃的傳熱系數k值的計算方法,本文從熱工學理論推導出的中空玻璃傳熱系數k值的計算方法準確簡便,可供門窗、幕牆設計過程中參考使用。
關鍵詞:中空玻璃、平壁導熱、平壁傳熱、導熱係數、傳熱系數
1、前言
隨著社會的發展,經濟發達程度的提高,建築能耗在社會總能耗所佔比例越來越大。雖然我國經濟發展水平和生活水準相對落後,但建築能耗在社會總能耗所佔比例已達到20%—25%,並逐步上公升到30%。就我國目前典型的外圍護部件而言,門窗的能耗約佔供熱負荷的30%—50%。
增強外圍護的保溫隔熱性能,減少門窗、幕牆的能耗,是改善室內熱環境質量和提高提高建築節能水平的重要環節。
中空玻璃具有突出的保溫隔熱性能,是提高門窗、幕牆節能的重要材料,對它的研究顯得越來越重要。
2、導熱的概念
熱力學第二定律確認,凡是有溫度的地方就存在著熱量的傳遞。物體中熱量的傳導是由於溫差的存在,兩點間的溫差越大,傳導的熱量就越多。單位時間內通過某一給定面積的熱量(稱為熱流量)與溫度梯度和垂直於熱量傳播方向的截面積成正比(傅利葉定律)。
q=-λgradt w/m
2(1)
式中:q—單位時間內通過單位面積所傳遞的熱量(熱流量)
λ—導熱係數w/(
2gradt—負溫度梯度
λ=- q / gradt w/(
2上式表明,導熱係數的數值等於單位溫度降低,單位時間內,單位面積所通過的導熱量。導熱係數是表明物質
導熱特性的一種物理引數,它說明了物質導熱能力的大小。因此,導熱係數是選用隔熱材料的重要依據。
實驗表明,各種物質導熱係數的數值是不同的。導熱係數的大小主要取決於物質的成分,內部結構,密度、溼
度、壓力等。工程上常用材料的導熱係數一般都由實驗測得。導熱係數的值以金屬材料為最大,非金屬固體材料次之,液體材料再次之,氣體材料為最小。
因此在建築工程中,常利用空氣層來減少導熱,如空心磚、中空玻璃等。
在實際計算中,材料的導熱係數作為常數處理。
3、平壁導熱
3.1單層平壁導熱
圖1.單層平壁導熱
圖1.所示為一單層平壁,其厚度為δ,平壁的導熱係數為λ,內外表面的恆定溫度為t1、t2,且t1> t2。
q=-λ.dt/dx w/m
2(3)
dt=-q/λ.dx4)
對上式積分得
t=-q/λ+ c5)
積分常數c應由邊界條件來確定,當x=0時,t=t1那麼
c= t1(6)
t=-q/λ+ t1(7)
當x=δ時,t=t2,代入上式
t2=-q/λ+ t1(8)
則q =λ/δ.(t1- t2)=λ/δ.δt w/m(9)
23.2多層平壁導熱
圖2.多層平壁導熱
在穩定情況下,通過各層平壁的熱流量應該是相同的,且等於通過多層平壁的熱流量。根據式(9),通過每一層平
壁的熱流量為:
q =λ1/δ1.(t1- t2)
q =λ2/δ2.(t2- t310)
q =λ3/δ3.(t3- t4)
由(10)式移項得
t1- t2= q.δ1/λ
1t2- t3= q.δ2/λ
2(11)
t3- t4= q.δ3/λ
3由(11)式的三式相加得
t1- t4= q.(δ1/λ1+δ2/λ2+δ3/λ3)(12)
得q =(t1- t4)/(δ1/λ1+δ2/λ
2+δ3/λ3)w/m(13)
24、穩定傳熱
4.1復合換熱
實際工程中常遇到的許多傳熱過程,往往是由導熱、對流和輻射三種基本傳熱方式組合而成的複雜組合。在實際應用中,為了簡化計算,常把幾種基本換熱方式共同作用的結果看做是由某一種主要方式所造成,而其它方式則只是影響主要方式特性的大小而已。而對建築的外圍護與空氣之間的換熱問題,又把對流看做是主要換熱方式來討論。
並用換熱係數α=αj+αf來表示過程的強弱。此處αj是考慮對流和導熱同時作用的換熱係數,成為接觸換熱係數;而αf則是考慮輻射作用的換熱係數,稱為輻射換熱係數。用tl代表氣體的溫度,用tb代表平壁面的溫度,則平壁面每單位表面積的接觸換熱量為:
**=αj.(tl-tb)w/m(14)
2單位面積的輻射換熱量為:
qf=εc0[(t1/100)-(t2/100)] w/m(15)
442qf—輻射換熱量
ε—物體的黑度
c0—絕對黑體輻射係數
總換熱量為(14)、(15)式兩相熱量之和,即:
q = **+qf=αj.(tl-tb)+εc0[(tl/100)-(t2/100)] w/m(16)
442由於tl-tb= tl- t2,所以
q =(tl-tb) (17)
44設αf=εc0[(tl/100)-(t2/100)]/(tl- t2)
44則總換熱量為:
q =(αj+αf).(tl-tb)=α.(tl-tb)(18)
式中α—總換熱係數,α=αj+α
換熱係數之和。
fw/(即複雜換熱的換熱係數等於接觸換熱係數(包括導熱和對流)與輻射
4.2平壁傳熱
圖3.單層平壁的傳熱
熱流體將熱量通過固體壁傳給冷流體的過程稱為傳熱。
設有一單層平壁,壁厚為δ,導熱係數為λ,平壁兩側的溫度為tl1、tl2,平壁兩表面溫度為tb1、tb2,平壁兩側的
換熱係數為α1、α2。在穩定狀態下,熱流體傳給平壁面1的熱量,通過平壁的導熱量以及平壁面2傳給冷流體的熱量均相等。即
q =α1.(tl1-tb1)
q =λ/δ.(tb1-tb2)(19)
q =α2.(tb2-tl2)
將以上三式移項得:
tl1-tb1=q/α
1tb1-tb2=q/(λ/δ)(20)
tb2-tl2=q/α
q =(tl1- tl2)/(1/α1+δ/λ+1/α2)(21)
令k=1/(1/α1+δ/
中空玻璃檢驗試驗標準
一 適用範圍 本標準適用於建築 冷藏等用途的中空玻璃。二 引用檔案 2.1以浮法玻璃作為基片,應符合gb11614 2009。2.2以鋼化玻璃作為基片,應符合gb15763.2 2005標準規定。2.3以夾膠玻璃作為基片,應符合 gb15763.2 2009標準規定。2.4以噴砂玻璃作為基片,噴砂層...
正規的中空玻璃門窗
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中空玻璃幕牆施工方案
總目錄目錄1第一章工程概況2 第一節工程名稱 性質 規模和地理位置2 第二節相關單位2 第三節工程承包範圍及內容2 第二章幕牆設計簡介2 第一節各立面幕牆設計簡介2 第二節幕牆使用部位及工程量2 第三節幕牆節能設計的節能構造和採用的節能材料3 第三章編制依據3 第四章施工部署和施工計畫4 第一節施工...