a楼非透明幕墙.docx

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a楼非透明幕墙

余杭城建集团综合商务楼A楼非透明幕墙节能

设计计算书

设计：

校对：

审核：

批准：

深圳市科源建设集团

二〇〇九年十月十日

目录

1计算引用的规范、标准及资料3

2计算中采用的部分条件参数及规定3

2.1计算所采纳的部分参数：

3

2.2《公共建筑节能设计标准》的部分规定：

4

3幕墙结构基本参数7

3.1地区参数：

7

3.2建筑参数：

7

3.3单元参数：

7

4幕墙保温计算8

4.1设计依据：

8

4.2围护结构的传热阻：

8

4.3U值计算：

8

5结露计算8

5.1水（冰）表面的饱和水蒸汽压计算：

8

5.2在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算：

9

5.3空气的结露点温度计算：

9

5.4维护结构内表面的计算温度：

9

5.5结露性能评价9

非透明幕墙结构热工设计计算书

11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

《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001

《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》JGJ/T151-2008

《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

12计算中采用的部分条件参数及规定

12.1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》JGJ/T151-2008采用

（1）冬季标准计算条件应为：

室内空气温度：

Tin=20℃；

室外空气温度：

Tout=-20℃；

室内对流换热系数：

hc,in=3.6W/（m2·K）；

室外对流换热系数：

hc,out=16W/（m2·K）；

室内平均辐射温度：

Trm,in=Tin

室外平均辐射温度：

Trm,out=Tout

太阳辐射照度：

Is=300W/m2；

（2）夏季标准计算条件应为：

室内空气温度：

Tin=25℃；

室外空气温度：

Tout=30℃；

室内对流换热系数：

hc,in=2.5W/（m2·K）；

室外对流换热系数：

hc,out=16W/（m2·K）；

室内平均辐射温度：

Trm,in=Tin

室外平均辐射温度：

Trm,out=Tout

太阳辐射照度：

Is=500W/m2；

（3）计算传热系数应采用冬季标准计算条件，并取Is=0W/m2；

（4）计算遮阳系数、太阳光总透射比应采用夏季标准计算条件；

（5）结露性能计算的标准边界条件应为：

室内环境温度：

20℃；

室内环境湿度：

30%，60%；

室外环境温度：

0℃，-10℃，-20℃

（6）框的太阳光总透射比gf应采用下列边界条件：

qin=α·Is

α：

框表面太阳辐射吸收系数；

Is：

太阳辐射照度（W/m2）；

qin：

框吸收的太阳辐射热（W/m2）；

12.2《公共建筑节能设计标准》的部分规定：

（1）结构所在的建筑气候分区应该按下面表格取用。

表4.2.1主要城市所处气候分区

气候分区

代表性城市

严寒地区A区

海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯、安达

严寒地区B区

长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪、阜新、哈密、鞍山、张家口、

酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东

寒冷地区

兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津、大连、阳泉、

平凉、石家庄、德州、晋城、天水、西安、拉萨、康定、济南、青岛、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州

夏热冬冷地区

南京、蚌埠、盐城、南通、合肥、安庆、九江、武汉、黄石、岳阳、汉中、安康、上海、杭州临平、宁波、宜昌、长沙、南昌、株洲、零陵、赣州、韶关、桂林、重庆、达县、万州、涪陵、南充、宜宾、成都、贵阳、遵义、凯里、绵阳

夏热冬暖地区

福州、莆田、龙岩、梅州、兴宁、英德、河池、柳州、贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口、南宁、北海、梧州

（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。

表4.2.2-1严寒地区A区围护结构传热系数限值

围护结构部位

体型系数≤0.3

传热系数KW/（m2·K）

0.3＜体型系数≤0.4

传热系数KW/（m2·K）

屋面

≤0.35

≤0.30

外墙（包括非透明幕墙）

≤0.45

≤0.40

底面接触室外空气的架空或外挑楼板

≤0.45

≤0.40

非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板

≤0.6

≤0.6

单一朝

向外窗

（包括透明幕墙）

窗墙面积比≤0.2.

≤3.0

≤2.7

0.2＜窗墙面积比≤0.3

≤2.8

≤2.5

0.3＜窗墙面积比≤0.4

≤2.5

≤2.2

0.4＜窗墙面积比≤0.5

≤2.0

≤1.7

0.5＜窗墙面积比≤0.7

≤1.7

≤1.5

屋顶透明部分

≤2.5

表4.2.2-2严寒地区B区围护结构传热系数限值

围护结构部位

体型系数≤0.3

传热系数KW/（m2·K）

0.3＜体型系数≤0.4

传热系数KW/（m2·K）

屋面

≤0.45

≤0.35

外墙（包括非透明幕墙）

≤0.50

≤0.45

底面接触室外空气的架空或外挑楼板

≤0.50

≤0.45

非采暖房间与采暖房间的隔墙或楼板

≤0.8

≤0.8

单一朝

向外窗

（包括透明幕墙）

窗墙面积比≤0.2.

≤3.2

≤2.8

0.2＜窗墙面积比≤0.3

≤2.9

≤2.5

0.3＜窗墙面积比≤0.4

≤2.6

≤2.2

0.4＜窗墙面积比≤0.5

≤2.1

≤1.8

0.5＜窗墙面积比≤0.7

≤1.8

≤1.6

屋顶透明部分

≤2.6

表4.2.2-3寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值

围护结构部位

体型系数≤0.3

传热系数KW/（m2·K）

0.3＜体型系数≤0.4

传热系数KW/（m2·K）

屋面

≤0.55

≤0.45

外墙（包括非透明幕墙）

≤0.60

≤0.50

底面接触室外空气的架空或外挑楼板

≤0.60

≤0.50

非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板

≤1.5

≤1.5

外窗（包括透明幕墙）

传热系数KW/（m2·K）

遮阳系数SC

（东、南、西向/北向）

传热系数KW/（m2·K）

遮阳系数SC

（东、南、西向/北向）

单一朝向外窗

（包括透明幕墙）

窗墙面积比≤0.2

≤3.5

—

≤3.0

—

0.2＜窗墙面积比≤0.3

≤3.0

—

≤2.5

—

0.3＜窗墙面积比≤0.4

≤2.7

≤0.70/—

≤2.3

≤0.70/—

0.4＜窗墙面积比≤0.5

≤2.3

≤0.60/—

≤2.0

≤0.60/—

0.5＜窗墙面积比≤0.7

≤2.0

≤0.50/—

≤1.8

≤0.50/—

屋顶透明部分

≤2.7

≤0.50

≤2.7

≤0.50

注:

有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。

表4.2.2-4夏热冬冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值

围护结构部位

传热系数KW/（m2·K）

屋面

≤0.70

外墙（包括非透明幕墙）

≤1.0

底面接触室外空气的架空或外挑楼板

≤1.0

外窗（包括透明幕墙）

传热系数KW/（m2·K）

遮阳系数SC

（东、南、西向/北向）

单一朝向外窗（包括透明幕墙）

窗墙面积比≤0.2

≤4.7

—

0.2＜窗墙面积比≤0.3

≤3.5

≤0.55/—

0.3＜窗墙面积比≤0.4

≤3.0

≤0.50/0.60

0.4＜窗墙面积比≤0.5

≤2.8

≤0.45/0.55

0.5＜窗墙面积比≤0.7

≤2.5

≤0.40/0.50

屋顶透明部分

≤3.0

≤0.40

注:

有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。

表4.2.2-5夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值

围护结构部位

传热系数KW/（m2·K）

屋面

≤0.90

外墙（包括非透明幕墙）

≤1.5

底面接触室外空气的架空或外挑楼板

≤1.5

外窗（包括透明幕墙）

传热系数KW/（m2·K）

遮阳系数SC

（东、南、西向/北向）

单一朝向外窗

（包括透明幕墙）

窗墙面积比≤0.2

≤6.5

—

0.2＜窗墙面积比≤0.3

≤4.7

≤0.50/0.60

0.3＜窗墙面积比≤0.4

≤3.5

≤0.45/0.55

0.4＜窗墙面积比≤0.5

≤3.0

≤0.40/0.50

0.5＜窗墙面积比≤0.7

≤3.0

≤0.35/0.45

屋顶透明部分

≤3.5

≤0.35

注:

有外遮阳时,遮阳系数=玻璃的遮阳系数外遮阳的遮阳系数；无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。

13幕墙结构基本参数

13.1地区参数：

杭州临平，地区类别属于夏热冬冷地区；

13.2建筑参数：

建筑物长度：

36m；

建筑物宽度：

28.2m；

建筑物高度：

97.5m；

建筑物体形系数：

0.137；

13.3单元参数：

幕墙的结构组成如下：

第1层材料为：

加气混凝土、泡沫混凝土，厚度为：

240mm，导热系数为：

0.19W/m·K；

第2层材料为：

聚苯乙烯泡沫塑料（苯板），厚度为：

30mm，导热系数为：

0.042W/m·K；

第3层材料为：

花岗岩、玄武岩，厚度为：

30mm，导热系数为：

3.49W/m·K；

14幕墙保温计算

14.1设计依据：

采用冬季计算标准条件，利用加权平均法进行计算。

14.2围护结构的传热阻：

按《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）设计计算：

Ro=Ri+R+Re……附2.4[GB50176-93]

在上面的公式中：

Ro：

围护结构的传热阻（m2·K/W）；

Ri：

围护结构内表面换热阻，按规范取0.11m2·K/W；

Re：

围护结构外表面换热阻，按规范取0.04m2·K/W；

R：

围护结构热阻（m2·K/W）；

R=ΣRi+R空气

=Σδi/aiλi+R空气

=δ1/a1λ1+δ2/a2λ2+δ3/a3λ3+R空气

=240/1000/（1×0.19）+30/1000/（1×0.042）+30/1000/（1×3.49）+0.18

=2.166m2·K/W

在上面的公式中：

ai：

幕墙各层材料的修正系数，按GB50176-93附表4.2情况选择，其它取1.0；

δi：

幕墙各层材料的厚度（m）；

λi：

幕墙各层材料的导热系数W/（m·K）；

R空气：

空气层的热阻m2·K/W；

Ro=Ri+R+Re

=0.11+2.166+0.04

=2.316m2·K/W

14.3U值计算：

U：

围护结构的传热系数（W/（m2·K））；

Ro：

围护结构的传热阻（m2·K/W）；

U=1/Ro

=1/2.316

=0.432W/（m2·K）

0.432W/（m2·K）≤1W/（m2·K）

所以，幕墙保温性能满足设计要求！

15结露计算

15.1水（冰）表面的饱和水蒸汽压计算：

Es=E0×10（（a×t）/（b+t））

式中：

E0：

空气温度为0℃时的饱和水蒸汽压，取E0=6.11hPa；

t：

空气温度，℃；

a、b：

参数，对于水面（t>0℃），a=7.5，b＝237.3；对于冰面（t≤0℃），a=9.5，b＝265.5。

Es=E0×10（（a×t）/（b+t））

=6.11×10（（7.5×20）/（237.3+20））

=23.389

15.2在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压计算：

e=f·Es

式中：

e：

空气的水蒸汽压，hPa；

f：

空气的相对湿度，％；

Es：

空气的饱和水蒸汽压，hPa；

e=f·Es

=0.60×23.389

=14.033

15.3空气的结露点温度计算：

Td=b/（a/lg（e/6.11）-1）5.2.3[JGJ/T151-2008]

式中：

lg（e/6.11）表示取以10为底，e/6.11的对数；

Td：

空气的露点温度，℃；

e：

空气的水蒸气压，hPa；

a、b：

参数，a=7.5，b=237.3；

Td=b/（a/lg（e/6.11）-1）

=237.3/（（7.5/lg（14.033/6.11））-1）

=12.003℃

15.4维护结构内表面的计算温度：

室内环境温度：

Tin=20.0℃；

室外环境温度：

Tout=-10℃；

维护结构内表面换热系数：

hin=8W/（m2·K）；

维护结构的传热系数：

U=0.432W/（m2·K）；

维护结构内表面温度：

Tg,in；

Tg,in=Tin-（Tin-Tout）·U/hin

=20-（20-（-10））×0.432/8

=18.38℃

15.5结露性能评价

评价依据：

（T10,min-Tout,std）×（Tin-Tout）/（Tin,std-Tout,std）+Tout≥Td5.3.6[JGJ/T151-2008]

T10,min：

产品的结露性能评价指标；

Tin,std：

结露性能计算时对应的室内标准温度；

Tout,std：

结露性能计算时对应的室外标准温度；

Tin：

实际工程对应的室内计算温度；

Tout：

实际工程对应的室外计算温度；

Td：

室内设计环境条件对应的露点温度；

公式5.3.6[JGJ/T151-2008]左项可取维护结构内表面最低温度,既Tg,in；

因为Td=12.003℃≤Tg,in=18.38℃；

维护结构内表面不会出现结露现象。