a、按照JGJ/T151的规定,在框的计算截面中,应用一块导热系数(词条“导热系数”由行业大百科提供)λ=0.03 W/(m.K)的板材(词条“板材”由行业大百科提供)(下文统称为绝缘板,如图1在therm中新建)替代实际的玻璃,板材厚度等于所替代面板的厚度,嵌入框的深度按照面板嵌入的实际尺寸,可见部分的板材宽度bp不应小于200mm;(参考图2 )
三、U值算法的比较:
面积加权法和线传热系数法各有优缺点,所以NFRC选用了前者,EN10077-2和JGJ/T 151选择了后者。两者算法上的差异来源于对玻璃边缘部分的不同处理。下面即对此进行详细分析。
1、首先对Ψ值计算时的框截面(图8)进行重新描述(图9)
因为采用的室内外边界条件是一模一样的,所以通过整个截面的流量Lf2D是相等的。
从中可以看出:
A、 ∆1不小于0,说明面积加权法在门窗四个角的计算值相对偏大,但是 ∆2始终为负,说明线传热系数法在窗框中央区域的模拟值相对偏大;因此可以预计随着窗型尺寸的变化,两种算法的差异由负转正。
B、除以窗型面积后,固定节点的 ∆1对整窗U值的贡献近似为0.000 W/(m2·k)。而固定和开启节点的 ∆2近似为-0.002 W/(m2·k)。那么线传热系数法的固定窗型的模拟U值偏大。
C、对于1.23*1.48的平开窗,两种算法的差异因为∆1、∆2互冲后近似于0 W/(m2·k),即无差异。而欧洲的门窗标准,比如DIN 14351规定样窗尺寸为1.23*1.48,正好无差异。
5、差异随门窗尺寸的变化
从小到大选取6种尺寸,计算整窗U值以及差值(相对于线传热系数法的百分比),如表4 ,图13所示。
从中可以看出,门窗面积较小时(800mm*600mm),面积加权法计算出的U值要大于线传热系数法的0.37%; 面积增大到一定程度后面积加权法开始接近并小于线传热系数法。而LBNL在升级软件时要求U值相差的百分比满足0.5%的标准,因此可以认为两种算法的差异在合理范围之内。
四、结论:
本文通过therm/window软件对门窗传热系数的两种算法(面积加权法和线传热系数法)的定量分析,显示两者差异体现在角部∆1和型材中部∆2。而且窗型尺寸的变化使 ∆1, ∆2的此消彼长导致U值差异由负转正。以0.5%的相对U值差异为标准, 两种算法的差异在合理范围内,具有互换性。
参考文献:
[1] 浅谈建筑外窗热工的计算方法 查恩明 门窗 第三十二期
[2] 基于THERM的不同标准条件下传热系数分析 陈杰等 门窗 第三十七期
[3] JGJ/T 151-2008, 建筑门窗幕墙热工计算规程
[4] THERM 5.2 / WINDOW 5.2 NFRC Simulation Manual
[5] CALCULATING FENSTRATION PRODUCT PERFORMANCE IN WINDOW 6 AND THERM 6 ACCORDING TO EN 673 AND EN 10077
[6] Iso 15099-2003 Thermal performance of windows, doors, and shading devices – detailed calculations
[7] Comparison of WINDOW5/THERM5 and WINDOW6/THERM6, Results for Specular Glazing Systems, LBNL July 19,2010
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