幕墙热工计算书MQMC计算后修改模板
目录
第一部分 基本概况 . .......................................................................................................................................................... 2 1 基本说明 . .................................................................................................................................................................... 2 2 热工计算原理 . ............................................................................................................................................................ 4 第三部分 综合楼公建部分热工计算 . ............................................................................................................................ 12 1 设计要求 . .................................................................................................................................................................. 12 2 玻璃光学热工性能计算 ........................................................................................................................................... 12 3 框传热计算 . .............................................................................................................................................................. 12 4 半隐框系统幅面热工性能计算 ............................................................................................................................... 23 5 全隐框系统幅面热工性能计算 ............................................................................................................................... 29 6 各朝向计算结果 . ...................................................................................................................................................... 34 7 非透明幕墙热工计算 ............................................................................................................................................... 34
第一部分 基本概况
1 基本说明
1.1 计算引用的规范、标准及资料
《民用建筑热工设计规范》GB50176-93 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005 《居住建筑节能设计标准》DBJ 01-602-2004 《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113-2009
《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T 151-2008 广东省、深圳市相关地区规范、法律法规
1.2 计算软件
本次热工分析采用广东省建筑科学研究院开发的粤建科MQMC 建筑幕墙门窗热工性能计算软件进行计算。在MQMC 中，可以同时计算玻璃面板中央的传热系数、框架传热系数、框架与面板接缝的线传热系数和单幅幕墙的热工性能。
1.3 主要材料参数
1.4 计算环境、条件
根据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008，对工程设计类型的，采用工程所在地的计算边
界条件进行计算。
2 热工计算原理
2.1 玻璃光学热工性能计算原理
.2.1.1 玻璃光学热工性能计算一般规定
单片玻璃（包括其他透明材料，下同）的光学、热工性能应根据测定的单片玻璃光谱数据进行计算。 测定的单片玻璃光谱数据应包括其各个光谱段的透射率、前反射率和后反射率，光谱范围应至少覆盖300～2500nm 波长范围，不同波长范围的数据间隔应满足下列要求： （1）波长为300～400nm 时，数据点间隔不应超过5nm ； （2）波长为400～1000nm 时，数据点间隔不应超过10nm ； （3）波长为1000～2500nm 时，数据点间隔不应超过50nm 。
.2.1.2 单片玻璃光学热工性能
（1）单片玻璃的可见光透射比应按下式计算：
（2.1.2-1）
式中
——D65标准光源的相对光谱功率分布，见JGJ/T 151附录D ；
——玻璃透射比的光谱数据；
——人眼的视见函数，见JGJ/T 151附录D 。 （2
）单片玻璃的可见光反射比应按下式计算：
（2.1.2-2）
式中
——玻璃反射比的光谱数据。
（3）单片玻璃的太阳光直接透射比应按下式计算：
（2.1.2-3）
式中
——玻璃透射比的光谱；
——标准太阳光谱，见JGJ/T 151附录D 。
（4）单片玻璃的太阳光直接反射比应按下式计算：
（2.1.2-4）
式中
——玻璃反射比的光谱。
（5）单片玻璃的太阳光总透射比g 应按下式计算：
式中 h in ——玻璃室内表面换热系数［W/(m2.K) ］； h out ——玻璃室外表面换热系数［W/(m2.K) ］；
——单片玻璃的太阳光直接吸收比。
（6）单片玻璃的太阳辐射吸收系数As 应按下式计算：
（2.1.2-5）
（2.1.2-6）
式中
——单片玻璃的太阳光直接透射比；
——单片玻璃的太阳光直接反射比。
（7） 单片玻璃的遮阳系数SCcg 应按下式计算：
式中 g ——单片玻璃的太阳光总透射比。
（2.1.2-7）
.2.1.3 多层玻璃光学热工性能
（1）太阳光透过多层玻璃系统的计算应采用如下通用计算模型（图2.1.3-1）：
图2.1.3-1 玻璃层的吸收率和太阳光透射比
一个具有n 层玻璃的系统，系统分为n ＋1个气体间层，最外层为室外环境（i =1），内层为室内环境（i =n +1）。对于波长λ的太阳光，系统的光学分析应以第i-1层和第i
层玻璃之间辐射能量
建立能量平衡方程，其中角标“+”和“-”分别表示辐射流向室外和流向室内。
和
图2.1.3-2 多层玻璃体系中太阳辐射热的分析
可设定室外只有太阳辐射，室外和室内环境的反射率为零。
当i =1时：
当i =n +1时：
当i =2～n 时：
i ＝2～n i ＝2～n
利用线性方程组计算各个气体层的
和
（2.1.3-5）
（2.1.3-6）
（2.1.3-3）
（2.1.3-4）
（2.1.3-1）
（2.1.3-2）
值。传向室内的直接透射比应按下式计算：
（2.1.3-7）
反射到室外的直接反射比应按下式计算：
第i 层玻璃的太阳辐射吸收比A i (λ ) 应按下式计算：
（2.1.3-8）
（2.1.3-9）
（2）对整个太阳光谱进行数值积分，应按下列公式计算得到第i 层玻璃吸收的太阳辐射热流密度S i ：
（2.1.3-10）
（2.1.3-11）
式中 A i ——太阳辐射照射到玻璃系统时，第i 层玻璃的太阳辐射吸收比。
（3）多层玻璃的可见光透射比应按公式（2.1.2-1）计算，可见光反射比应按公式（2.1.2-2）计计算。 （4）多层玻璃的太阳光直接透射比应按公式（2.1.2-3）计算，太阳光直接反射比应按公式（2.1.2-4）计算。
.2.1.4 玻璃系统的热工参数
（1）计算玻璃系统的传热系数时，应采用简单的模拟环境条件，仅考虑室内外温差，没有太阳辐射，应按下式计算：
（2.1.4-1）
（2.1.4-2）
式中
2
(I ；
s =0)——没有太阳辐射热时，通过玻璃系统传向室内的净热流（W/m）
——室外环境温度（K ）；
——室内环境温度（K ）。
1）玻璃系统的传热阻R t 应为各层玻璃、气体间层、内外表面换热阻之和，应按下列公式计算：
（2.1.4-3）
（2.1.4-4）
i = 2～n （2.1.4-5）
式中 R g, i ——第i 层玻璃的固体热阻；
R i ——第i 层气体间层的热阻；
、
——第i 层气体间层的外表面和内表面温度；
q i ——第i 层气体间层的热流密度。
2）环境温度应是周围空气温度T air 和平均辐射温度T rm 的加权平均值，应按下式计算：
（2.1.4-6）
式中
和应按本规程第10章的规定计算。
（2）玻璃系统的遮阳系数的计算应符合下列规定： 1）各层玻璃室外侧方向的热阻应按下式计算：
（2.1.4-7）
式中 R g, i ——第i 层玻璃的固体热阻[(m2.K)/ W]； R g, k ——第k 层玻璃的固体热阻[(m2.K)/ W]； R k ——第k 层气体间层的热阻[(m2.K)/ W]。 2）各层玻璃向室内的二次传热应按下式计算：
（2.1.4-8）
3）玻璃系统的太阳光总透射比应按下式计算：
（2.1.4-9）
4）玻璃系统的遮阳系数应公式（5.2.1-7）计算。
2.2 框传热计算原理
（1）框的传热系数U f 应在计算窗的某一框截面的二维热传导的基础上获得；
（2）在框的计算截面中，应用一块导热系数
=0.03［W/(m.K) ］ 的板材替代实际的玻璃（或其他镶嵌板），板材的厚度等于所替代面板的厚度，嵌入框的深度按照实际尺寸，可见部分的板材宽度b p 不应小于200mm （图2.2.1）；
图2.2.1 框传热系数计算模型示意图
（3）在室内外计算条件下，用二维热传导计算软件计算流过图示截面的热流q w ，并应按下式整理：
（2.2-1）
（2.2-2）
（2.2-3）
式中 U f ——框的传热系数[Ｗ/(m2.K)]； L f 2D ——框截面整体的线传热系数[Ｗ/(m.K)]； U p ——板材的传热系数[Ｗ/(m2.K)]； b f ——框的投影宽度(m)；
b p ——板材可见部分的宽度（m ）； T n,in ——室内环境温度（K ）； T n,out ——室外环境温度（K ）。
（4）用实际的玻璃系统（或其他镶嵌板）替代导热系数
=0.03 W/(m.K) 的板材，其他尺寸不改变（图2.2.2）；
b g ≥200mm
图2.2.2 框与面板接缝传热系数计算模型示意图
（5）用二维热传导计算程序，计算在室内外标准条件下流过图示截面的热流
（2.2-4）
，应按下式整理：
（2.2-5）
（2.2-6）
式中
——框与玻璃（或其他镶嵌板）接缝的线传热系数［W/(m.K) ］；
——框截面整体线传热系数［W/(m.K) ］； Ｕg ——玻璃的传热系数［W/(m2.K) ］； b g ——玻璃可见部分的宽度（m ）; T n,in ——室内环境温度（K ）； T n,out ——室外环境温度（K ）。
2.3 整副幕墙热工计算原理
（1）单幅幕墙的传热系数U CW 应按下式计算：
（2.3-1）
式中 U CW ——单幅幕墙的传热系数［W/(m2.K) ］ A g ——玻璃或透明面板面积（m 2）； l g ——玻璃或透明面板边缘长度（m ）；
U g ——玻璃或透明面板传热系数［W/(m2.K) ］；
——玻璃或透明面板边缘的线传热系数［W/(m.K) ］； A p ——非透明面板面积（m 2）； l p ——非透明面板边缘长度（m ）；
U p ——非透明面板传热系数［W/(m2.K) ］；
——非透明面板边缘的线传热系数［W/(m.K) ］； A f ——框面积（m 2）；
U f ——框的传热系数［W/(m2.K) ］。
（2）当幕墙背后有其他墙体（包括实体墙、装饰墙等），且幕墙与墙体之间为封闭空气层时，此部分的室内环境到室外环境的传热系数U 应按下式计算：
（2.3-2）
式中 U CW ——在墙体范围内外层幕墙的传热系数［W/(m2.K) ］；
R air ——幕墙与墙体间封闭空气间层的热阻，30、40、50mm 及以上厚度封闭空气层的热阻取值一般可分别取为0.17、0.18、0.18（m 2.K / W）；
U Wall ——墙体范围内的墙体传热系数［W/(m2.K) ］； h in ——幕墙室内表面换热系数［W/(m2.K) ］； h out ——幕墙室外表面换热系数［W/(m2.K) ］。
（3）幕墙背后单层墙体的传热系数U Wall 应按下式计算：
（2.3-3）
式中 d ——单层材料的厚度（m ）；
——单层材料的导热系数［W/(m.K) ］。
（4） 幕墙背后多层墙体的传热系数U Wall 应按下式计算：
（2.3-4）
式中 d i ——各单层材料的厚度（m ）；
——各单层材料的导热系数［W/(m.K) ］。
（5） 单幅幕墙的太阳光总透射比g CW 应按下式计算：
（2.3-5）
式中 g CW ——单幅幕墙的太阳光总透射比； A g ——玻璃或透明面板面积（m 2）；
g g ——玻璃或透明面板的太阳光总透射比； A p ——非透明面板面积（m 2）；
g p ——非透明面板的太阳光总透射比； A f ——框面积（m 2）；
g f ——框的太阳光总透射比； A ——幕墙单元面积（m 2）。
（6）单幅幕墙的遮阳系数SC 应按下式计算：
（2.3-6）
式中 SC CW ——单幅幕墙的遮阳系数； g CW ——单幅幕墙的太阳光总透射比。
（7）幕墙单元的可见光透射比鬋W 应按下式计算：
（2.3-7）
式中
——幕墙单元的可见光透射比；
——透光面板的可见光透射比； A ——幕墙单元面积（m 2）； A g ——透光面板面积（m 2）。
2.4 幕墙结露性能计算原理
.2.4.1 一般规定
（1）门窗、玻璃幕墙的结露性能评价指标，应采用各个部件内表面温度最低的10％面积所对应的最高温度值（T 10）。
（2）在进行门窗、玻璃幕墙结露计算时，计算节点应包括所有的框、面板边缘以及面板中部。
（3）采用《粤建科MQMC 建筑幕墙门窗热工性能计算软件》2012正式版二维稳态传热计算功能模块进行典型节点的内表面温度计算。门窗、玻璃幕墙所有典型节点均应进行计算。
.2.4.2 结露性能计算
（1）空气的露点温度可按下式计算：
（2.4.2-1）
式中 T d ——空气的露点温度（℃）； e ——空气的水蒸汽压（hPa ）； a 、b ——参数，a =7.5，b ＝237.3。
（2）采用下式计算结露性能评价指标T 10,min ：
（2.4.2-2）
式中T 10,min ——产品的结露性能评价指标（℃）； T in,std ——结露性能计算时对应的室内标准温度（℃）； T out,std ——结露性能计算时对应的室外标准温度（℃）； T in ——实际工程对应的室内计算温度（℃）； T out ——实际工程对应的室外计算温度（℃）； T d ——室内设计环境条件对应的露点温度（℃）。
第三部分 综合楼公建部分热工计算
1 设计要求
深圳地处夏热冬暖地区，对于公建部分的透明幕墙或门窗，建筑设计中东、南、西、北各个朝向的最严节能要求如下：
传热系数限值： K≤3.5(W/(m.K))
遮阳系数限值： SC≤0.448
玻璃可见光透射比： Tr≥0.62
以下热工计算将根据建筑节能设计要求进行复核。
2
2 玻璃光学热工性能计算
采用《粤建科MQMC 建筑幕墙门窗热工性能计算软件》2012正式版中的玻璃光学热工计算模块对本项目的所采用的玻璃系统进行光学热工性能计算，计算内容包括玻璃光谱分布、玻璃色系坐标参数、玻璃系统光学热工性能参数等。
τ——面板的可见光透射比； SC ——面板遮阳系数；
倾角——单位：°；
3 框传热计算
隐框横梁温度线图 隐框横梁温度场图
左右单侧开启横剖温度线图 左右单侧开启横剖温度场图
隐框立柱温度线图 隐框立柱温度场图
左右双侧开启横剖温度线图 左右双侧开启横剖温度场图
上开启竖剖温度线图 上开启竖剖温度场图
下开启竖剖温度线图 下开启竖剖温度场图
21
明框双侧开启横剖温度线图 明框双侧开启横剖温度场图
22
明框立柱温度线图 明框立柱温度场图
4 半隐框系统幅面热工性能计算
.4.1.1 计算单元的选取
选取以下幅面进行计算
23
.4.1.2 框传热计算结果
幕墙幅面框标记效果图
24
25
说明： A ——
框的面积（㎡）； g ——框的太阳光总透射比； U ——框的传热系数（W/(㎡·K) ）； l1、l2——框的节点线传热长度1（m ）； ψ1、ψ2——框的线传热系数（W/(m·K) ）；
GD ——重力方向：0为上，1为下，2为左，3为右，4为屏幕向里，5为屏幕向外；
.4.1.3 幅面单元传热系数计算
将玻璃和框节点的计算结果导入到幅面中，进行幅面单元的热工性能计算。导入结果计算如下：
结论：本幅面的传热系数为K=3.142 W/(㎡·K) ≤3.15 W/(㎡·K) ，遮阳系数为SC=0.320≤0.345，满足要求。
26
.4.1.4 幕墙结露性能计算
（1）
说明： t ——空气温度（℃）；
f ——空气的相对湿度（%）；
Es ——空气的饱和水蒸气压（hPa ）；
e ——空气的水蒸气压（hPa ）； Td ——空气的露点温度（℃）；
（
（3）
27
4） 面板的结露评价
28
（
（5） 幕墙幅面结露评价
结论：由以上可知，在实际工程环境条件下，不会发生结露，满足要求！
5 全隐框系统幅面热工性能计算
.5.1.1 计算单元的选取
选取以下幅面进行计算
29
.5.1.2 框传热计算结果
幕墙幅面框标记效果图
30
说明： A ——框的面积（㎡）； g ——框的太阳光总透射比； U ——框的传热系数（W/(㎡·K) ）； l1、l2——框的节点线传热长度1（m ）； ψ1、ψ2——框的线传热系数（W/(m·K) ）；
GD ——重力方向：0为上，1为下，2为左，3为右，4为屏幕向里，5为屏幕向外；
.5.1.3 幅面单元传热系数计算
将玻璃和框节点的计算结果导入到幅面中，进行幅面单元的热工性能计算。导入结果计算如下：
结论：本幅面的传热系数为K=2.257 W/(㎡·K) ≤3.15 W/(㎡·K) ，遮阳系数为SC=0.328≤0.345，满足要求。
31
.5.1.4 幕墙结露性能计算
（1）
说明： t ——空气温度（℃）；
f ——空气的相对湿度（%）；
Es ——空气的饱和水蒸气压（hPa ）；
e ——空气的水蒸气压（hPa ）； Td ——空气的露点温度（℃）；
（
（3）
32
4） 面板的结露评价
33
（
（5） 幕墙幅面结露评价
结论：由以上可知，在实际工程环境条件下，不会发生结露，满足要求！
6 各朝向计算结果
7 非透明幕墙热工计算 7.1 非透明幕墙热工计算原理
按《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)规定，围护结构的传热阻应按下式计算： Ro =RI +R+Re 式中：
2
Ro ：围护结构的传热阻(m·K/W)；
2
RI ：围护结构内表面换热阻，按规范取0.11m ·K/W；
2
Re ：围护结构外表面换热阻，按规范取0.04m ·K/W；
2
R：围护结构热阻(m·K/W)；
34
R=ΣR i +R空气
=Σδi /λi +R空气 式中：
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) ；
2
R空气：空气层的热阻，取0.18m ·K/W 非透明幕墙的传热系数按下式计算：
U=1/Ro
7.2 玻璃面板处非透明幕墙系统传热系数计算
该部位典型节点如下所示：
该节点的非透明幕墙传热系数计算如下表所示：
35
结论：该非透明幕墙的传热系数满足节能要求！
7.3 石材处非透明幕墙系统传热系数计算
该部位典型节点如下所示：
36
注：石材幕墙各层材料中的水泥砂浆、硅酸铝保温涂层等，均为依据建筑节能计算中数据。 结论：该非透明幕墙的传热系数满足节能要求！
37