中外建筑门窗幕墙热工计算标准体系_技术热点_幕墙网

本文作者：马 扬　杨仕超　杨华秋
　　1 概述
　　目前,建筑节能已经成为全世界的共识,建筑门窗、幕墙作为围护结构节能的薄弱环节,成为建筑中最受关注的重点。80年代以来,实验室测试为我国获取建筑门窗热工性能的主要手段,而幕墙则一直采用简单的计算来评价,这种局面已经不能满足目前产品研发与实际工程的需要了。计算机模拟计算、评价门窗幕墙节能性能,在欧美等国家早已经广泛应用并得到社会的认可,并已经形成了较为完善的标准体系。我国历经多年研究,国家行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工性能计算规程》 (JGJ/T151-2008) (以下简称“JGJ/T151” )也终于在2009年5月颁布实施。现在欧盟、美国及我国等国家在玻璃光学热工性能计算、框传热二维有限元分析计算、门窗幕墙热工计算等均已经有了完善的标准体系和软件产品。

　　2 国外门窗幕墙热工计算标准体系
　　幕墙、门窗热工性能计算机模拟计算,在欧盟、美国、日本等已广泛应用。目前国外主要有两个标准体系:

　　(1) ISO(EN)标准体系;

　　(2)美国NFRC标准体系。

　　2.1 ISO(EN)标准体系
　　由于 ISO在建筑门窗幕墙热工计算标准主要引用欧盟(EN)的技术标准,所以本文将ISO和EN标准归为一类。

　　ISO(EN)标准体系是一个较完整的体系,包含玻璃光学热工、框热工性能、门窗幕墙热工计算等一系列方法标准,如表2.1所示。

　　3 我国门窗幕墙热工计算标准体系
　　我国在研究、总结欧美国家相关技术标准的基础之上,结合我国的工程标准,由广东省建筑科学研究、中国建筑科学研究院等单位编制了国内首本门窗幕墙热工性能—— 《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》(JGJ/T151-2009),并于2OO9年5月计1日算起标实准施。JGJ/T151对以下内容都给出了相应的计算方法:

　　(1)玻璃光学热工性能计算;

　　(2)框传热计算(线传热系数法);

　　(3)门窗幕墙热工性能计算;

　　(4)结露性能评价、计算;

　　(6)遮阳系统计算;

　　(7)通风空气间层传热计算;

　　(8)计算边界条件。

　　4 国内外门窗幕墙热工性能计算标准体系对比
　　我国JGJ/T151和美国NFRC标准体系在编制的过程中都参考和引用了ISO(EN)的计算方法,但由于各国工程实际情况等方面的不同,标准体系之间仍存在不少的差异,这些差异主要包括:

　　(1)计算边界条件;

　　(2)玻璃光学热工计算;

　　(3)框的传热计算;

　　(4)门窗幕墙热工计算。

　　4.1 计算边界条件
　　计算边界条件主要取决于各地的气候与气象参数,是门窗幕墙热工计算的基础,对门窗幕墙热工性能计算结果有巨大的影响,即使是同一款门窗幕墙产品,使用不同的计算边界条件,都会得出不同的热工性能,对于不同气候区的建筑的作用也是完全不同,甚至相反的。

　　计算边界条件包括两类:标准计算边界条件、工程实际计算边界条件。设计或评价建筑门窗、玻璃幕墙定型产品的热工性能时,应采用标准计算条件;在进行实际工程设计时,应根据相应的建筑设计或节能设计标准来确定工程实际计算边界条件。所以确定标准的计算边界条件是门窗幕墙产品热工性能设计的前提,各标准体系的标准计算边界条件存在着较大的差别,如表4.1所示。

　　一般情况下,标准规定采用冬季条件计算门窗幕墙的传热系数,采用夏季条件计算门窗幕墙的遮阳系数。由表4,1可以发现:

　　(1)我国基本采用s0标准体系,定义的边界条件与ISO标准基本一致,主要是冬、夏季室内温度、夏季室外温度、室内对流换热系数、太阳辐射照度全部一样,但美国NFRC体系存在差异,特别是室内对流换热系数采用美国ASHRAE的相关规定。

　　(2)三个标准体系规定的室内空气温度差别不大,这主要是因为建筑室内的设计温度一般比较接近。