比较单玻木窗的传热系数,现取木窗框λ=0.17 W/(M.K),对于厚度为45㎜的松木窗框的热阻为0.256㎡.K/W,其内外表面的热阻为0.157㎡.K/W,窗框部分总热阻为0.422㎡.K/W,传热系数为2.37W/㎡.K。代入公式(1)中,当ηf=0.3时,木窗的传热系数为5.03 W/㎡.K,当ηf=0.4时,木窗的传热系数为4.65 W/㎡.K。
现以铝合金双玻窗(3123)为例比较并说明规范和计算两种方法得出不同的传热系数的原因。
假定铝合金窗框的传热系数为6.21 W/㎡.K,窗框占窗户面积为0.3,根据相关规范中铝合金单框双玻璃窗户的传热系数3.9 W/㎡.K,通过公式(1)反推出玻璃部分的传热系数为2.91 W/㎡.K
简介:本文根据不同窗户的构造和材料,通过对窗户玻璃系统和窗框系统传热系数的计算,对窗户传热系数规范取值与计算所得值作比较并找出其不同的原因。
本文主要就住宅建筑常用的木窗、钢窗、铝合金窗及塑钢窗的传热系数规范值和计算值不同的原因。
《民用建筑热工设计规范》(GB50176—93)中给定的窗户的传热系数为:
从型材断面中容易看出,真正贯通内外表面的金属实体部分所占比例其实就是很小的,与铝合金传热相比,所形成的空气间隙及其他非金属直接贯通部分的传热相对甚微,可完全忽略。事实上,单层玻璃、铝合金及其他金属窗框本身的热阻都非常小,这些构件对热量流动的阻碍作用主要来自于内外表面的表面换热阻。因此,规范中的钢、铝等型材的传热系数取值偏大,导致窗户的传热系数偏大。
其数值小于规范中的铝合金窗框传热系数6.94 W/㎡.K。代入公式(1)中,得铝合金窗户的计算值U为6.182 W/㎡.K小于规范中的铝合金窗的传热系数6.4 W/㎡.K。
比较窗户各部位的传热系数值,得出计算值和规范值不同的根本原因窗框的传热系数值不同。而导致窗框传热系数值不同的根本原因是贯通部分所占比率ηtr取值偏大,从而使窗框的热阻偏小,直接引发窗户的传热系数值偏大。
空气间隙热阻按美国ASHRAE夏季标准条件(室外温度320C,室内温度240C)为环境和温度计算依据,空气层热阻的计算式为:
其中hgr、hgc、hgλ分别为玻璃间层中辐射、对流和导热的传热系数对于普通双层玻璃,发射率ε1=ε2=0.84,间层热阻Rgap=0.152㎡.K/W
如果窗框外观总宽度及贯通部分的宽度分别为W与Wtr,设内外表面温差Δt,通过贯通宽度Wtr的热流分配给外观宽度W所得的平均热流为:
现以铝合金单玻窗为例比较并说明规范值和计算值不同的原因。规范中铝合金窗的传热系数为6.4 W/㎡.K,单层玻璃(3㎜)
将规范中的铝合金窗的传热系数6.4和玻璃的传热系数6.17以及窗框所占窗户的面积(通常为0.3)代入公式(1)反推出铝合金窗框的传热系数为6.94 W/㎡.K。以上为规范中窗户各部分的传热系数值(其中玻璃传热系数的规范值和计算值相同)。
比较窗户各部位的传热系数值,得出计算值和规范值不同的根本原因是窗户玻璃的传热系数值不同。
其原因在于计算玻璃部分的传热系数时,空气间隙热阻是按美国ASHRAE夏季标准条件(室外温度320C,室内温度240C)为环境和温度为计算依据,其中长波辐射换热系数取值hgr较大,因此空气间隙热阻偏小,导致玻璃部分的传热系数偏大,规范中的空气间隙热阻为全年考虑,取值比较小,因此玻璃部分的传热系数较计算值小。