窗戶(hù)不同構(gòu)造的傳熱系數(shù)問(wèn)題

1、簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)介：本文根據(jù)不同窗戶(hù)的構(gòu)造和材料，通過(guò)對(duì)窗戶(hù)玻璃系統(tǒng)和窗框系統(tǒng)傳熱系數(shù)的計(jì)算，對(duì)窗戶(hù)傳熱系數(shù)規(guī)范取值與計(jì)算所得值進(jìn)行比較并找出其不同的原因。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：窗戶(hù)材料窗框玻璃傳熱系數(shù)本文主要就住宅建筑常用的木窗、鋼窗、鋁合金窗及塑鋼窗的傳熱系數(shù)規(guī)范值和計(jì)算值不同的原因?！睹裼媒ㄖ峁ぴO(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50176—93)中給定的窗戶(hù)的傳熱系數(shù)為:表1窗戶(hù)材料窗戶(hù)類(lèi)型空氣層厚度(㎜)窗框窗洞面積比(%)傳熱系數(shù)K(W㎡.K)傳熱阻RO(

2、㎡.KW)單層窗___20~306.40.161220~303.90.261620~303.70.27鋼、鋁單框雙玻璃20~3020~303.60.28雙層窗100~14020~303.00.33單層窗___30~404.70.211230~402.70.371630~402.60.38單框雙玻璃20~3030~402.50.40木、塑料雙層窗100~14030~402.30.43窗戶(hù)的傳熱系數(shù)可用以下關(guān)系式表示：U=Ugηf(UfUg

3、)（1）Fg、Ff分別為玻璃與窗框的面積Ug、Uf分別為玻璃與窗框的傳熱系數(shù)現(xiàn)以鋁合金單玻窗為例比較并說(shuō)明規(guī)范值和計(jì)算值不同的原因。規(guī)范中鋁合金窗的傳熱系數(shù)為6.4W㎡.K單層玻璃(3㎜)其數(shù)值小于規(guī)范中的鋁合金窗框傳熱系數(shù)6.94W㎡.K。代入公式（1）中，得鋁合金窗戶(hù)的計(jì)算值U為6.182W㎡.K小于規(guī)范中的鋁合金窗的傳熱系數(shù)6.4W㎡.K。比較窗戶(hù)各部位的傳熱系數(shù)值，得出計(jì)算值和規(guī)范值不同的主要原因窗框的傳熱系數(shù)值不同。而導(dǎo)致窗框

4、傳熱系數(shù)值不同的主要原因是貫通部分所占比率ηtr取值偏大，從而使窗框的熱阻偏小，直接導(dǎo)致窗戶(hù)的傳熱系數(shù)值偏大。從型材斷面中容易看出，真正貫通內(nèi)外表面的金屬實(shí)體部分所占比例實(shí)際上是很小的，與鋁合金傳熱相比，所形成的空氣間隙及其他非金屬直接貫通部分的傳熱相對(duì)甚微，完全可以忽略。事實(shí)上，單層玻璃、鋁合金及其他金屬窗框本身的熱阻都非常小，這些構(gòu)件對(duì)熱量流動(dòng)的阻礙作用主要來(lái)源于內(nèi)外表面的表面換熱阻。因此，規(guī)范中的鋼、鋁等型材的傳熱系數(shù)取值偏大，導(dǎo)

5、致窗戶(hù)的傳熱系數(shù)偏大?，F(xiàn)以鋁合金雙玻窗（3123）為例比較并說(shuō)明規(guī)范和計(jì)算兩種方法得出不同的傳熱系數(shù)的原因。假定鋁合金窗框的傳熱系數(shù)為6.21W㎡.K，窗框占窗戶(hù)面積為0.3，根據(jù)規(guī)范中鋁合金單框雙玻璃窗戶(hù)的傳熱系數(shù)3.9W㎡.K，通過(guò)公式（1）反推出玻璃部分的傳熱系數(shù)為2.91W㎡.K現(xiàn)計(jì)算玻璃部分的傳熱系數(shù)已知玻璃的熱阻Rg=Dλ=0.0030.76=0.0039㎡.KW空氣間隙熱阻按美國(guó)ASHRAE夏季標(biāo)準(zhǔn)條件（室外溫度320C，

6、室內(nèi)溫度240C）為環(huán)境溫度計(jì)算依據(jù)，空氣層熱阻的計(jì)算式為：Rgap=(hgrhgchgλ)1=[6.12(1ε11ε2)]2.131其中hgr、hgc、hgλ分別為玻璃間層中輻射、對(duì)流和導(dǎo)熱的傳熱系數(shù)對(duì)于普通雙層玻璃，發(fā)射率ε1=ε2=0.84，間層熱阻Rgap=0.152㎡.KW玻璃部分的總熱阻為R0=1αeD1λRgapD2λ1αi對(duì)于（3123）雙玻系統(tǒng)，考慮玻璃導(dǎo)熱及內(nèi)外表面換熱阻后，上式變?yōu)椋篟0=Rgap0.166得出玻璃