1总 则

1 总 则

1.0.1 为贯彻执行国家的建筑节能政策，促进建筑门窗、玻璃幕墙工程的节能设计和产品设计，规范门窗、玻璃幕墙产品的节能性能评价，制定本规程。
▼ 展开条文说明
1.0.1 在建筑围护结构的节能中，建筑门窗、玻璃幕墙的能耗均比较大，是节能的重点之一。已经颁布的《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005、《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ 26-95、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 134-2001、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ 75-2003均对门窗的热工性能提出了明确的要求。
由于我国一直没有门窗的热工计算规程，所以在实际工程中，门窗的传热系数都是由实验室测试得到的。即使这样，由于测试的条件并不是实际工程所在的环境条件，测试的数据用于实际工程也不完全正确。而且，由于实际工程的窗的大小、分格往往与测试样品不一致，所以传热系数与测试值也不一样，无法对测试数据进行修正。
要在建筑门窗和幕墙工程中贯彻执行国家的建筑节能标准，只有测试方法是不够的。而且，随着南方建筑节能标准的出台，遮阳系数成为非常重要的指标，而遮阳系数很难在实验室进行测试，这样，实验室的测试更加无法满足广大建筑工程的节能设计需要。
本规程的编制，规定了门窗和玻璃幕墙的传热系数、遮阳系数、可见光透射比等热工参数的有关计算方法，并给出了详细的计算公式，这对于门窗、幕墙工程的节能设计非常方便。因为产品设计过程中不需要实际产品生产出来，也不需要进行大量的物理测试，仅仅由计算机模拟计算就可以预知产品的性能，这将大大加快产品设计的速度。对于建筑节能工程设计，选择、设计门窗或者幕墙都很方便。设计人员可以预先进行玻璃、型材、配件的选择，选择的范围可以很宽，速度也可以大大加快。
本规程还规定了门窗的结露性能的评价方法，这对于满足《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005的要求和《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ 26-95的要求都是非常重要的。

1.0.2 本规程适用于建筑外围护结构中使用的门窗和玻璃幕墙的传热系数、遮阳系数、可见光透射比以及结露性能评价的计算。
▼ 展开条文说明
1.0.2 本规程主要以规则的玻璃门窗和玻璃幕墙为计算对象，适当地考虑非透明的面板采用本规程的方法计算的可能性。对于复杂的建筑幕墙、门窗，本规程不完全适用。而且，本规程也只能适用于门窗和玻璃幕墙自身的计算，并不适用于门窗、玻璃幕墙与周边墙体复杂连接边界的计算。
本规程参照国际标准IS0 15099、IS0 10077、IS0 9050等系列标准，结合我国现行的相关标准制定。本规程以下列标准为参照标准：
IS0 15099:Thermal performance of windows,doors and shading devices-Detailed calculations;
IS0 10077-1:Thermal performance of windows,doors and shutters-Calculation of thermal transmittance-Part l:Simplified method;
IS0 10077-2:Thermal performance of windows,doors and shutters-Calculation of thermal transmittance-Part 2:Numerical method for frames;
IS0 10292:Glass in building-Calculation of steady state Uvalues(thermal transmittance) of multiple glazng;
IS0 9050:Glass in building-Determination of light transmittance,solar direct transmittance,total solar energy transmittance,ultraviolet transmittance and related glazing factors.

1.0.3 本规程规定的计算是在建筑门窗、玻璃幕墙空气渗透量为零，且采用稳态传热计算方法进行的计算。
▼ 展开条文说明
1.0.3 门窗的热惰性不大，因而采用稳态的方法进行有关计算。在ISO系列标准和各个发达国家的相关标准中均是如此。例如IS0 10077-1、IS0 10077-2、IS0 15099等。
空气渗透会影响门窗和幕墙的传热和结露的性能。由于空气渗透与门窗的质量有关，一般在计算中很难知道渗漏的部位，因而传热的计算不考虑空气渗透的影响。实际使用时应考虑空气渗透对热工性能和节能计算的影响。

1.0.4 实际工程所用建筑门窗、玻璃幕墙的室内外热工计算边界条件应符合相应的建筑热工设计标准和建筑节能设计标准的要求。
▼ 展开条文说明
1.0.4 为了各种产品之间的性能对比，条件相同才有可比性，本规程规定了计算门窗和玻璃幕墙热工性能参数的标准计算条件。但标准计算条件并不能反映工程的实际情况，虽然计算条件的一般变化对热工性能参数的影响不太大，但若需要详细计算，计算条件仍应该按照实际工程所使用的计算条件，因而实际工程并不能使用标准计算条件。
实际的工程节能设计标准中都会规定室内计算条件，室外计算条件可以通过当地的建筑气象数据来确定。

1.0.5 建筑门窗、玻璃幕墙所用材料的热工计算参数除可使用本规程给出的参数外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
▼ 展开条文说明
1.0.5 本规程给出了部分建筑门窗、玻璃幕墙计算所用的材料热工参数，但这些参数还应符合其他国家现行有关标准的规定要求。实际工程中所使用的材料热工参数如果与本规程没有冲突，可以使用本规程的数据。
对于本规程没有列入的材料，应该进行测试，按照测试结果选取。

2术语、符号

2.1 术 语

2.1 术 语

▼ 展开条文说明
本规程所列出的术语是本规程所特有的。给出的术语尽可能考虑了与其他标准的一致性和协调性，但可能与其他标准不一致，有本规程特殊的涵义，应用时应该注意。
每个术语均给出了英文翻译，但该翻译不一定与国际上的标准术语一致，仅供参考。

   2.1.1 夏季标准计算环境条件 standard summer environmental condition

    用于门窗或玻璃幕墙产品设计、性能评价的夏季热工计算环境条件。

2.1.2 冬季标准计算环境条件 standard winter environmental condition

    用于门窗或玻璃幕墙产品设计、性能评价的冬季热工计算环境条件。

2.1.3 传热系数 thermal transmittance

    两侧环境温度差为1K(℃)时，在单位时间内通过单位面积门窗或玻璃幕墙的热量。

2.1.4 面板传热系数 thermal transmittance of panel

    指面板中部区域的传热系数，不考虑边缘的影响。如玻璃传热系数，是指玻璃面板中部区域的传热系数。

2.1.5 线传热系数 linear thermal transmittance

    表示门窗或幕墙玻璃（或者其他镶嵌板）边缘与框的组合传热效应所产生附加传热量的参数，简称“线传热系数”。

2.1.6 太阳光总透射比 total solar energy transmittance，solar factor

    通过玻璃、门窗或玻璃幕墙成为室内得热量的太阳辐射部分与投射到玻璃、门窗或玻璃幕墙构件上的太阳辐射照度的比值。成为室内得热量的太阳辐射部分包括太阳辐射通过辐射透射的得热量和太阳辐射被构件吸收再传入室内的得热量两部分。

2.1.7 遮阳系数 shading coefficient

    在给定条件下，玻璃、门窗或玻璃幕墙的太阳光总透射比，与相同条件下相同面积的标准玻璃（3mm厚透明玻璃）的太阳光总透射比的比值。

2.1.8 可见光透射比 visible transmittance

    采用人眼视见函数进行加权，标准光源透过玻璃、门窗或玻璃幕墙成为室内的可见光通量与投射到玻璃、门窗或玻璃幕墙上的可见光通量的比值。

2.1.9 露点温度 dew point temperature

    在一定压力和水蒸气含量的条件下，空气达到饱和水蒸气状态时（相对湿度等于100％）的温度。

2.2 符号

2.2 符 号

▼ 展开条文说明
本规程的符号采用ISO系列标准的符号，与我国的标准所采用的符号可能不一致，采用对应根据其物理意义进行对应。

   2.2.1 本规程采用如下符号：

    A——面积；

    A_i——第i层玻璃的太阳辐射吸收比；

    c_p——常压下的比热容；

    d——厚度；

    D_λ——标准光源(CIE D65，IS0 10526)光谱函数；

    E——空气的饱和水蒸气压力；

    f——空气的相对湿度；

    g-——阳光总透射比；

    G——重力加速度；

    h——表面换热系数；

    H——气体间层高度；

    ——在第i层和第i＋1层玻璃层之间向室外侧方向的辐射照度；

    ——在第i层和第i＋1层玻璃层之间向室内侧方向的辐射照度；

    I——太阳辐射照度；

    J——辐射强度；

    l——长度；

    L——气体间层长度；

    L^2D——二维传热计算的截面线传热系数；

    ——气体的摩尔质量；

    N——玻璃层数加2；

    N_u——努谢尔特数(Nusselt number)；

    p——压力；

    q——热流密度；

    Q——热流量；

    ——气体常数；

    R——热阻；

    Ra——瑞利数(Rayleigh number)；

    SC——遮阳系数；

    S_i——第i层玻璃吸收的太阳辐射热流密度；

    S_λ——标准太阳辐射光谱函数；

    t——厚度，温度；

    t_perp——框内空腔垂直于热流的最大尺寸；

    T——温度；

    T₁₀——结露性能评价指标；

    u——邻近表面的气流速度；

    U——传热系数；

    V——窗或幕墙附近自由气流流速，或某个部位的平均气流速度；

    V(λ)——视见函数(ISO/CIE 10527)；

    α——材料表面太阳辐射吸收系数；

    β——填充气体热膨胀系数；

    γ——气体密度；

    λ——导热系数；

    μ——流体运动黏度；

    ε——远红外线半球发射率，方位角度；

    ρ——反射比；

    σ——斯蒂芬－玻尔兹曼常数，5.67×10^－8W/(m²·K⁴)；

    ——附加线传热系数；

    τ——透射比。

2.2.2 本规程的符号采用表2.2.2所列举的注脚。

表2.2.2 注脚?

3整樘窗热工性能计算

3.1 一般规定

3.1 一般规定

3.1.1 整樘窗（或门，下同）的传热系数、遮阳系数、可见光透射比应采用各部分的相应数值按面积进行加权平均计算。典型窗的传热系数可按本规程附录A确定。
▼ 展开条文说明
3.1.1 本节的有关规定主要参照IS0 10077的相应规定。窗由多个部分组成，窗框、玻璃（或其他面板）等部分的光学性能和传热特性各不一样，在计算整窗的传热系数、遮阳系数以及可见光透射比时采用各部分按面积加权平均的方式，可以简化计算，而且物理概念清晰。这种方法也都是ISO系列标准所普遍采用的。

3.1.2 窗的线传热系数应按照本规程第7章的规定进行计算。
▼ 展开条文说明
3.1.2 关于玻璃（或其他面板）边缘与窗框组合产生的传热效应，采用附加传热系数的方式表示。这样的做法与IS0 10077相同。
窗框与玻璃结合处的线传热系数主要描述了在窗框、玻璃和间隔层之间相互作用下附加的热传递，附加线传热系数主要受玻璃间隔层材料导热系数的影响。在没有精确计算的情况下，可采用附录B中线传热系数的参考值。

3.1.3 窗框的传热系数、太阳光总透射比应按照本规程第7章的规定进行计算。典型窗框的传热系数可按本规程附录B进行简化计算。
▼ 展开条文说明
3.1.3 关于窗框的传热系数、太阳能总透射比的计算，在第7章有详细的规定。

3.1.4 窗玻璃（或其他透明板材）的传热系数、太阳光总透射比、可见光透射比应按照本规程第6章的规定进行计算。典型玻璃系统的光学热工参数可按本规程附录C确定。
▼ 展开条文说明
3.1.4 关于窗户玻璃的传热系数、太阳光总透射比、可见光透射比的计算方法，在第6章有详细的规定。

3.1.5 计算窗产品的热工性能时，框与墙相接的边界应作为绝热边界处理。

3.2 整樘窗几何描述

3.2 整樘窗几何描述

3.2.1 整樘窗应根据框截面的不同对窗框进行分类，每个不同类型窗框截面均应计算框传热系数、线传热系数。

    不同类型窗框相交部分的传热系数宜采用邻近框中较高的传热系数代替。
▼ 展开条文说明
3.2.1 本节的有关规定采用IS0 10077的相应规定。
每条窗框的传热系数按第7章规定进行计算。为了简化计算，在两条框相交处的传热不作三维传热现象考虑，简化为其中的一条框来处理，且忽略建筑与窗框之间的热桥效应，即窗框与墙相接边界作绝热处理。 如图1所示的窗，应计算1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6六个框段的框传热系数及对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交部分简化为其中的一条框来处理。

图1 窗的几何分段
计算1-1、2-2、4-4截面的二维传热时，与墙面相接的边界作为绝热边界处理。
计算3-3、5-5、6-6截面的二维传热时，与相邻框相接的边界作为绝热边界处理。
如图2所示的推拉窗，应计算1-1、2-2、3-3、4-4、5-5五个框的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两扇窗框叠加部分5-5作为一个截面进行计算。

图2 推拉窗的几何分段
一个框两边均有玻璃的情况，可以分别附加框两边的附加线传热系数。如图3所示窗框两边均有玻璃，框的传热系数为框两侧均镶嵌保温材料时的传热系数，框1-1和2-2的宽度可以分别是框宽度的1/2。框1-1和2-2的附加线传热系数可分别将其换成玻璃进行计算。如果对称，则两边的附加线传热系数应该是相同的。

图3 窗横隔的几何分段

3.2.2 窗在进行热工计算时应按下列规定进行面积划分(图3.2.2)：

    1 窗框投影面积A_f：指从室内、外两侧分别投影，得到的可视框投影面积中的较大值，简称“窗框面积”；

    2 玻璃投影面积A_g（或其他镶嵌板的投影面积A_p）：指从室内、外侧可见玻璃（或其他镶嵌板）边缘围合面积的较小值，简称“玻璃面积”（或“镶嵌板面积”）；

    3 整樘窗总投影面积A_t：指窗框面积A_f与窗玻璃面积A_g（或其他镶嵌板的面积A_p）之和，简称“窗面积”。
▼ 展开条文说明
3.2.2 关于窗户各部分面积划分规定。
参照本条中窗各部件面积划分示意图，注意区分窗框的内外表面暴露部分面积和投影面积。内部暴露框面积是框与室内空气接触的面积，为图中A_d，i部分；外部暴露框面积是框与室外空气接触框的面积，为图中A_d，e部分。内外两侧凸出的框的投影面积是指投影到平行于玻璃板面的框的面积。

3.2.3 玻璃和框结合处的线传热系数对应的边缘长度应为框与玻璃接缝长度，并应取室内、室外值中的较大值（图3.2.3）。

图3.2.2 窗各部件面积划分示意

图3.2.3 窗玻璃区域周长示意

▼ 展开条文说明
3.2.3 关于玻璃区域周长，由于玻璃的边缘传热均以附加线传热系数表示，所以只要见到边缘，不论是室外还是室内，均需要考虑其附加传热效应，所以应取室内或室外可见周长的最大值。

3.3 整樘窗传热系数

3.3 整樘窗传热系数

3.3.1 整樘窗的传热系数应按下式计算：

式中  U_t——整樘窗的传热系数[W/(m²·K)]；

      A_g——窗玻璃（或者其他镶嵌板）面积（m²）；

      A_f——窗框面积(m²)；

      A_t——窗面积(m²)；

      ——玻璃区域（或者其他镶嵌板区域）的边缘长度(m)；

      U_g——窗玻璃（或者其他镶嵌板）的传热系数[W/(m²·K)]，按本规程第6章的规定计算；

      U_f——窗框的传热系数[W/(m²·K)]，按本规程第7章的规定计算；

     ——窗框和窗玻璃（或者其他镶嵌板）之间的线传热系数[W/(m·K)]，按本规程第7章的规定计算。
▼ 展开条文说明
3.3.1 本节的有关规定采用IS0 10077的相应规定。
该计算式为单层窗整窗传热系数计算公式。按第3.1.1条规定，采用面积加权平均的计算方法计算整窗的传热系数。
当所用的玻璃为单层玻璃时，由于没有空气间层的影响，不考虑线传热，线传热系数＝0。

'>《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T 151-2008