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摘要：深入理解現(xiàn)行國家標準JGJ/T 151-2008規(guī)范中關于幕墻熱工計算的原理，通過行業(yè)內(nèi)通用的熱工計算軟件WINDOW、THERM進行熱工分析，闡述國標與美標計算方法的關系及差異。本文旨在輔助設計師在熱工計算過程中加深對規(guī)范的理解，通過計算步驟的推演，對實際操作提供指引。
關鍵詞：熱工計算;WINDOW;THERM;國標;美標
建筑節(jié)能技術(shù)的重心之一是控制建筑墻體、玻璃幕墻(窗)、屋面的保溫隔熱指標，通過材料選用、系統(tǒng)和構(gòu)造設計、避免冷橋結(jié)露，實現(xiàn)建筑的低能耗。
目前國外對幕墻、門窗的熱工分析方法主要有兩個標準體系：ISO(EN)標準體系和美國NFRC標準體系。由于ISO在建筑門窗（詞條“建筑門窗”由行業(yè)大百科提供）幕墻熱工計算標準主要引用歐盟(EN)的技術(shù)標準，所以將ISO和EN標準歸為一類。ISO(EN)標準體系是一個較完整的體系，NFRC根據(jù)ISO和美國標準編制了相應的門窗熱工標準體系，即NFRC標準體系。
我國在歐美國家相關技術(shù)標準的基礎上，結(jié)合我國的實際情況，于2009年頒布了《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》(JGJ/T151-2008)，于2009年5月計1日起實施。
我國JGJ/T151和美國NFRC標準體系在編制的過程中都參考和引用了ISO(EN)的計算方法，但兩個體系存在一定的差異。本文主要闡述幕墻熱工計算中，美標與國標關于傳熱系數(shù)的計算思路和國標規(guī)定的計算方法。
1 美國NFRC體系與國標體系計算傳熱系數(shù)的計算原理和方法的比較
對美標的計算原理和方法的理解：由窗框、玻璃邊緣(63.5mm范圍內(nèi))及玻璃中心位置傳遞的熱流量總和，進行對整個窗面積的加權(quán)平均，所得到的就是整樘窗的傳熱系數(shù)。
1.2 國標傳熱系數(shù)的計算原理和方法：
國標的計算原理和方法的理解：由窗框傳熱(框投影面積)、玻璃與框連接位置傳熱(線傳熱)及玻璃傳熱(玻璃投影面積)的熱流量總和，進行對整個窗面積的加權(quán)平均，所得到的就是整樘窗的傳熱系數(shù)。
2 國標體系與美國NFRC體系計算傳熱系數(shù)的計算實例演示
注：一副幕墻框傳熱系數(shù)的面積取框的一半寬度計算。
2.1 國標體系計算方法建模計算
2.1.1 WINDOW進行中空玻璃傳熱系數(shù)計算
1) WINDOW進行首選項設置;
2) WINDOW進行環(huán)境邊界條件設置;
根據(jù)《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》(JGJ/T151-2008)，傳熱系數(shù)計算應采用冬季標準設計條件;遮陽系數(shù)、太陽光總透射比計算應采用夏季標準設計條件。
設置WINDOW環(huán)境條件;
玻璃傳熱系數(shù)Ug=1.495 W/(㎡·K)
2.1.2 THERM進行立柱框傳熱系數(shù)及線傳熱系數(shù)計算
1) THERM進行首選項設置;
2) THERM進行環(huán)境邊界條件設置;
3) THERM進行幕墻立柱建模計算;
a. 計算框傳熱系數(shù)
第一步將玻璃面板（詞條“玻璃面板”由行業(yè)大百科提供）轉(zhuǎn)換為導熱系數(shù)λ=0.03 W/(m·K)替代面板(JGJ/T151-2008 7.1.2-2)
替代面板條件下，整個截面的熱流為73.658 W/㎡;
第二步建導熱系數(shù)λ=0.03 W/(m·K)替代面板模型進行計算
替代面板的傳熱系數(shù)為1.033 W/(㎡·K);
第三步根據(jù)GJ/T151-2008 7.1.2-3規(guī)定，計算框的傳熱系數(shù)：
在實際項目中，經(jīng)常有計算人員將框與替代面板單獨定義名稱，直接讀取框的數(shù)值，如下：
雖然結(jié)果與上述計算結(jié)果相近，但沒有理論支撐。
b. 計算線傳熱系數(shù)
第一步建實際模型進行計算
2.2 美國NFRC體系傳熱系數(shù)的計算方法
2.2.1 利用WINDOW進行中空玻璃傳熱系數(shù)計算(步驟同國標，環(huán)境邊界條件選擇NFRC 100)
玻璃傳熱系數(shù)Ug=1.484 W/(㎡·K)
2.2.2 THERM進行立柱、橫梁框傳熱系數(shù)及邊緣傳熱系數(shù)計算(環(huán)境邊界條件選擇 NFRC 100)
立柱的框傳熱系數(shù)和邊緣傳熱系數(shù)(邊緣寬度為63.5mm)：
橫梁的框傳熱系數(shù)和邊緣傳熱系數(shù)(邊緣寬度為63.5mm)：
2.2.3 WINDOW進行整幅幕墻傳熱系數(shù)計算
THERM計算整幅幕墻傳熱系數(shù)為2.148W/(㎡·K)
以上是采用國標體系和美標NFRC體系進行幕墻(窗)傳熱系數(shù)的計算，兩種計算方法的區(qū)別在于國標的需要計算線傳熱系數(shù)和美標需要計算邊緣傳熱系數(shù)。但追根溯源，都基于玻璃在嵌入幕墻(窗)框的位置會受到框的因素的影響，兩種方法都力求通過計算反映出真實的情況。作為設計人員，可在學習計算方法的同時，深刻理解規(guī)范的內(nèi)容，不僅有利于對計算結(jié)果的分析，亦對優(yōu)化節(jié)點設計有所幫助。
參考文獻：
[1] 《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》JGJ/T 151-2008.
[2]馬揚，楊士超，楊華秋.中外建筑門窗幕墻熱工計算標準體系.
[3]THERM 6.3 / WINDOW 6.3 NFRC Simulation Manual
作者單位：北京市建筑設計研究院有限公司
