3 玻璃熱工性能計算 3.1 單層玻璃的光學熱工性能計算 單層玻璃的計算按照ISO9050的有關規定進行。考慮到中國玻璃資料庫建設的需要，要求在測試玻璃時按照有關要求提供玻璃光譜資料庫。單層玻璃的光學、熱工性能應根據單片玻璃的測定光譜數據進行計算。單片玻璃的光譜數據應包括透射率、前反射率和後反射率，並至少包括280nm～2500nm波長範圍，其中280～400nm的波長間隔不宜超過5nm，400～1000nm的波長間隔不宜超過10nm，1000～2500nm的波長間隔不宜超過50nm。 單片玻璃的可見光透射比τV按下式計算： 單片玻璃的太陽能透射比τS按下式計算： 單片玻璃的太陽能總透射比，按照下式計算： 單片玻璃的遮陽係數SCcg按下式計算： 3.2多層玻璃的光學熱工性能計算
多層玻璃太陽光學計算採用ISO15099的模型：
圖3.2 -1 玻璃層的吸收率和太陽光透射比
圖中表示一個具有n層玻璃的玻璃系統，將玻璃分為n＋1個氣體間層，**外面為室外環境i＝1，內層為室內環境i＝n+1 。對於給定的波長λ，玻璃系統的光學分析應考慮在第i-1層和第i層玻璃之間輻射能量和src="http://www.alwindoor.com/infoimg/20061018103816635.gif">，角標「+」和「-」分別表示輻射流向室外和向室內，如下圖所示。
設定室外只有太陽的輻射，室外和室內環境的對太陽輻射的反射率均為零，即： 當i=1時： 當i=n+1時： 當i=2～n時： 利用解線性方程組的方法計算所有各個氣體層的I-i(λ)和I+i(λ)的值，傳向室內的直接透射比由下式計算： 反射到室外的直接反射比由下式計算： 應確定太陽輻射被每層玻璃吸收的部分，這一量值以在第i層的吸收率Ai,S(λ)表示，採用下式計算： 3.3玻璃區域的傳熱計算 玻璃氣體層間的能量平衡可用基本的關係式表達如下：
圖3.3-1 第i層玻璃的能量平衡
在每一層氣體間層中，應該應用以下方程： 在計算傳熱係數時，令太陽輻射，在每層材料均為玻璃的系統中可以採用如下熱平衡方程計算氣體間層的傳熱： 玻璃層間充氣空腔的對流換熱係數可由無量綱的努賽爾數確定： 玻璃層間充氣空腔的對流換熱係數可由無量綱的努賽爾數Nui確定： Nui為雷利數Raj、空腔高厚比Ag,i和空腔傾角θ的函數。
3.4玻璃系統的熱工參數計算 玻璃系統的傳熱係數： 計算玻璃系統的傳熱係數時，可採用簡單的模擬環境條件：僅包括室內外溫差，沒有太陽輻射。 計算傳熱係數時應設定沒有太陽輻射： 玻璃的總傳熱阻Rt為各層玻璃、空腔、內外表面換熱阻之和： **層空腔為室外，**後一層空腔(n+1)為室內，第i層空腔的熱阻為： 環境溫度應是周圍空氣溫度Tair和平均輻射溫度Trm的加權平均值。環境溫度Tn為： 玻璃系統的遮陽係數： 各層玻璃室外側方向的熱阻用下式計算： 各層玻璃向室內的二次傳熱用下式計算： 玻璃系統的太陽能總透射比應按下式計算： 4 框的傳熱計算 有關框的計算與窗的計算有關。我國的標準將主要參照ISO10077的有關約定進行。這些約定要求框的計算應得到框的傳熱係數和框與玻璃或其它面板結合的附加線傳熱係數。 4.1 有關約定 框的面積： 框室內側面積Afi：指框從室內側投影到與玻璃（或其它鑲嵌板）平行的平面上的面積。 框室外側面積Afe：指框從室外側投影到與玻璃（或其它鑲嵌板）平行的平面上的面積。 框面積Af：取框室內側面積Afi和框室外側面積Afe兩者中的大者。 玻璃面積：當室內和室外兩側所見玻璃（或其它鑲嵌板）的面積不相同時，取其中的小者作為計算所用的玻璃面積Ag（或其它鑲嵌板面積Ap）。當玻璃與框相接處膠條能被見到時，所見的膠條覆蓋部分也應計入玻璃面積。 玻璃（或其它鑲嵌板）的周長：玻璃（或其它鑲嵌板）與窗框接縫的總長度是玻璃（或其它鑲嵌板）的周長lg（或lp）。 窗或幕牆的面積：窗或幕牆的面積Aw是框面積Af和玻璃（包括其它鑲嵌板）面積Ag（包括Ap）之和。 4.2 框的傳熱係數和框與面板接縫的線傳熱係數 框的傳熱係數 Uf計算： 框的傳熱係數Uf在計算窗或幕牆的某一截面部分的二維熱傳導的基礎上獲得。
圖4.2-1 框傳熱係數計算模型示意圖
在圖4.2-1所示的框截面中，用一塊導熱係數 λ=0.035W/(m.K)的板材替代實際的玻璃（或其它鑲嵌板）。框部分的形狀、尺寸、構造和材料都應與實際情況完全一致。板材的厚度等於玻璃系統（或其它鑲嵌板）的厚度，嵌入框的深度按照實際尺寸，可見板寬應超過200mm。 穩態二維熱傳導計算應採用認可的軟體工具。軟體中的計算程序應包括本標準所規定的複雜灰色體漫反射模型和玻璃氣體間層內以及框空腔內的對流換熱計算模型。 用程序計算在室內外標準條件下流過圖示截面的熱流qw，qw應按下列方程整理： 截面的傳熱係數： 框的傳熱係數： 框與玻璃系統（或其它鑲嵌板）接縫的線傳熱係數 Ψ的計算：
圖4.2-2 框與面板接縫傳熱係數計算模型示意圖
在圖4.2-1所示的計算模型中，用實際的玻璃系統（或其它鑲嵌板）替代導熱係數 λ=0.035 W/(m.K)的板材。所得到的計算模型如圖4.2-2。 用二維熱傳導計算程序，計算在室內外標準條件下流過圖示截面的熱流qψ，qψ應按下列方程整理： 截面的傳熱係數為： 框與面板接縫的線傳熱係數：
4.3 傳熱控制方程 框（包括固體材料、空腔和縫隙）的計算所採用的穩態二維熱傳導計算程序應依據如下熱傳遞的基本方程： 窗框內部任意兩種材料相接表面的熱流密度q應用下式計算： 在窗框的外表面，熱流密度q等於： 玻璃空氣間層的傳熱採用當量導熱係數的方法來處理。可將玻璃的空氣間層的當作一種不透明的固體材料。第i個空氣間層的當量導熱係數應用下式確定： 4.4 封閉空腔的傳熱 處理框內部封閉空腔的傳熱應採用當量導熱係數的方法。將封閉空腔當作一種不透明的固體材料，其當量導熱係數應考慮空腔內的輻射和對流傳熱，由下式確定： 對流換熱係數hc應根據努謝爾特準則數來計算。應依據熱流方向是朝上、朝下或水平分別考慮三種不同情況的努謝爾特準則數。 封閉空腔的輻射傳熱係數hr由下式計算： 4.5 敞口的空腔、槽的傳熱 輕微通風的小斷面敞口空腔和溝槽： 小斷面的溝槽或由一條寬度大於2mm但小於10mm的縫隙連通到室外或室內環境的空腔可作為輕微通風的空腔來處理。輕微通風的空腔的等效導熱係數取相同截面封閉空腔的等效導熱係數的兩倍。 如果輕微通風的空腔的開口寬度小於或等於2mm，則可作為封閉空腔來處理。 大斷面的溝槽或連通到室外或室內環境的縫隙寬度大於10mm的空腔可作為通風良好的空腔來處理。 4.6 框的太陽能總透射比計算 框的太陽能總透射比可按下式計算：