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摘要：深入理解现行国家标准JGJ/T 151-2008规范中关于幕墙热工计算的原理，通过行业内通用的热工计算软件WINDOW、THERM进行热工分析，阐述国标与美标计算方法的关系及差异。本文旨在辅助设计师在热工计算过程中加深对规范的理解，通过计算步骤的推演，对实际操作提供指引。
关键词：热工计算;WINDOW;THERM;国标;美标
建筑节能技术的重心之一是控制建筑墙体、玻璃幕墙(窗)、屋面的保温隔热指标，通过材料选用、系统和构造设计、避免冷桥结露，实现建筑的低能耗。
目前国外对幕墙、门窗的热工分析方法主要有两个标准体系：ISO(EN)标准体系和美国NFRC标准体系。由于ISO在建筑门窗（词条“建筑门窗”由行业大百科提供）幕墙热工计算标准主要引用欧盟(EN)的技术标准，所以将ISO和EN标准归为一类。ISO(EN)标准体系是一个较完整的体系，NFRC根据ISO和美国标准编制了相应的门窗热工标准体系，即NFRC标准体系。
我国在欧美国家相关技术标准的基础上，结合我国的实际情况，于2009年颁布了《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》(JGJ/T151-2008)，于2009年5月计1日起实施。
我国JGJ/T151和美国NFRC标准体系在编制的过程中都参考和引用了ISO(EN)的计算方法，但两个体系存在一定的差异。本文主要阐述幕墙热工计算中，美标与国标关于传热系数的计算思路和国标规定的计算方法。
1 美国NFRC体系与国标体系计算传热系数的计算原理和方法的比较
对美标的计算原理和方法的理解：由窗框、玻璃边缘(63.5mm范围内)及玻璃中心位置传递的热流量总和，进行对整个窗面积的加权平均，所得到的就是整樘窗的传热系数。
1.2 国标传热系数的计算原理和方法：
国标的计算原理和方法的理解：由窗框传热(框投影面积)、玻璃与框连接位置传热(线传热)及玻璃传热(玻璃投影面积)的热流量总和，进行对整个窗面积的加权平均，所得到的就是整樘窗的传热系数。
2 国标体系与美国NFRC体系计算传热系数的计算实例演示
注：一副幕墙框传热系数的面积取框的一半宽度计算。
2.1 国标体系计算方法建模计算
2.1.1 WINDOW进行中空玻璃传热系数计算
1) WINDOW进行首选项设置;
2) WINDOW进行环境边界条件设置;
根据《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》(JGJ/T151-2008)，传热系数计算应采用冬季标准设计条件;遮阳系数、太阳光总透射比计算应采用夏季标准设计条件。
设置WINDOW环境条件;
玻璃传热系数Ug=1.495 W/(㎡·K)
2.1.2 THERM进行立柱框传热系数及线传热系数计算
1) THERM进行首选项设置;
2) THERM进行环境边界条件设置;
3) THERM进行幕墙立柱建模计算;
a. 计算框传热系数
第一步将玻璃面板（词条“玻璃面板”由行业大百科提供）转换为导热系数λ=0.03 W/(m·K)替代面板(JGJ/T151-2008 7.1.2-2)
替代面板条件下，整个截面的热流为73.658 W/㎡;
第二步建导热系数λ=0.03 W/(m·K)替代面板模型进行计算
替代面板的传热系数为1.033 W/(㎡·K);
第三步根据GJ/T151-2008 7.1.2-3规定，计算框的传热系数：
在实际项目中，经常有计算人员将框与替代面板单独定义名称，直接读取框的数值，如下：
虽然结果与上述计算结果相近，但没有理论支撑。
b. 计算线传热系数
第一步建实际模型进行计算
2.2 美国NFRC体系传热系数的计算方法
2.2.1 利用WINDOW进行中空玻璃传热系数计算(步骤同国标，环境边界条件选择NFRC 100)
玻璃传热系数Ug=1.484 W/(㎡·K)
2.2.2 THERM进行立柱、横梁框传热系数及边缘传热系数计算(环境边界条件选择 NFRC 100)
立柱的框传热系数和边缘传热系数(边缘宽度为63.5mm)：
横梁的框传热系数和边缘传热系数(边缘宽度为63.5mm)：
2.2.3 WINDOW进行整幅幕墙传热系数计算
THERM计算整幅幕墙传热系数为2.148W/(㎡·K)
以上是采用国标体系和美标NFRC体系进行幕墙(窗)传热系数的计算，两种计算方法的区别在于国标的需要计算线传热系数和美标需要计算边缘传热系数。但追根溯源，都基于玻璃在嵌入幕墙(窗)框的位置会受到框的因素的影响，两种方法都力求通过计算反映出真实的情况。作为设计人员，可在学习计算方法的同时，深刻理解规范的内容，不仅有利于对计算结果的分析，亦对优化节点设计有所帮助。
参考文献：
[1] 《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T 151-2008.
[2]马扬，杨士超，杨华秋.中外建筑门窗幕墙热工计算标准体系.
[3]THERM 6.3 / WINDOW 6.3 NFRC Simulation Manual
作者单位：北京市建筑设计研究院有限公司
