模拟框架和边部传热.pdf

6. THERM 模拟框架和边部传热 6-1 THERM5.2/WINDOW5.2 NFRC 模拟手册 第第6章 章 THERM 模拟框架和边部传热模拟框架和边部传热 6.1 综述综述 要计算整个产品的 U 值，必须先计算下列构件的 U 值，然后将这些 U 值按面积加权 ·从 WINDOW 中得到玻璃中心 U 值 ·从 THERM 中得到框架和玻璃边部 U 值 NFRC100：外窗产品 U 值判定过程是计算 U 值方法的权威性来源，可用于本手册中未提到 的情形另外 NFRC 技术说明补充了 NFRC100 文件，如有疑问可参考这些文件 6.2 需模拟的横截面需模拟的横截面 被模拟的外窗产品需截取能够完整反映该产品传热的横截面THERM 用于计算玻璃边部和 框架构件（底边框、顶边框、侧边柱、间隔和中挺）的 U 值 外窗产品的开启类型以及框架各构件的配置决定了需要模拟的横截面数量表 6-1 列出了每 种开启类型需要模拟的最小和最大横截面数量，图 6-1 说明了需要截取的横截面最大数量 假定每个框架构件横截面都不同，因此都需模拟。

如果某些框架构件截面相同，例如具有相 同侧边框的固定窗，则对侧边框只需模拟一个横截面但是根据 ISO15099，对于空腔的新 模拟假定要求：如果顶边框、底边框和侧边框的横截面含有空腔，在对凝结抵抗度（CR） 建模时，这些横截面都需要模拟如果只是对 U 值建模，当顶边框和底边框几何形状相同 时，可以合并计算 尽管表 6-1 或者图 6-1 里没有列出 NFRC100 表 1 中列出的所有的产品类型，但这四种基本 种类涵盖了 NFRC100 中所有的几何形状 表6-1 需模拟的横截面 需模拟的截面数量 开启类型 最小 最大 横截面 CR 和 U 计算 U 计算 单片窗 （固定， Picture， 气窗， 平开窗， 上悬窗，等） 3 侧边框相同 2 顶、底边框相同 4 顶边框 底边框（1 或 2） 底边框 竖向双片窗 （竖向推拉窗） 5 上部左右侧边框 相同，下部左右 侧边框相同 4 顶、底边框相同 7 顶边框固定或开启 侧边框固定且开启 底边框固定且开启 中挺 横向双片窗 （横向推拉窗， 横向推拉门） 7 5 顶、底边框相同 7 顶边框固定且开启 侧边框固定且开启 底边框固定且开启 中挺 平开双片窗 （窗， 幕墙） 4 左右顶边框相同 左右底边框相同 左右侧边框相同4 7 顶边框固定且开启 侧边框固定且开启 底边框固定且开启 中挺 6. THERM 模拟框架和边部传热 6-2 THERM5.2/WINDOW5.2 NFRC 模拟手册 图 6-1 不同开启类型的最大最小需模拟的横截面 6.3 绘制横截面绘制横截面 确定需要模拟的横截面数量之后，在 THERM 中绘制横截面。

在 THERM 用户手册中的第五 部分“绘制横截面的几何形状”中对如何绘制横截面有详细的描述THERM NFRC 模拟手 册的这个部分包含了特定的与 NFRC 方法有关的的信息 6.3.1 开始——绘制和开始——绘制和 DXF 文件文件 为了在 THERM 中复制准确的横截面，需要用到定尺寸绘制或者 DXF 文件THERM 用户 手册中的第 5.2 部分“输入 DXF 文件或者位图文件做辅助物” 如果只能定尺寸绘制（装配图或者模图） ，没有 DXF 文件，仍然可以绘制横截面，THERM 用户手册中的第 5.5 部分“使用键盘绘制（数字光标） ” 6. THERM 模拟框架和边部传热 6-3 THERM5.2/WINDOW5.2 NFRC 模拟手册 6.3.2 文件属性——横截面类型文件属性——横截面类型 在 THERM 文件属性对话框（从文件/属性菜单中得到）中指定横截面属性至关重要横截 面属性和玻璃系统方向共同决定了仿真模型中执行了多少个 ISO15099 中的参数，例如框内 空腔，重力矢量。

这个设定将出现在 WINDOW 中 TYPE 里的框架库中，也出现在 THERM 主窗口的右下角 图 6-2 THERM 文件属性中横截面类型值在 ISO15099 模型中被用于判定重力矢量，在 WINDOW 中用于判定 CR 的计算方法 6.3.3 横截面方位横截面方位 对于用 THERM 进行 NFRC 仿真来说，所有的横截面都应当被定位在竖直方向，即：所有 的玻璃系统指向必须或者向上，或者向下，而不能水平 （例外的是以 20 度以上倾斜的采光 顶模拟，参考第 8.5 部分“采光顶模拟的讨论” ） 例如，侧边框横截面可以水平绘制，但是模拟时必须将其旋转成竖直位置图 6-3 显示了一 个 DXF 文件的可能画法就象在这个 DXF 文件中，水平侧边框和中挺截面可以被水平绘 制，但当输入玻璃系统时，他们必须旋转 90 度对于顶边框，玻璃应当向下，对于底边框 和侧边框，玻璃应当向上，同时模型的室内侧朝向右边，室外侧朝向左边 6. THERM 模拟框架和边部传热 6-4 THERM5.2/WINDOW5.2 NFRC 模拟手册 图 6-3 水平横截面的 DXF 文件在输入玻璃系统和模拟之前必须旋转 90 度 图 6-4 水平推拉窗的横截面例子，显示了横截面方向， 窗口右下角的横截面类型标签和重力箭头方向。

6.3.4 那些不能模拟那些不能模拟 NFRC100 明确排除了外窗产品中 THERM 中不能模拟的某些组件，包括： ·屏风 ·可选择的内部装饰 ·附于玻璃的内表面或者外表面的可移动格栅（即，直接固定的格栅） 玻璃层间的格栅或 分格在某些情况下必须建模，正如 8.3 部分“内部分格的模拟”中所讨论的 ·可选择的侧边框，顶边框和底边框的延伸部分 6. THERM 模拟框架和边部传热 6-5 THERM5.2/WINDOW5.2 NFRC 模拟手册 ·室内或者室外的遮阳装置 ·Nailing flanges which can be removed from a fenestration product, and which are removed for testing. These may be vinyl flanges on wood windows, or flanges on vinyl or aluminum windows designed to be removed for some installations. Permanent nailing flanges that would be in place during a test shall be modeled. 另外，正如 NFRC100 中规定的， “包括但不限于幕墙中的螺钉螺拴和未完全断热的注胶断 桥型材应当模拟” 。

暂时，非必须模拟的构件包括： ·绞链 ·锁 ·Banlance ·非连续的控制五金 ·泄水孔 ·固定块 ·剪切块 ·Corner Keys 6.3.5 可变形部分可变形部分 因为可变形部分，例如玻璃夹、挡雨条和其它插件部分 ，在 DXF 文件和装配图中经常绘 制成无变形状态（通常在 DXF 文件中他们互相重叠） ， 模拟软件仍要求保证这些部分按照 能保证传热结果准确的方法建模例如，在某些情况下小气缝可以用固体材料如 sweeps 和 密封胶来代替 6.3.6 框内空腔框内空腔 在 NFRC 仿真中，框内空腔使用 ISO15099 空腔模型建模材料库中的缺省项可以用于框内 空腔建模： ·Frame Cavity NFRC 100-2001：用于所有内部框内空腔 ·Frame Cavity Slightly Ventilated NFRC 100-2001：用于通风框内空腔对于何时应用这些 空腔的完整描述参考 6.3.7 部分，通风外部空腔 图 6-5 缺省的 NFRC 仿真用框内空腔材料 6. THERM 模拟框架和边部传热 6-6 THERM5.2/WINDOW5.2 NFRC 模拟手册 正如上图所示， “Frame Cavity NFRC 100-2001”材料具有如下特性： 辐射模式（辐射模式（Radiation Model） ：） ：简化 空腔模型（空腔模型（Cavity Model） ：） ：ISO 15099 这个空腔模型是 ISO 15099 标准的增补，能使 THERM 自动计算空腔壁的温度、发射率和 热流方向。

填充气体（填充气体（Gas Fill） ：） ： 空气 发射率（发射率（Emissivities） ：） ： 该框内空腔材料的缺省的发射率实际上是无关紧要的，因为 THERM 会在横截面模拟中重新 计算并取而代之但是无论选用“Frame Cavity NFRC 100-2001”还是“Frame Cavity Slightly Ventilated NFRC 100-2001” ，框内空腔将用红色显示出轮廓双击这些红色表面的任 何一个将会弹出一个可编辑的对话框这使得被程序赋值的发射率值可以被取代这些被编 辑过的值接下来将会用于程序的模拟计算 同时，对于框内空腔 THERM 假定如下： 缺省框内空腔高度：缺省框内空腔高度：1 米 重力矢量：重力矢量：根据横截面类型（参考 6.3.2 部分“横截面类型”和 6.3.3 部分“横截面方位” ） 如果框内空腔模型被设定为“ISO105099” ，对于“Frame Cavity NFRC 100-2001” ，” ，发射 率、温度和热流方向将在模拟过程中由程序自动计算因此，出现在模拟前的单个框内空腔 缺省值无需编辑这些自动计算按下列方法进行： 热流方向热流方向 ：：要计算的热流方向依赖于菜单“File/Properti”中的横截面类型设定，同时它还 依赖于玻璃系统的方位，即是向上、向下、向左还是向右输入的。

“重力矢量”可以使用菜 单“View/Gravity Arrow”显示出来（参考“THERM 用户手册”对重力矢量的讨论） 每种 横截面类型的假定如下： 顶边框：截面类型= “Head” ，玻璃输入方向向下，重力矢量指向下 底边框：截面类型= “Sill” ，玻璃输入方向向上，重力矢量指向下 侧边框：截面类型= “Jamb” ，玻璃输入方向向上，重力矢量指入屏幕 中挺：截面类型= “Meeting Rail” ，玻璃输入方向向上和向下，对于水平推拉窗，重力矢量 指向入屏幕；对于竖向推拉窗，重力矢量指向下 温度：温度：程序计算出的空腔壁温度基于空腔周围材料的温度，判定出的热流方向基于温度差 异在模拟前无需改变空腔初始缺省温度模拟后，计算出的温度可以通过双击框内空腔来 查看 发射率：发射率：程序计算出的框内空腔壁发射率基于相邻材料的发射率如果垂直于热流方向的 空腔壁有不同发射率的材料，程序将按面积加权得到发射率模拟后，计算出的发射率可以 通过双击框内空腔来查看 需要注意的是，金属表面的发射率，例如铝和铁，将取决于表面涂层，即有涂层和没有涂 层许多金属横截面，特别是挤压品，外表面有涂层而内表面无涂层。

对于没有涂层的金属 表面记得更改发射率为。