本文摘自暖框科技(Warmframe Technology)與美國(guó)門窗幕墻評(píng)級(jí)委員會(huì)(NFRC)聯(lián)合編譯的最新版《THERM 7 / WINDOW 7 — NFRC 熱工建模手冊(cè)》中文版
窗格
內(nèi)部窗格
內(nèi)部窗格(Internal Dividers,或Suspended Grilles)是一種在玻璃空腔內(nèi)設(shè)置了個(gè)格柵的玻璃系統(tǒng)。《ANSI / NFRC 100》標(biāo)準(zhǔn)文件的 第4.2.4節(jié) 和 第4.2.5節(jié) 規(guī)定了什么樣的窗格需要建模,本節(jié)介紹的是在滿足窗格建模前提時(shí),使用 WINDOW 和 THERM 進(jìn)行建模的方法。
建模的步驟
與最初版本的 THERM 相比,THERM 7 和 WINDOW 7 對(duì)于所有窗格形狀和填充氣體類型的建模步驟沒(méi)有改變。
Link(鏈接)框架空腔和玻璃空腔
在 第6章 介紹的框架空腔與玻璃空腔的“Link(鏈接)”規(guī)則中,內(nèi)部窗格是一個(gè)例外。只有當(dāng)內(nèi)部窗格的外表面與玻璃系統(tǒng)的內(nèi)表面之間的距離小于或等于 3 mm 時(shí),才需要建模。對(duì)于異形的內(nèi)部窗格,也作了一個(gè)簡(jiǎn)化的假設(shè),即 5 mm 規(guī)則 是不適用的,窗格邊緣和玻璃之間的空腔按照框架空腔建模,該空腔的邊界延伸到窗格組件的頂部和底部,有關(guān)詳細(xì)描述,請(qǐng)參閱下面的示例。
建模步驟如下:
在 WINDOW 中:
�、� 不需要額外的建模步驟,因?yàn)樵诖案衲Ｐ椭惺褂玫牟Ａ到y(tǒng)與不帶窗格的模型是一樣的。
在 THERM 中:
�、� 最新的《ISO 15099》標(biāo)準(zhǔn)的建模假設(shè)是:理論上,水平和豎直的窗格需要分開(kāi)建模。然而,一種保守的簡(jiǎn)化方法是將包括水平窗格在內(nèi)的所有窗格按照豎直窗格建模,這樣就可以在 THERM 中只需創(chuàng)建一個(gè)窗格模型,然后在 WINDOW 中調(diào)用它。
�、� 將所有窗格的 Cross Section Type(截面類型)設(shè)為 Vertical Divider(豎直窗格)。
�、� 插入兩個(gè)玻璃系統(tǒng),一個(gè)朝上,Spacer height(間隔條高度)設(shè)置為與窗格高度相同的值;一個(gè)朝下,Spacer height(間隔條高度)設(shè)置為 0。
�、� 注意:THERM 中的抗結(jié)露模式不適用于窗格,因?yàn)樗鼈兊慕孛骖愋投际?Vertical Divider(豎直窗格)。然而,當(dāng)在 WINDOW 中創(chuàng)建產(chǎn)品,用到這些窗格時(shí),WINDOW 仍然會(huì)通過(guò)使用窗格的 U值 溫度來(lái)計(jì)算整個(gè)產(chǎn)品的 CR值。
�、� 在上層玻璃系統(tǒng)的空腔內(nèi),畫(huà)出窗格的實(shí)際幾何外形。
⑦ 根據(jù)玻璃系統(tǒng)空腔內(nèi)實(shí)際填充的氣體,為玻璃系統(tǒng)和窗格之間的空腔以及窗格內(nèi)部的空腔分配適當(dāng)?shù)目蚣芸涨徊牧?如下所示:
a. 對(duì)于玻璃系統(tǒng)的空腔內(nèi)為空氣的窗格:按 Frame Cavity NFRC 100 填充
b. 對(duì)于玻璃系統(tǒng)的空腔內(nèi)為除空氣以外的其它氣體的窗格:除非該氣體已經(jīng)用于玻璃系統(tǒng),且在 Gas Library(氣體庫(kù))中可以找到該氣體,否則,需要在 Material Library(材料庫(kù))中新建一個(gè)與 Frame Cavity NFRC 100 材料相似的新氣體材料,并將這個(gè)新材料分配給窗格中的空腔,具體操作參閱下面的例子。
�、� 分配邊界條件及 U值標(biāo)簽。
�、� 計(jì)算結(jié)果。
�、� 將 THM 文件導(dǎo)入 WINDOW 的 Divider Library(窗格庫(kù)),以便在 Window Library(窗庫(kù))中創(chuàng)建整體產(chǎn)品時(shí)調(diào)用該窗格。
空氣填充的玻璃系統(tǒng)
下面幾頁(yè)將詳細(xì)說(shuō)明空氣填充的玻璃系統(tǒng)中帶窗格的建模步驟。
在 THERM 中:
�、� 設(shè)置 Cross Section Type(截面類型)為 Vertical Divider(豎直窗格)。
② 對(duì)于窗格,玻璃系統(tǒng)的導(dǎo)入步驟與其它產(chǎn)品相同,設(shè)置如下:
Orientation(朝向):Up
CR Cavity height(抗結(jié)露空腔高度):1000 mm(39英寸)
Sightline to bottom of glass(視線與玻璃底部之間的距離):窗格的高度(在本例中為19.05 mm)
Spacer height(間隔條高度):窗格的高度(在本例中為 19.05 mm)
Edge of Glass Dimension(玻璃邊緣尺寸):63.5 mm(2.5英寸)
Glazing System Height(玻璃系統(tǒng)高度):150 mm(6.0英寸)
Sightline to shade edge(視線到遮陽(yáng)邊部):0(遮陽(yáng)系統(tǒng)沒(méi)有建模)
Gap Properties(空腔屬性):勾選 Default(默認(rèn))
Draw spacer(繪制間隔條):不勾選
圖 8-12:導(dǎo)入第一個(gè)Glazing System, Orientation選Up
�、� 在第一個(gè)玻璃系統(tǒng)的下方,導(dǎo)入第二個(gè)玻璃系統(tǒng),這時(shí)的Locator(定位點(diǎn))是不需要移動(dòng)的,但要注意在彈出的對(duì)話框內(nèi)選擇 Add as additional glazing system(添加作為額外的玻璃系統(tǒng)),具體設(shè)置如下:
Orientation(朝向):Down
CR Cavity height(抗結(jié)露空腔高度):1000 mm(39英寸)
Sightline to bottom of glass(視線與玻璃底部之間的距離):0
Spacer height(間隔條高度):0
Edge of Glass Dimension(玻璃邊緣尺寸):63.5 mm(2.5英寸)
Glazing System Height(玻璃系統(tǒng)高度):150 mm(6.0英寸)
Sightline to shade edge(視線到遮陽(yáng)邊部):0(遮陽(yáng)系統(tǒng)沒(méi)有建模)
Gap Properties(空腔屬性):勾選Default(默認(rèn))
Draw spacer(繪制間隔條):不勾選
圖 8-13:導(dǎo)入第二個(gè)Glazing System, Orientation選Down
�、� 繪制空腔中代表窗格的多邊形,也可以直接從另一個(gè) THERM 文件復(fù)制粘貼。下圖的例子是一個(gè)鋁合金材質(zhì)的窗格。
圖 8-14:繪制多邊形來(lái)表示窗格
�、� 由于只有當(dāng)內(nèi)部窗格和玻璃表面的間距小于 3 mm 時(shí),該窗格才需要建模,因此將框架空腔Link(鏈接) 到玻璃空腔的 5 mm 規(guī)則 不適用于內(nèi)部窗格。當(dāng)內(nèi)部窗格滿足建模條件時(shí),窗格周圍和內(nèi)部的空腔都被視作框架空腔,并使用 Frame Cavity NFRC 100 進(jìn)行填充。
圖 8-15:使用Frame Cavity NFRC 100填充窗格周圍和內(nèi)部的空腔
�、� 定義邊界條件,Radiation Model(輻射模式)設(shè)為 AutoEnclosure(自動(dòng)封閉)。
圖 8-16:分配邊界條件及U值標(biāo)簽
�、� 計(jì)算結(jié)果。
圖 8-17:計(jì)算并查看結(jié)果
�、� 保存 THM 文件:主菜單 → File → Save As…
�、� 將包含計(jì)算結(jié)果的 THM 文件導(dǎo)入 WINDOW Divider Library(窗格庫(kù)),如 圖8-17 所示。有關(guān)導(dǎo)入THERM 文件的更多信息,請(qǐng)參閱《WINDOW 用戶手冊(cè)》的“第4.7.3節(jié):導(dǎo)入 THERM 文件”。
圖 8-18:將THM文件導(dǎo)入WINDOW Divider Library
�、� 在 WINDOW 主界面使用新導(dǎo)入的窗格計(jì)算整體產(chǎn)品的性能參數(shù)。
混合氣體填充的玻璃系統(tǒng)
如果窗格建模用的玻璃系統(tǒng)是填充了混合氣體的,則必須用與玻璃系統(tǒng)相同的混合氣體來(lái)填充窗格周圍和內(nèi)部的空腔,這意味著必須定義一種新材料,該材料具有混合氣體的特性。
THERM 的 Gas Library(氣體庫(kù))包含了標(biāo)準(zhǔn)氣體和一些混合氣體的樣本,這些氣體并不是在THERM 中創(chuàng)建的,而是先在 WINDOW 的 Gap Library(空腔氣體庫(kù))中創(chuàng)建,再被導(dǎo)入到 THERM 的 Gas Library(氣體庫(kù))。混合氣體導(dǎo)入到 THERM 后,它們可以在窗格建模時(shí)被引用,作為一種新的框架空腔材料,具體步驟如下圖。
�、� 在 WINDOW 的 Gap Library(空腔氣體庫(kù))中創(chuàng)建一種混合氣體,具體步驟見(jiàn)本手冊(cè) 第5.3.3節(jié) 或《WINDOW 用戶手冊(cè)》“第4.6節(jié):氣體庫(kù)”。假設(shè)該混合氣體已創(chuàng)建,并被用于產(chǎn)品玻璃系統(tǒng)的建模。
圖 8-19:在WINDOW Gap Library中創(chuàng)建必要的Gas Mixture
�、� 如果當(dāng)前的 THERM 的 Gas Library(氣體庫(kù))中沒(méi)有所需的混合氣體,則需要將 WINDOW 的Gap Library(空腔氣體庫(kù))中導(dǎo)入 THERM 的Gas Library(氣體庫(kù))。
圖 8-20:將WINDOW中的Gas Mixture導(dǎo)入THERM Gas Library
�、� 在 THERM Material Library(材料庫(kù))中,新建一種基于 Frame Cavity 的框架空腔材料,并在 Gas Fill(氣體填充)中選 Gap Library(空腔氣體庫(kù))中的混合氣體。
圖 8-21:將WINDOW中的Gas Mixture導(dǎo)入THERM Gas Library
�、� 將這種新的框架空腔材料,用于填充窗格的空腔。
圖 8-22:使用新的框架空腔材料填充窗格的空腔
