HVAC負荷推定:グレージングU値とシェーディング係数(SC)値

表現熱特性と太陽特性はそうです重要なパラメーターHVAC負荷計算では、加熱荷重と冷却荷重の両方に大きな影響を与えます。正確なシステムのサイジングとエネルギー効率の高い建築設計には、グレージングU値とシェーディング係数を理解することが不可欠です。

本質的なグレージング基準

プロのHVACエンジニアは、正確な負荷計算と最適な開窓選択を確保するために、グレージング熱および太陽の特性の包括的なデータベースに依存しています。

コアグレージングプロパティ参照

標準セクションページカバレッジフォーカス
2017 Ashrae Fundamentalsセクション15.3、表4、10355、356、368-375包括的なグレージング熱および太陽の特性
2017 Ashrae Fundamentalsセクション18.4485開窓熱伝達分析方法
2006 CIBSEガイド環境デザインセクション3.6、表3.23-3.31112-116ヨーロッパのグレージング基準とパフォーマンスデータ
キャリアパート1負荷推定第04章、表16、1752-55負荷計算のための実用的なグレージングアプリケーション

基本的なグレージング特性

グレージングのためのU値の概念

グレージングU値開窓システムを介して全体的な熱伝達係数を表します。

重要なコンポーネント:

  • 中央ガラス:グレージング材料のみの熱性能
  • エッジオブグラス:スペーサーとエッジシールの効果
  • フレーム:ウィンドウフレームを介したサーマルブリッジング
  • 全体的なウィンドウ:すべてのコンポーネントの面積加重組み合わせ

典型的なU値の範囲:

  • シングルグレージング:0.85 - 1.10 btu/hr・ft²・f
  • ダブルグレージング:0.35 - 0.65 BTU/HR・ft²・f
  • トリプルグレージング:0.15 - 0.35 btu/hr・ft²・f
  • 低Eコーティング:透明なガラスよりも20-40%の改善

シェーディング係数の基本

シェーディング係数(SC)グレージングを介した太陽熱のゲインを、透明でシングルペインガラスを介して比較します。

SC計算:sc =参照ガラスのサンプルガラス / shgcのshgc(0.87)

パフォーマンス範囲:

  • シングルガラスをクリアします:sc = 1.00
  • 二重ガラスをクリアします:sc = 0.81 - 0.88
  • 着色ガラス:sc = 0.45 - 0.70
  • 反射ガラス:sc = 0.15 - 0.40
  • ローガラス:sc = 0.60 - 0.80

Ashrae Glazingパフォーマンスデータ

表4および表10のアプリケーション

Ashrae Tables 4および10包括的なグレージングパフォーマンスデータを提供します。

カバーされているガラスタイプ:

  • クリアフロートガラス:さまざまな厚さ(3mm〜12mm)
  • 着色ガラス:ブロンズ、灰色、緑、青い色合い
  • 反射ガラス:さまざまな表面の金属コーティング
  • 低出産ガラス:ハードおよびソフトコートアプリケーション
  • ラミネートガラス:複数の層構造

高度なグレージングシステム

高性能ガラス技術強化されたサーマルコントロールを提供します:

グレージングタイプU値範囲SC範囲アプリケーション
絶縁ガラスユニット0.25 – 0.500.40 – 0.80商業および住宅
トリプルグレージング0.15 – 0.300.35 – 0.70寒い気候、高性能
ダイナミックガラス0.20 – 0.400.10 – 0.60スマートビルディングアプリケーション
真空グレージング0.10 – 0.200.50 – 0.75超高性能の建物

フレームマテリアルインパクト

窓枠の素材全体のU値に大きな影響を与えます:

フレームu値:

  • アルミニウム(サーマルブレイクなし): 1.2 – 2.0
  • アルミニウム(サーマルブレイク付き): 0.4 – 0.8
  • ウッド: 0.3 – 0.5
  • ビニール: 0.2 – 0.4
  • グラスファイバー: 0.2 – 0.4

太陽熱ゲイン制御

シェーディング係数アプリケーション

SC値冷却負荷計算に直接影響を与えます:

太陽負荷方程式:q_solar = a×sc×shgf×clf

ここで:

  • a =ウィンドウエリア(ft²)
  • SC =シェーディング係数
  • SHGF =太陽熱ゲイン係数(BTU/HR・FT²)
  • CLF =冷却負荷係数

方向固有の考慮事項

ウィンドウの向き最適なSC選択に影響します:

設計戦略:

  • 南向き:冷却気候のSC値(0.2-0.4)が低い
  • 東/西面:太陽の角度が低いため、最低のSC値(0.15-0.3)
  • 北向き:より高いSC値が許容可能(0.4-0.8)
  • 季節的な考慮事項:加熱が支配的な気候の可変特性

CIBSE欧州基準

ヨーロッパのグレージングパフォーマンス

CIBSEテーブル3.23-3.31ヨーロッパのグレージング基準と気候の考慮事項に対処します。

地域の要因:

  • G値:シェーディング係数に相当するヨーロッパ
  • 光伝達:日光の統合要件
  • 熱性能:断熱基準の強化
  • ソーラーコントロール:気候固有の最適化

気候固有の設計

ヨーロッパの設計上の考慮事項グレージングの選択に影響:

北欧:

  • 高いU値パフォーマンス:熱断熱材の強調
  • 光伝達:最大日光利用
  • ソーラーゲイン:加熱が支配的な気候に有益です

南ヨーロッパ:

  • ソーラーコントロールの優先順位:低いシェーディング係数が不可欠です
  • グレアコントロール:視覚的な快適な要件
  • 熱質量統合:熱容量の考慮事項を構築します

キャリア負荷計算アプリケーション

実用的な実装

表16および17アプリケーション指向のグレージングデータを提供します。

読み込み計算方法:

  1. ガラス領域の決定:実際の表現の寸法
  2. オリエンテーション分析:太陽暴露評価
  3. プロパティ選択:気候とコードに適した価値
  4. 負荷計算:別々の加熱と冷却負荷の影響

品質管理方法

設計検証正確な表現モデリングを保証します:

検証手順:

  • メーカーのデータ検証:実際の製品仕様
  • NFRC評価:認定されたパフォーマンス値
  • フィールドテスト:インストール後のパフォーマンス検証
  • エネルギーモデリング:完全な建物のエネルギーインパクト分析

現代のグレージングテクノロジー

スマートガラスシステム

ダイナミックなグレージング可変熱および光学特性を有効にします。

テクノロジータイプ:

  • エレクトロクロミック:電気的に制御された色合い
  • フォトクロミック:光応答特性
  • Thermochromic:温度活性化変更
  • 吊り下げられた粒子デバイス:瞬時の不透明なコントロール

エネルギー性能統合

高度なグレージングシステムエネルギー管理の構築と統合:

パフォーマンスの利点:

  • 適応ソーラーコントロール:リアルタイムの最適化
  • 日光の収穫:照明システムの統合
  • 温熱快適性:放射熱伝達の減少
  • 省エネ:HVAC負荷の20〜40%の減少

計算精度を負荷

設計上の考慮事項

専門的な実践グレージングのパフォーマンスの制限を理解する必要があります:

精度要因:

  • インストール品質:フレームシーリングとアライメント
  • 老化効果:時間の経過とともに劣化をコーティングします
  • メンテナンスの影響:クリーニングと交換のニーズ
  • コードコンプライアンス:最小パフォーマンス基準を満たしています

構築システムとの統合

グレージングの選択他の建物システムとの相互作用を検討する必要があります。

システム統合:

  • デイライトコントロール:自動照明調光
  • HVACゾーニング:境界ゾーンコンディショニング
  • 熱質量:熱容量の効果の構築
  • 自然換気:操作可能なウィンドウ戦略

適切なグレージング仕様HVACシステムのパフォーマンス、エネルギー消費、および居住者の快適性に大きな影響を与え、建物の設計を成功させるために不可欠な正確なU値とシェーディング係数の選択を行います。