Estimativa de carga HVAC: valores de vidros em U e valores de coeficiente de sombreamento (SC)

Fenestration térmicas e propriedades solares sãoparâmetros críticosNos cálculos de carga HVAC, impactando significativamente as cargas de aquecimento e resfriamento. Compreender os valores U de vidros e os coeficientes de sombreamento é essencial para o dimensionamento preciso do sistema e o design do edifício com eficiência energética.

Estimativa de carga HVAC: Valores U de construção para paredes, telhados e partições

Padrões de vidro essenciais

Os engenheiros profissionais de HVAC dependem de bancos de dados abrangentes das propriedades térmicas e solares de vidros para garantir cálculos de carga precisos e seleção ideal de fenestração.

Referências de propriedades de envidraçamento central

Padrão	Seção	Páginas	Foco de cobertura
2017 ASHRAE Fundamentals	Seção 15.3, Tabelas 4, 10	355, 356, 368-375	Propriedades térmicas e solares abrangentes de envidraçamento
2017 ASHRAE Fundamentals	Seção 18.4	485	Métodos de análise de transferência de calor de fenestração
2006 CIBSE Guide Um Design Ambiental	Seção 3.6, Tabelas 3.23-3.31	112-116	Padrões europeus de vidros e dados de desempenho
Estimativa de carga Parte 1 da transportadora	Capítulo 04, Tabelas 16, 17	52-55	Aplicações práticas de envidraçamento para cálculos de carga

Propriedades de vidros fundamentais

Conceitos de valor em U para vidros

Valores U de vidrosRepresentar coeficientes gerais de transferência de calor através de sistemas de fenestração:

Componentes -chave:

• Centro de vidro: Desempenho térmico do material de vidros sozinho
• Edge-of-Glass: Efeitos de selo espaçador e borda
• Quadro: Bridging térmico através de quadros de janela
• Janela geral: Combinação ponderada pela área de todos os componentes

Intervalos de valor em U:

• Vidro único: 0,85 - 1,10 btu/hr · ft² · ° F
• Vidros duplos: 0,35 - 0,65 Btu/hr · ft² · ° F
• Vidros triplos: 0,15 - 0,35 btu/hr · ft² · ° F
• Revestimentos Low-E: 20-40% de melhoria em relação ao vidro transparente

Fundamentos do coeficiente de sombreamento

Coeficiente de sombreamento (SC)Compara o ganho de calor solar através de vidros com isso através de vidro claro e de painel único:

Cálculo SC: Sc = shgc de vidro de amostra / shgc de vidro de referência (0,87)

Intervalos de desempenho:

• Clear um único vidro: Sc = 1,00
• Vidro duplo limpo: Sc = 0,81 - 0,88
• Vidro colorido: Sc = 0,45 - 0,70
• Vidro reflexivo: Sc = 0,15 - 0,40
• Vidro Low-E: Sc = 0,60 - 0,80

Dados de desempenho de vidros de Ashrae

Tabela 4 e Tabela 10 Aplicativos

Tabelas de Ashrae 4 e 10Forneça dados abrangentes de desempenho de vidros:

Tipos de vidro cobertos:

• Vidro de flutuação transparente: Várias espessuras (de 3 a 12 mm)
• Vidro colorido: Bronze, cinza, verde, tonalidades azuis
• Vidro reflexivo: Revestimentos metálicos em várias superfícies
• Vidro de baixa emissividade: Aplicações de casaco duro e macio
• Vidro laminado: Construções de múltiplas camadas

Sistemas de vidro avançado

Tecnologias de envidraçamento de alto desempenhoOfereça controle térmico e solar aprimorado:

Tipo de envidraçamento	Faixa de valor em U.	Faixa SC	Formulários
Unidades de vidro isolante	0.25 – 0.50	0.40 – 0.80	Comercial e residencial
Vidros triplos	0.15 – 0.30	0.35 – 0.70	Climas frios, alto desempenho
Vidro dinâmico	0.20 – 0.40	0.10 – 0.60	Aplicações de construção inteligentes
Vidros de vácuo	0.10 – 0.20	0.50 – 0.75	Edifícios de desempenho ultra-alto

Impacto do material da estrutura

Materiais da estrutura da janelaafetar significativamente os valores em U:

Valores U do quadro:

• Alumínio (sem quebra térmica): 1.2 – 2.0
• Alumínio (com quebra térmica): 0.4 – 0.8
• Madeira: 0.3 – 0.5
• Vinil: 0.2 – 0.4
• Fibra de vidro: 0.2 – 0.4

Controle de ganho de calor solar

Aplicações de coeficiente de sombreamento

Valores de SCCálculos diretamente de carga de resfriamento de impacto:

Equação de carga solar: Q_solar = a × sc × shgf × clf

Onde:

• A = área da janela (ft²)
• SC = coeficiente de sombreamento
• SHGF = fator de ganho de calor solar (BTU/hr · ft²)
• CLF = fator de carga de resfriamento

Considerações específicas de orientação

Orientação da janelaAfeta a seleção ideal de SC:

Estratégias de design:

• Voltado para o sul: Valores mais baixos de SC (0,2-0,4) para climas de resfriamento
• Leste/Oeste: Valores mais baixos de SC (0,15-0,3) devido aos ângulos solares baixos
• Voltado para o norte: Valores mais altos de SC aceitáveis ​​(0,4-0,8)
• Considerações sazonais: Propriedades variáveis ​​para climas dominados por aquecimento

Padrões europeus da CIBSE

Performance de vidro europeu

Tabelas Cibse 3.23-3.31abordar padrões de vidros europeus e considerações climáticas:

Fatores regionais:

• G-valor: Equivalente europeu ao coeficiente de sombreamento
• Transmissão de luz: Requisitos de integração de luz do dia
• Desempenho térmico: Padrões aprimorados de isolamento
• Controle solar: Otimização específica do clima

Design específico do clima

Considerações de projeto europeiasinfluência de seleção de envidraçamento:

Norte da Europa:

• Alto desempenho em valor em U.: Ênfase no isolamento térmico
• Transmissão de luz: Utilização máxima de luz do dia
• Ganho solar: Benéfico em climas dominados pelo aquecimento

Sul da Europa:

• Prioridade de controle solar: Coeficientes de sombreamento baixos essenciais
• Controle de brilho: Requisitos de conforto visual
• Integração em massa térmica: Construindo considerações de capacidade térmica

Aplicações de cálculo de carga da transportadora

Implementação prática

Tabelas 16 e 17Forneça dados de vidros orientados para o aplicativo:

Metodologia de cálculo de carga:

1. Determinação da área de envidraçamento: Dimensões reais de fenestração
2. Análise de orientação: Avaliação de exposição solar
3. Seleção de propriedades: Valores climáticos e apropriados para o código
4. Cálculo de carga: Impactos separados de aquecimento e carga de resfriamento

Métodos de controle de qualidade

Verificação do projetoGarante modelagem precisa da fenestração:

Procedimentos de validação:

• Verificação de dados do fabricante: Especificações reais do produto
• Classificações de NFRC: Valores de desempenho certificados
• Teste de campo: Verificação de desempenho pós-instalação
• Modelagem de energia: Análise de impacto energético de construção inteira

Tecnologias de vidro modernas

Sistemas de vidro inteligente

Vidros dinâmicosPermite propriedades térmicas e ópticas variáveis:

Tipos de tecnologia:

• Eletrocrômico: TINTUTURA CONTRULADA ELECTIAL
• Fotochromic: Propriedades responsivas à luz
• Termocrômico: Alterações ativadas por temperatura
• Dispositivos de partículas suspensos: Controle instantâneo de opacidade

Integração de desempenho energético

Sistemas de vidro avançadointegrar -se à construção de gerenciamento de energia:

Benefícios de desempenho:

• Controle solar adaptativo: Otimização em tempo real
• Colheita da luz do dia: Integração do sistema de iluminação
• Conforto térmico: Transferência de calor radiante reduzida
• Economia de energia: 20-40% Redução nas cargas HVAC

Precisão do cálculo da carga

Considerações de design

Prática profissionalrequer a compreensão das limitações de desempenho de vidros:

Fatores de precisão:

• Qualidade de instalação: Selagem e alinhamento de quadros
• Efeitos de envelhecimento: Degradação do revestimento ao longo do tempo
• Impactos de manutenção: Necessidades de limpeza e reposição
• Conformidade de código: Atender aos padrões mínimos de desempenho

Integração com sistemas de construção

Seleção de vidrosdeve considerar a interação com outros sistemas de construção:

Integração do sistema:

• Controles de luz do dia: Escurecimento de iluminação automatizada
• Zoneamento HVAC: Condicionamento de zona de perímetro
• Massa térmica: Construindo efeitos de capacidade térmica
• Ventilação natural: Estratégias de janelas operáveis

Especificação adequada de vidrosImpacta significativamente o desempenho do sistema HVAC, o consumo de energia e o conforto dos ocupantes, tornando o valor em U e a seleção de coeficiente de sombreamento essencial para o projeto de construção bem-sucedido.