幕墙门窗K值U值如何换算

K值和U值是一个概念吗?

传热系数K值(U值),是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K*℃),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米*度(W/㎡*K,此处K可用℃代替)。
在中国、曰本和欧洲常用K值表示,而美国是用U值表示,因为应用的标准和条件不同但其值相差不大。
K值是中国检测标准,这个更加严格,因为中国幅员辽阔,全国气候温差大,检测范围也大,检测条件更苛刻.
U值是欧美检测标准,检测的标准简单,那边全年温差小。
K、U值都是单位面积传热系数。就是1小时内,1平米窗户传输多少热量,数值越小越好。
美国的U值,拿中国的K值的标准来衡量是有问题的。
美国冬季U值与夏季U值,冬季U值的测试环境为外部温度—20℃,内部温度21℃,风速3。3m/s,相当于夜晚环境;夏季U值测试环境为外部32℃,内部23。8℃,风速6。7m/s,相当于有阳光照射下的环境。
中国的测K值的测试环境为外部温度2.5℃,内部温度17.5℃,风速4m/s,无阳光直接照射(相当于夜晚环境)。
这个值测出来是不一样的。用深圳南玻的一款玻璃举例说明,以 6CEB21+12A+6C为例,中国K值为1.68,美国冬季U值为1.77,夏季 U 值为1。95,结果是:中国K值<美国U值,但其值相差不大.
传热系数K值、U值这两个值就像网球运动员在不同场地打出来的成绩,网球场分硬地、红土、草地,同一个运动员,在不同场地的成绩也会不同,那排名的时候是不是得规定个统一场地?幕墙门窗就好比这个运动员,在不同的标准环境下检测出来的值,你说我非要放一起比较,那没参考意义。

01

问题的提出

问题1:国外认证机构提供的认证证书中门窗传热系数U值与国内使用的K值差别多少?按JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》计算得到的U值又和K值有多大差别?

02

K值和U值的由来、地位及建议

K值和U值都指的是传热系数,是表征门窗幕墙保温性能的参数,衡量的是由空气温差引起的热量传递强度;从这个意义上来看二者只是符号不同。

1、U值等于K值吗? 

近年来,随着我国建筑节能领域和门窗幕墙领域与国外的交流日渐增多,许多企业拿到了国外的认证证书,传热系数代号为U值。这些证书在国内工程验收领域目前无法直接使用,因为工程验收要按照验收规范要求提供相应检测报告。 但前期与相关方交流时U值和K值的差异就成了一个问题。由于欧洲计算或测试U值时使用的标准条件与国内不同,室外一般取0℃左右(和当地气候有关),而国内标准中取-20℃,且室外侧对流换热系数值也不同。

因此,EN/ISO标准条件下玻璃空腔平均温度比国内标准体系下要高10℃左右,从而导致EN/ISO标准体系下的U值高于我国的K值,部分可高约0.1 W/(m²·K)。

是不是所有U值都高于K值呢?显然不是,这取决于该U值的计算和测试条件。

举例来说,按照JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》所给的条件计算得到的U值,其实就是国内的K值,因为JGJ/T 151-2008就是国内的计算标准,和国内检测标准条件一致。

2、说说传热系数K值的由来

众所周知,我国建筑节能工作起步于20世纪80年代,其标志就是我国最早的建筑节能标准JGJ 26-86《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》和JGJ 24-86 《民用建筑热工设计规程》的颁布。 其中围护结构(窗户、阳台门上部、屋顶、外墙、外门、地面及楼梯间不采暖时的楼梯间墙和户门)传热系数已经用K值表达。JGJ 26-86中的具体条文:

从该标准可以看出:K值是我国建筑节能标准体系开始就使用的传热系数代号,且除门窗外,屋顶、外墙、地面及楼梯间墙传热系数均采用K值。这两本标准为我国后来的建筑节能设计系列标准奠定了坚实基础。 我国相关的建筑节能设计标准及历次版本主要有:JGJ 26-2018 历次版本:JGJ 26-86、JGJ 26-95、JGJ 26-2010JGJ 134-2010 历次版本:JGJ 134-2001JGJ 75-2012 历次版本:JGJ 75-2003GB 50176-2016 历次版本:JGJ 24-86、GB 50176-93GB 50189-2015 历次版本:GB 50189-93、GB 50189-2005 此外,涉及到的相关产品标准、检测标准、计算标准、工程技术规程、验收规范等一系列标准,基本上采用的都是K值,不一一列举了。

3、再说说U值的由来

除了中国,国外主要建筑节能标准体系有欧盟EN/ISO标准体系、美国ASHRAE标准体系,这些标准体系中传热系数均用U值作为代号。那么,U值是什么时候传到国内的呢?U值在国内引入要和我国标准体系中的采标关系密切。国内建筑节能领域采用U值比较早的标准有:GB/T 13475-92《绝热稳态传热性质的测定 标定和防护热箱法》、GB/T 22476-2008《中空玻璃稳态U值(传热系数)的计算及测定》 和JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》。 前两本为采标标准:

而JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》基本上是ISO 15099、ISO 10077-1、ISO 10077-2、ISO 10292、ISO 9050的合体。

这些标准在采标过程中完全沿用了国际标准中的U值代号。GB/T 13475-92《绝热稳态传热性质的测定 标定和防护热箱法》是针对建筑构件传热系数测试时的方法和设备要求,并未直接应用于门窗幕墙传热系数的测试。

门窗传热系数测试是采用GB/T 8484《建筑外门窗保温性能检测方法》(最新修订后的名称),历次版本均采用K值。GB/T 13475采用的U值并未直接传递到门窗幕墙检测验收领域。GB/T 22476-2008《中空玻璃稳态U值(传热系数)的计算及测定》是针对中空玻璃传热系数测试时的标准。

我国GB 50411《建筑节能工程施工质量验收标准》是对整窗传热系数提出要求,仅对玻璃的遮阳系数和可见光透射比提出要求,而这两个参数是按照GB/T 2680-94来检测的,因此该标准采用U值也未引起使用混乱。JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》是针对整窗、玻璃、框光热性能的计算标准。由于我国建筑工程质量验收体系中目前只认可检验报告,因此该标准使用U值也未造成使用中的冲突。

4、K值、U值谁的地位高? 

很显然,在我国建筑节能领域,有着类似于“上位法”地位的建筑节能设计标准话语权更高,因此我国建筑节能领域使用K值表达传热系数是主流,是建筑师、设计师、施工方、部品生产方、检验机构、监理和验收机构的通用语言。 而U值目前仅在建筑玻璃传热系数测试、门窗幕墙热工计算领域有一定程度应用。因而,二者在使用中并未造成太多混乱。

5、对K值、U值的一点建议

由于K值目前在国内应用有着更高的话语权,因此除了采标标准要符合相关规定外,建议其他标准尽可能采用K值,以避免检测和计算报告出具U值,而设计和验收却要求K值的情况。

03

结论 

K值和U值本质上是国内建筑节能标准体系与国际建筑节能标准体系的矛盾;K值在国内建筑节能领域具有“上位法”的地位,建议U值相关标准在修订时非必要的情况下向K值靠拢。

在建筑设计标准、产品标准、工程技术规范、检测标准、计算标准、验收规范等一系列的标准规范中,无论是K值、U值,还是g值和SHGC值,都是使用频率很高的术语。同时涉及建筑师、设计师、部品生产供应企业、检测机构、监理机构、验收机构等相关方,极易造成混乱。因此,在编制和解读标准时,我们都有责任对相关术语符号进行细致研究,给出合适的表达方式,真正使标准科学合理并便于使用。

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