建筑玻璃光熱性能解讀及現(xiàn)場檢驗(yàn)概述

【中玻網(wǎng)】1引言

　　無論是既有建筑還是新建建筑，玻璃是其圍護(hù)結(jié)構(gòu)中必不可少的元素之一。隨著人們對(duì)居住環(huán)境要求的不斷提高，對(duì)建筑玻璃的要求已不僅僅是采光，更多地追求建筑玻璃的陽光調(diào)節(jié)、遮陽或保溫隔熱等性能。建筑玻璃的結(jié)構(gòu)也從單一的平板玻璃發(fā)展成鋼化玻璃、夾層玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃等一種產(chǎn)品或幾種產(chǎn)品的組合。

　　2建筑玻璃光熱性能概述

　　為了使建筑玻璃能夠具有更好的陽光調(diào)節(jié)、遮陽或保溫隔熱的功能，我們對(duì)建筑玻璃提出了光學(xué)性能和熱工性能的要求，具體性能見圖1。

圖1建筑玻璃光熱性能指標(biāo)

　　3不同光熱性能對(duì)建筑的影響

　　（1）可見光透射比

　　可見光透射比是在380~780nm波段內(nèi)，透過建筑玻璃的光通量與投射到其表面的光通量之比，表征進(jìn)入到室內(nèi)可見光的多少。該值的選擇應(yīng)視地區(qū)和季節(jié)而定，至少在白天不開照明燈的情況下能保證室內(nèi)正常的工作和生活。在選擇節(jié)能建筑玻璃時(shí)，選擇對(duì)可見光波段有較高的透射而對(duì)紅外線波段有較高反射的玻璃。

　�。�2）可見光反射比

　　可見光反射比是在380~780nm波段內(nèi)，建筑玻璃反射的光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度的比值。在現(xiàn)代建筑玻璃幕墻中，應(yīng)將可見光反射比控制在一定范圍內(nèi)，可見光反射比過高，會(huì)對(duì)周圍建筑形成“光污染”。

　�。�3）太陽光直接透射比

　　太陽光直接透射比是在300~2500nm波長范圍內(nèi)，透過建筑玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽能強(qiáng)度與投射到建筑玻璃表面太陽能強(qiáng)度的比值。太陽光直接透射比是太陽能總透射比的重要組成部分，其值過高，會(huì)造成室內(nèi)的太陽得熱越多。太陽光直接透射比的取值應(yīng)視地區(qū)而定。

　　（4）太陽光直接反射比

　　太陽光直接反射比是在300~2500nm波長范圍內(nèi)，建筑玻璃反射的太陽能強(qiáng)度與入射太陽能強(qiáng)度的比值。太陽光直接反射比應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，其值過高會(huì)對(duì)周圍環(huán)境形成“熱污染”，在凹形玻璃幕墻上尤為明顯。

　�。�5）太陽能總透射比

　　太陽能總透射比是在300~2500nm波長范圍內(nèi)，通過建筑玻璃的太陽輻射室內(nèi)得熱量與投射到建筑玻璃外表面上的太陽輻射量的比值。太陽能總透射比包括兩部分，一部分是建筑玻璃的太陽光直接透射比，另一部分為建筑玻璃吸收太陽輻射熱后，向室內(nèi)二次輻射的熱量。其數(shù)值越高，說明通過建筑玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽熱越多。在夏季，為了保持室內(nèi)舒適的溫度，必須對(duì)建筑玻璃太陽能總透射比進(jìn)行限制，以降低空調(diào)負(fù)荷，減少能源消耗。

　�。�6）太陽紅外熱能總透射比

　　太陽紅外熱能總透射比是指在780~2500nm波長范圍內(nèi)，通過建筑玻璃的太陽輻射室內(nèi)得熱量與投射到建筑玻璃外表面上的太陽輻射量的比值，包括780~2500nm波長范圍內(nèi)太陽光直接透射比和建筑玻璃吸收太陽輻射熱后，向室內(nèi)二次輻射的熱量。與太陽能總透射比相比，太陽紅外熱能總透射比主要考慮了近紅外線的透過和吸收，摒棄了可見光波段透射及吸收的影響，更加準(zhǔn)確地反映了通過建筑玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽熱能。由于鍍膜玻璃具有陽光調(diào)節(jié)功能，使建筑玻璃在380nm~780nm的可見光波段內(nèi)具有較高的透過率，滿足日常辦公和生產(chǎn)對(duì)光線的需求；在780~2500nm波段內(nèi)具有較低的透過率，達(dá)到隔熱的目的。鍍膜中空玻璃用太陽紅外熱能總透射比來表征其節(jié)能指標(biāo)更加合理。

　　（7）遮陽系數(shù)

　　遮陽系數(shù)表征建筑玻璃遮擋室內(nèi)太陽輻射得熱的能力，為在反向入射條件下，通過建筑玻璃的太陽能總透射比與相同條件下相同面積的3mm的普通透明平板玻璃的太陽能總透射比的比值。其值越小，說明建筑玻璃阻擋陽光熱量向室內(nèi)輻射的性能越好。在南方的夏季，遮陽系數(shù)越小越好，透過建筑玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射得熱越少，越能夠降低空調(diào)制冷能耗；在北方的冬季，遮陽系數(shù)越大越好，透過建筑玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射得熱越多，越可以提高室內(nèi)溫度，減少供暖帶來的能耗。

　�。�8）傳熱系數(shù)（U值）

　　傳熱系數(shù)（U值）是指在穩(wěn)定傳熱條件下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1度（K或℃），單位時(shí)間通過單位面積傳遞的熱量，單位是瓦/（平方米·度）。U值表征了建筑玻璃的保溫隔熱性能，傳熱系數(shù)越小，室內(nèi)與室外的熱量傳遞越少，說明建筑玻璃越節(jié)能。降低傳熱系數(shù)，將有效地降低建筑能耗。

　　4我國對(duì)建筑玻璃光熱性能的要求

　　在選擇建筑玻璃時(shí)，并不是顏色越深越好，也不是輻射率越低越好，而是要對(duì)光熱指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)不同地區(qū)的地理位置和自然環(huán)境，選擇合理結(jié)構(gòu)、合理配置的建筑玻璃。比如在北方的嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)，建筑玻璃對(duì)太陽能總透射比和太陽紅外熱能總透射比的數(shù)值要求較高，以保證室內(nèi)能夠獲得更多的太陽輻射能量；同時(shí)還要求有較低的傳熱系數(shù)，以減少室外更多的冷空氣進(jìn)入室內(nèi)，并減少室內(nèi)熱空氣的損失；在較為炎熱、太陽輻射熱較高的南方，則需要較低的遮陽系數(shù)和太陽紅外熱總透射比，以達(dá)到避免室內(nèi)太陽光直射和過多的太陽輻射熱進(jìn)入室內(nèi)的目的；同時(shí)也需要較低的傳熱系數(shù)，以達(dá)到降低室內(nèi)和室外的熱量通過輻射、對(duì)流和傳遞的方式進(jìn)行交換的目的。在降低遮陽系數(shù)的同時(shí)，還要保證有盡可能高的可見光透射比，使更多的可見光進(jìn)入室內(nèi)，以保證室內(nèi)環(huán)境明亮，降低白天需要開燈照明帶來的能源浪費(fèi)。

　　為了響應(yīng)國家對(duì)建筑節(jié)能的要求，使建筑更加節(jié)能和舒適，我國不同地區(qū)相繼發(fā)布了相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。部分地區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1部分地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

　　同時(shí)我國多部委也相繼出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程，對(duì)建筑玻璃的光熱性能指標(biāo)進(jìn)行了約束，提供了測試方法和計(jì)算方法。部分節(jié)能玻璃標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程見表2。

　　以JC/T 2450-2018《被動(dòng)房透明部分用玻璃》為例，不同地區(qū)對(duì)建筑玻璃光熱性能的要求見表3。

表2部分節(jié)能玻璃標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程

表3不同地區(qū)對(duì)建筑玻璃光熱性能的要求

　　5建筑玻璃現(xiàn)場光熱性能檢驗(yàn)及其優(yōu)勢(shì)

　　隨著我國對(duì)建筑節(jié)能要求的不斷深入，建筑節(jié)能玻璃的應(yīng)用越來越廣泛，建筑節(jié)能玻璃的種類及配置也越來越多。為了檢驗(yàn)建筑節(jié)能玻璃的各項(xiàng)光熱性能是否符合設(shè)計(jì)要求，以及驗(yàn)證實(shí)際安裝使用的建筑玻璃與檢驗(yàn)樣品之間的一致性，在原有建筑玻璃光熱性能實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場檢驗(yàn)技術(shù)及試驗(yàn)裝置。相比實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，現(xiàn)場檢驗(yàn)具有不限檢驗(yàn)場地、不限玻璃是否安裝上墻、不限玻璃尺寸、不限玻璃結(jié)構(gòu)等諸多優(yōu)勢(shì)。光學(xué)性能實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)與現(xiàn)場檢驗(yàn)比對(duì)情況見表4。

　　建筑玻璃光熱性能現(xiàn)場檢驗(yàn)情況見圖2。

表4光學(xué)性能實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)與現(xiàn)場檢驗(yàn)比對(duì)表

圖2建筑玻璃光熱性能現(xiàn)場檢驗(yàn)

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2]姚健，閆成文，葉晶晶，周燕.外窗遮陽系數(shù)對(duì)建筑能耗的影響[J]．建筑節(jié)能，2008，36(2).

　　[3]GB/T 36261-2018，建筑用節(jié)能玻璃光學(xué)及熱工參數(shù)現(xiàn)場測量技術(shù)條件與計(jì)算方法[S].