建筑玻璃光熱性能解讀及現場檢驗概述

【中玻網】1引言

　　無論是既有建筑還是新建建筑，玻璃是其圍護結構中必不可少的元素之一。隨著人們對居住環境要求的不斷提高，對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節、遮陽或保溫隔熱等性能。建筑玻璃的結構也從單一的平板玻璃發展成鋼化玻璃、夾層玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃等一種產品或幾種產品的組合。

　　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節、遮陽或保溫隔熱的功能，我們對建筑玻璃提出了光學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

　　3不同光熱性能對建筑的影響

　　（1）可見光透射比

　　可見光透射比是在380~780nm波段內，透過建筑玻璃的光通量與投射到其表面的光通量之比，表征進入到室內可見光的多少。該值的選擇應視地區和季節而定，至少在白天不開照明燈的情況下能保證室內正常的工作和生活。在選擇節能建筑玻璃時，選擇對可見光波段有較高的透射而對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，建筑玻璃反射的光強度與入射光強度的比值。在現代建筑玻璃幕墻中，應將可見光反射比控制在一定范圍內，可見光反射比過高，會對周圍建筑形成“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，透過建筑玻璃進入室內的太陽能強度與投射到建筑玻璃表面太陽能強度的比值。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，會造成室內的太陽得熱越多。太陽光直接透射比的取值應視地區而定。

　　（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，建筑玻璃反射的太陽能強度與入射太陽能強度的比值。太陽光直接反射比應控制在一定范圍內，其值過高會對周圍環境形成“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，通過建筑玻璃的太陽輻射室內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，向室內二次輻射的熱量。其數值越高，說明通過建筑玻璃進入室內的太陽熱越多。在夏季，為了保持室內舒適的溫度，必須對建筑玻璃太陽能總透射比進行限制，以降低空調負荷，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，通過建筑玻璃的太陽輻射室內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波長范圍內太陽光直接透射比和建筑玻璃吸收太陽輻射熱后，向室內二次輻射的熱量。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，更加準確地反映了通過建筑玻璃進入室內的太陽熱能。由于鍍膜玻璃具有陽光調節功能，使建筑玻璃在380nm~780nm的可見光波段內具有較高的透過率，滿足日常辦公和生產對光線的需求；在780~2500nm波段內具有較低的透過率，達到隔熱的目的。鍍膜中空玻璃用太陽紅外熱能總透射比來表征其節能指標更加合理。

　　（7）遮陽系數

　　遮陽系數表征建筑玻璃遮擋室內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輻射的性能越好。在南方的夏季，遮陽系數越小越好，透過建筑玻璃進入室內的太陽輻射得熱越少，越能夠降低空調制冷能耗；在北方的冬季，遮陽系數越大越好，透過建筑玻璃進入室內的太陽輻射得熱越多，越可以提高室內溫度，減少供暖帶來的能耗。

　　（8）傳熱系數（U值）

　　傳熱系數（U值）是指在穩定傳熱條件下，圍護結構兩側空氣溫差為1度（K或℃），單位時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，傳熱系數越小，室內與室外的熱量傳遞越少，說明建筑玻璃越節能。降低傳熱系數，將有效地降低建筑能耗。

　　4我國對建筑玻璃光熱性能的要求

　　在選擇建筑玻璃時，并不是顏色越深越好，也不是輻射率越低越好，而是要對光熱指標進行綜合考慮，根據不同地區的地理位置和自然環境，選擇合理結構、合理配置的建筑玻璃。比如在北方的嚴寒地區和寒冷地區，建筑玻璃對太陽能總透射比和太陽紅外熱能總透射比的數值要求較高，以保證室內能夠獲得更多的太陽輻射能量；同時還要求有較低的傳熱系數，以減少室外更多的冷空氣進入室內，并減少室內熱空氣的損失；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和太陽紅外熱總透射比，以達到避免室內太陽光直射和過多的太陽輻射熱進入室內的目的；同時也需要較低的傳熱系數，以達到降低室內和室外的熱量通過輻射、對流和傳遞的方式進行交換的目的。在降低遮陽系數的同時，還要保證有盡可能高的可見光透射比，使更多的可見光進入室內，以保證室內環境明亮，降低白天需要開燈照明帶來的能源浪費。

　　為了響應國家對建筑節能的要求，使建筑更加節能和舒適，我國不同地區相繼發布了相關的建筑節能設計要求標準。部分地區節能設計標準見表1。

表1部分地區建筑節能設計標準

　　同時我國多部委也相繼出臺了相關標準和技術規程，對建筑玻璃的光熱性能指標進行了約束，提供了測試方法和計算方法。部分節能玻璃標準和技術規程見表2。

　　以JC/T 2450-2018《被動房透明部分用玻璃》為例，不同地區對建筑玻璃光熱性能的要求見表3。

表2部分節能玻璃標準和技術規程

表3不同地區對建筑玻璃光熱性能的要求

　　5建筑玻璃現場光熱性能檢驗及其優勢

　　隨著我國對建筑節能要求的不斷深入，建筑節能玻璃的應用越來越廣泛，建筑節能玻璃的種類及配置也越來越多。為了檢驗建筑節能玻璃的各項光熱性能是否符合設計要求，以及驗證實際安裝使用的建筑玻璃與檢驗樣品之間的一致性，在原有建筑玻璃光熱性能實驗室檢驗技術的基礎上，實現了現場檢驗技術及試驗裝置。相比實驗室檢驗，現場檢驗具有不限檢驗場地、不限玻璃是否安裝上墻、不限玻璃尺寸、不限玻璃結構等諸多優勢。光學性能實驗室檢驗與現場檢驗比對情況見表4。

　　建筑玻璃光熱性能現場檢驗情況見圖2。

表4光學性能實驗室檢驗與現場檢驗比對表

圖2建筑玻璃光熱性能現場檢驗

　　參考文獻

　　[1]GB/T2680-94，建筑玻璃可見光透射比、太陽光直接透射比、太陽能總透射比、紫外線透射比及有關窗玻璃參數的測定[S].

　　[2]姚健，閆成文，葉晶晶，周燕.外窗遮陽系數對建筑能耗的影響[J]．建筑節能，2008，36(2).

　　[3]GB/T 36261-2018，建筑用節能玻璃光學及熱工參數現場測量技術條件與計算方法[S].