解讀玻璃應(yīng)用中的光學(xué)熱工參數(shù)

　　早期人們對(duì)玻璃的要求僅是透光、平整和外觀質(zhì)量好。隨著能源及環(huán)境政策的不斷深入落實(shí)，節(jié)能建筑、綠色建筑、環(huán)境友好性建筑等概念日益得到了人們的認(rèn)可，并迅速發(fā)展起來(lái)。這些類(lèi)型的建筑都對(duì)玻璃提出了越來(lái)越多的光學(xué)熱工性能指標(biāo)要求，由此也誕生了更多的新型玻璃品種。在實(shí)際選購(gòu)玻璃時(shí)，一方面建筑設(shè)計(jì)師會(huì)提出多項(xiàng)指標(biāo)要求企業(yè)加工玻璃產(chǎn)品，另一方面企業(yè)也會(huì)盡可能全面地標(biāo)示出自己產(chǎn)品的光學(xué)熱工性能供客戶選擇。準(zhǔn)確地了解和分析這些特性參數(shù)，才能選擇到適合的玻璃產(chǎn)品，從而使建筑物符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能要求。但由于光學(xué)熱工性能指標(biāo)專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，普及應(yīng)用時(shí)間較短，容易出現(xiàn)理解不清和表達(dá)錯(cuò)誤。因此，本文將有關(guān)建筑玻璃常用的光學(xué)熱工性能指標(biāo)進(jìn)行列舉和解釋?zhuān)�供生產(chǎn)和應(yīng)用中相關(guān)技術(shù)人員準(zhǔn)確理解及使用。


　　玻璃表面輻射率:也稱為E值。從Low-E玻璃開(kāi)始這一詞匯就頻繁地被使用，是判斷是否為L(zhǎng)ow-E玻璃的標(biāo)準(zhǔn)，也是表征節(jié)能特性的重要指標(biāo)，直接影響著玻璃傳熱系數(shù)的大小。定義為玻璃表面單位面積輻射的熱量同單位面積黑體在相同溫度，相同條件下輻射熱量之比，數(shù)據(jù)范圍為0-1。輻射率越低，玻璃吸收熱量的能力越低，反射熱量能力越強(qiáng)。耀華在線Low-E玻璃的輻射率低于0.2，能良好地反射80%以上的遠(yuǎn)紅外熱量，具有優(yōu)良的節(jié)能性能;而普通玻璃的輻射率為0.84，僅能反射11%左右的熱量。玻璃的輻射率使用紅外光譜儀測(cè)定后經(jīng)計(jì)算得出，國(guó)內(nèi)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T2680,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是ISO10292。


　　可見(jiàn)光透射比Light transmittance;簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)vis,是最早被普及使用的玻璃光學(xué)性能參數(shù)。這一指標(biāo)不僅影響著建筑的通透效果，還直接影響著室內(nèi)的照明能耗，所以在《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中提出了“當(dāng)窗墻比小于0.4時(shí)，玻璃的可見(jiàn)光透射比不應(yīng)小于0.4”的限制耍求。


    可見(jiàn)光反射比Light reflectance:可簡(jiǎn)寫(xiě)為Rvis,主要用于限制玻璃幕墻的反射“光污染”現(xiàn)象。在《玻璃幕墻光學(xué)性能》標(biāo)準(zhǔn)中做了如下限定:“玻璃幕墻應(yīng)采用反射比不大于0.30的幕墻玻璃”，“主干道、立交橋、高架路兩側(cè)建筑物高20m以下部分，其余路段高10m以下部分如使用玻璃幕墻，應(yīng)采用反射比不大于0.16的玻璃”。


    太陽(yáng)光直接透射比Solar direct transmittance:縮寫(xiě)為T(mén)sol,在太陽(yáng)光譜(300nm至2500nm)范圍內(nèi)，直接透過(guò)玻璃的太陽(yáng)能強(qiáng)度對(duì)入射太陽(yáng)能強(qiáng)度的比值。它包括了紫外、可見(jiàn)和近紅外能量的透射程度，但不包括玻璃吸收直接入射的太陽(yáng)光能量后向外界的二次傳遞的能量部分。兩塊太陽(yáng)光直接透射比相同的玻璃向室內(nèi)傳遞的總太陽(yáng)能量不一定相同，例如耀華12mm白玻與4mm在線Low-E的Tsol同為69%,但后者的總太陽(yáng)透過(guò)能量(SHGC)比前者低4%。因此Tsol指標(biāo)不能直接用于節(jié)能計(jì)算，通常用于導(dǎo)出其它參數(shù)。


　　太陽(yáng)光直接反射比Solar direct reflectance:縮寫(xiě)為Rsol，在太陽(yáng)光譜(300nm至2500nm)范圍內(nèi)，玻璃反射的太陽(yáng)能強(qiáng)度對(duì)入射太陽(yáng)能強(qiáng)度的比值。在實(shí)際使用中，此項(xiàng)指標(biāo)控制的是玻璃幕墻所形成的反射“熱污染”，因?yàn)樘��?yáng)光中的可見(jiàn)光和近紅外光都能形成熱量，尤其是在外形具有凹面結(jié)構(gòu)的玻璃幕墻上，會(huì)形成一個(gè)“太陽(yáng)灶”的效果，將熱量匯集于一小塊區(qū)域，該區(qū)域及附近的環(huán)境就會(huì)受到嚴(yán)重的加熱影響。


　　紫外線透射比UV-transmittance:通常縮寫(xiě)為T(mén)UV，指在紫外線光譜(280nm至380nm)范圍內(nèi)，透過(guò)玻璃的紫外線光強(qiáng)度對(duì)入射光強(qiáng)度的百分比。由于太陽(yáng)光中的紫外線對(duì)皮膚和家具油漆表面有損害，所以在設(shè)計(jì)大面積窗戶和采光頂時(shí)，對(duì)此指標(biāo)要予以限制，普通6mm白玻的紫外線透過(guò)率在60%多，降低紫外線透過(guò)率的最好辦法是用PVB膠片做夾膠玻璃，用兩片3mm白玻中間加上PVB膠片能夠降低到5%。


　　太陽(yáng)能總透射比Total solar energy transmittance:也稱為太陽(yáng)得熱系數(shù)(SHGC)、得熱因子、g值等。是通過(guò)門(mén)窗或幕墻構(gòu)件成為室內(nèi)得熱量的太陽(yáng)輻射與投射到門(mén)窗或幕墻構(gòu)件上的太陽(yáng)輻射的比值。太陽(yáng)能總透射比包括太陽(yáng)光直接透射比Tsol和被玻璃及構(gòu)件吸收的太陽(yáng)輻射再經(jīng)傳熱進(jìn)入室內(nèi)的得熱量。這一指標(biāo)是建筑節(jié)能計(jì)算中的重要參考因素，直接影響著室內(nèi)的采暖能耗和制冷能耗。但是人們?cè)谶x購(gòu)玻璃時(shí)習(xí)慣上使用遮陽(yáng)系數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)體現(xiàn)太陽(yáng)光總透射比的高低。


　　遮陽(yáng)系數(shù)Shading Coefficient:縮寫(xiě)為SC,在GB/T2680中稱之為遮蔽系數(shù)(縮寫(xiě)為Se)。是在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)玻璃的重要限制指標(biāo)，指太陽(yáng)輻射能量透過(guò)窗玻璃的量與透過(guò)相同面積3mm透明玻璃的量之比。SC用樣品玻璃太陽(yáng)能總透射比除以標(biāo)準(zhǔn)3mm白玻的太陽(yáng)能總透射比(GB/T2680中理論值取0.889，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中取0.87)進(jìn)行計(jì)算，SC=SHGC÷0.87(或0.889)。遮陽(yáng)系數(shù)越小，阻擋陽(yáng)光熱量向室內(nèi)輻射的性能越好。但只在炎熱氣候地區(qū)和大窗墻比時(shí)，低遮陽(yáng)系數(shù)的玻璃才有利于節(jié)能，在寒冷地區(qū)和小窗墻比時(shí)，高遮陽(yáng)系數(shù)的玻璃更有利于利用太陽(yáng)熱量降低采暖能耗而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。


　　相對(duì)增熱量:是指綜合考慮溫差傳熱和太陽(yáng)輻射對(duì)室內(nèi)的影響，通過(guò)玻璃獲得和散失的熱量之和。相對(duì)增熱量=(室外溫度-室內(nèi)溫度)X傳熱系數(shù)K+太陽(yáng)照射強(qiáng)度X遮陽(yáng)系數(shù)SCX0.87。大于0時(shí)，表示室內(nèi)獲得的熱量越來(lái)越多;小于0時(shí)，表示室內(nèi)向外散失的熱量越來(lái)越多。天氣炎熱時(shí)室外溫度高，公式第一項(xiàng)為正值，向室內(nèi)傳熱，此時(shí)K值和SC越小，玻璃相對(duì)增熱量越小，有利于降低制冷能耗。天氣寒冷時(shí)室外溫度低，公式第一項(xiàng)為負(fù)值，向室外傳熱，第二項(xiàng)太陽(yáng)輻射向室內(nèi)傳熱，則SC越大，太陽(yáng)輻射進(jìn)入的熱量越有利于彌補(bǔ)向室外散失的熱量。所以在寒冷氣候時(shí)，玻璃SC值越高，越能減少采暖能耗。


　　傳熱系數(shù):簡(jiǎn)稱為K值或U值(對(duì)于玻璃而言，兩者僅是簡(jiǎn)稱不同而己)。是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)玻璃的重要限定值，指在穩(wěn)定傳熱條件下，玻璃兩側(cè)空氣溫差為1度時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)1平方米玻璃的傳熱量，以W/(m²k)或W/（m²℃)表示。國(guó)外的U值以英制單位表示為Btu/hr/ft²/F，英制單位U值乘以5.678的轉(zhuǎn)換系數(shù)得到公制單位U值。傳熱系數(shù)越低，說(shuō)明玻璃的保溫隔熱性能越好。單片普通玻璃的傳熱系數(shù)約為5.8 W/(m²K)，單片耀華Low--E約為3.6W/(m²K);普通6+12+6中空玻璃約為2.9 W/(m²K)，相同配置的Low-E中空傳熱系數(shù)在1.9W/(m²k)以下。

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