解讀玻璃應(yīng)用中的光學(xué)熱工參數(shù)

    目前的新建建筑都對玻璃提出了越來越多的光學(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)際選購玻璃時，一方面建筑設(shè)計師會提出多項指標(biāo)要求企業(yè)加工玻璃產(chǎn)品，另一方面企業(yè)也會盡可能全面地標(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)專業(yè)性較強(qiáng)，普及應(yīng)用時間較短，容易出現(xiàn)理解不清和表達(dá)錯誤。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，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玻璃開始這一詞匯就頻繁地被使用，是判斷是否為Low-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)。


　　可見光透射比Lighttransmittance：簡寫為Tvis，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)計標(biāo)準(zhǔn)》中提出了“當(dāng)窗墻比小于0.4時，玻璃的可見光透射比不應(yīng)小于0.4”的限制要求。


　　可見光反射比Lightreflectance：可簡寫為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”。


　　太陽光直接透射比Solardirecttransmittance：縮寫為Tsol，在太陽光譜（300nm至2500nm）范圍內(nèi)，直接透過玻璃的太陽能強(qiáng)度對入射太陽能強(qiáng)度的比值。它包括了紫外、可見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光能量后向外界的二次傳遞的能量部分。


　　太陽光直接反射比Solardirectreflectance：縮寫為Rsol，在太陽光譜（300nm至2500nm）范圍內(nèi)，玻璃反射的太陽能強(qiáng)度對入射太陽能強(qiáng)度的比值。在實(shí)際使用中，此項指標(biāo)控制的是玻璃幕墻所形成的反射“熱污染”，因為太陽光中的可見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，會形成一個“太陽灶”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)境就會受到嚴(yán)重的加熱影響。


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


　　太陽能總透射比Totalsolarenergytransmittance：也稱為太陽得熱系數(shù)（SHGC）、得熱因子、g值等。是通過門窗或幕墻構(gòu)件成為室內(nèi)得熱量的太陽輻射與投射到門窗或幕墻構(gòu)件上的太陽輻射的比值。太陽能總透射比包括太陽光直接透射比Tsol和被玻璃及構(gòu)件吸收的太陽輻射再經(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。但是人們在選購玻璃時習(xí)慣上使用遮陽系數(shù)數(shù)據(jù)來體現(xiàn)太陽光總透射比的高低。


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


　　相對增熱量：是指綜合考慮溫差傳熱和太陽輻射對室內(nèi)的影響，通過玻璃獲得和散失的熱量之和。相對增熱量=（室外溫度-室內(nèi)溫度）×傳熱系數(shù)K+太陽照射強(qiáng)度×遮陽系數(shù)SC×0.87.大于0時，表示室內(nèi)獲得的熱量越來越多；小于0時，表示室內(nèi)向外散失的熱量越來越多。天氣炎熱時室外溫度高，公式第一項為正值，向室內(nèi)傳熱，此時K值和SC越小，玻璃相對增熱量越小，有利于降低制冷能耗。天氣寒冷時室外溫度低，公式第一項為負(fù)值，向室外傳熱，第二項太陽輻射向室內(nèi)傳熱，則SC越大，太陽輻射進(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，玻璃SC值越高，越能減少采暖能耗。


　　傳熱系數(shù)：簡稱為K值或U值（對于玻璃而言，兩者僅是簡稱不同而已）。是建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對玻璃的重要限定值，指在穩(wěn)定傳熱條件下，玻璃兩側(cè)空氣溫差為1度時，單位時間內(nèi)，通過1平方米玻璃的傳熱量，以W/m²K或W/m²℃表示。國外的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5.8W/m²K，單片耀華Low-E約為3.6W/m²K；普通6+12+6中空玻璃約為2.9W/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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