玻璃的遮阳系数与建筑节能.doc

玻璃的遮阳系数与建筑节能在现代建筑中，越来越多地开始使用玻璃幕墙铝。从居住建筑中流行的大面积落地窗到商用建筑中具有强烈视觉效果的全玻璃外壳，玻璃在外墙上所占的比例越来越大。同时全社会建筑节能意识的不断提高，建筑节能政策和标准得到了坚定不移地实施。这些都促使建筑界对玻璃提出了更全面、更严格的节能特性指标要求，也随之诞生了各式各样的新型节能玻璃。 在玻璃的节能特性指标中，最主要的是遮阳系数和传热系数这两项性能参数。早期的建筑节能设计标准中规定了玻璃的传热系数，在随后的修订过程中，增加了对遮阳系数的简单限定。最近几年，新制定的标准中都增加了玻璃遮阳系数的详细限制指标。在建筑玻璃指标，因此无论是生产企业还是建筑设计人员都必须全面准确地理解遮阳系数的内容和应用知识。玻璃遮阳系数的定义建筑上使用三种类型的遮阳系数:玻璃(单片、中空等)的遮阳系数、包含框材在内的门窗遮阳系数、包括外遮阳装置或百叶影响的综合遮阳系数。其中玻璃的遮阳系数是基础，本文以此为主要内容进行分析和介绍。1、遮阳系数所检测的是太阳辐射的全光谱能量。包括300nm2500nm波段的紫外光、可见光和近红外光，这些光射进入室内后都能间生热量。遮阳系数越小，进入室内的太阳光越少，能够产生的热量越小。遮阳系数低并不直接意味着可见光透过率也低，因为在保持可见光透过率不变时，降低近红外透过率也可以降低遮阳系数。2、遮阳系数不公包括太阳光直接穿透玻璃进入室内的部分，还包括玻璃二次热传递的能量。玻璃本体会吸收一部分太阳光的能量，自身温度升高，此时玻璃会通过辐射和对流的方式向室内进行第二次热传递。例如某种类型的茶玻太阳光直接透射比为50%，而它的太阳能总透射比为63%，多出来的13%能就是茶玻吸收热量后向室内二次传递的部分，越是着色深易吸收热量的玻璃，二次传递的热量越多。3、遮阳系数公是一个与3nm透明玻璃的比例值，不等于样品玻璃的太阳光总透射比。例如当玻璃的遮阳系数为0、5时，不能认为此块玻璃能让50%的太阳辐射热量进入室内，应理解为此玻璃能透过的太阳热量是标准3nm白玻透过热量的50%。当玻璃的遮阳系数为1时，表示此样品的太阳光总航向比等于标准3nm白玻的太阳光总航向比。遮阳系数为0时，表示样品既不能直接透过太阳光，又不能吸收后二次传递太阳光能量。4、遮阳系数控制的热量与传热系数控制的热量不是同一种热量。后者是指由温度差引起的热量传递(但存盘U值了太阳辐射的影响)，前者主要针对的是太阳辐射。遮阳系数的检测与计算最常使用的检测玻璃遮阳系数的方法是通过实验室测量光谱数据进行计算得出。我国目前依据的标准是GB/T268，标准是ISO15099和ISO9050。这种方法也是最准确的，但很难测量门窗遮阳系数和综合遮阳系数，还是要通过计算得出。现在已经出现了利用自然太阳光进行户外或现场测试的大型装置，能直接测量门窗和综合遮阳系数，但必须在晴天使用，测试周期长。在使用GB/T2680标准确定玻璃遮阳系数时，必须注意几个问题:1、作为基准使用的3nm透明玻璃太阳能总航向比取值为0、889，而国际上一般采用0、87。这意味着同样一块玻璃国外提供的数据会和国内不一样，例如一块太阳能总航向比为0、82的玻璃，按国外标准计算遮阳系数为0、94，按国内标准计算为0、92。因此在精确使用遮阳系数数据时，要清楚采用的是哪一个标准。2、此标准中需要测量的光谱范围是从350nm1800nm，而国际上采用的是300nm2500nm，后者是公认的太阳标准范围。造成此差别的原因是早期国内的分光光度计覆盖波长范围窄，而使用这两种波长范围计算出的遮阳系数会有轻微的差异。3、GB/T260中使用的表述词语是遮蔽系数，缩写为Se，而不是遮阳系数，缩写为SC。二者在实际使用时简单看作是相同的，现在人们更习惯使用遮阳系数。如果特别标出是遮蔽系数时，应仅限于使用GB/T2680中的标准玻璃基数0、889和350nm1800nm光谱范围得出的数值。玻璃遮阳系数对建筑节能的影响现在建筑界越来越深刻地认识到了玻璃遮阳系数的重要性，也进行了大量的实验研究来分析对建筑节能的影响。在建筑节能上确定合适的遮阳系数时，需要考虑的影响因素比确定传热系数时考虑的因素要复杂。在北方严寒地区，冬季漫长，环境气温低，人们希望有更多的太阳辐射热量照射进入室内，提高室内的温度，降低对采暖能耗的需求，此时就需要高遮阳系数的玻璃。在南方炎热地区，日照强度大，人们希望太阳辐射尽可能少地进入到室内，热量进入的少自然就会降低空调负荷，因此低遮阳系数的颜色玻璃和镀膜玻璃就可以很好地发挥节能作用。在中部地区，如果窗玻璃的面积很大，就应该像炎热地区一样先用小的遮阳系数，反之应考虑较大的遮阳系数。建筑节能技术名词解释1围护结构建筑物及房间各面的围挡物，如墙体、屋顶、门窗、楼板和地面等。按是否同室外空气直接接触以及建筑物中的位置，又可分为外围护结构和内围护结构。 2建筑物体形系数（S） 建筑物与室外大气接触的外表面面积与其所包围的体积的比值。 3围护结构传热系数（K） 在稳态条件下，围护结构两侧空气温度差为1K，单位时间内通过单位面积传递的热量。单位：W/(m2K)。 4外墙平均传热系数（Km） 外墙包括主体部位和周边热桥（构造柱、圈梁以及楼板伸入外墙部分等）部位在内的传热系数平均值。按外墙各部位（不包括门窗）的传热系数对其面积的加权平均计算求得。单位：W/(m2K)。 5围护结构热阻（R） 表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量。单一材料围护结构热阻R=/c。为材料层厚度（m），c为材料的导热系数计算值W/（mK）。多层材料围护结构热阻R=(/c)、单位：(m2K)/W。 6围护结构表面换热阻（Ri、 Re） 围护结构两侧表面空气边界层阻抗传热能力的物理量。为表面换热系数的倒数。在内表面，称为内表面换热阻（Ri、）；在外表面，称为外表面换热阻（Re）。具体数值可按民用建筑热工设计规范（GB50176）取用。在一般情况下，外围护结构的内表面换热阻可取Ri=0、11m2K/W，外表面换热阻可取Re=0、04m2K/W (冬季状况)或0、05m2K/W(夏季状况)。 7围护结构传热阻（R0） 围护结构（包括两侧空气边界层）阻抗传热能力的物理量，为结构热阻（R）与两侧表面换热阻之和。单位：m2K/W。 8围护结构热惰性指标（D） 表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标。单一材料围护结构热惰性指标DRS；多层材料围护结构热惰性指标D=(RS)。式中R、S分别为围护结构材料层的热阻和材料的蓄热系数。 9材料蓄热系数（S） 当某一足够厚度的单一材料层一侧受到谐波热作用时，通过表面的热流波幅与表面温度波幅的比值，可表征材料热稳定性的优劣。单位：W/ (m2K)。材料的蓄热系数可通过计算确定，或从民用建筑热工设计规范（GB50176）附录四附表4、1中查取。 10衰减倍数（0） 围护结构内侧空气温度稳定，外侧受室外综合温度或室外空气温度谐波作用，室外综合温度或室外空气温度谐波波幅与围护结构内表面温度谐波波幅的比值。 11延迟时间（0） 围护结构内侧空气温度稳定，外侧受室外综合温度或室外空气温度谐波作用，围护结构内表面温度谐波最高值（或最低值）出现时间与室外综合温度或室外空气温度谐波最高值（或最低值）出现时间的差值。 12太阳辐射吸收系数（） 围护结构外表面吸收的太阳辐射照度与其投射到的太阳辐射照度之比值。 13窗墙面积比 窗户洞口面积与房间立面单元面积的比值。 14窗玻璃遮阳系数 表征窗玻璃在无其他遮阳措施情况下对太阳辐射透射得热的减弱程度。其数值为透过窗玻璃的太阳辐射得热与透过3mm厚普通透明窗玻璃的太阳辐射得热之比值。 15、外窗的综合遮阳系数(Sw) 考虑窗本身和窗口的建筑外遮阳装置综合遮阳效果的一个系数，其值为窗本身的遮阳系数（Sc）与窗口的建筑外遮阳系数（SD）的乘积。 16水蒸气渗透系数 1m厚的物体，两侧水蒸气分压力差为1Pa1h内通过1m2面积渗透的水蒸气量。单位：g/(mhPa)或ng/(mhPa)，与透湿系数同义。 17水蒸气湿流密度 在单位时间内，流经单位面积的水蒸气湿流量。单位：g/（m2h）或kg/（m2s）。 18建筑物的节能综合指标 夏热冬冷地区居住节能设计标准（JG1342001）提出的居住建筑节能设计的性能指标，包括建筑物的耗热量、耗冷量指标和采暖、空调全年耗电量。当设计的居住建筑不符合该标准提出的节能设计规定性指标时，可按该标准提出的节能综合指标判定其是否节能50的要求。 19采暖度日数（HDD18） 在国家行业标准夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ1342001）中，建筑物节能综合指标限值中的耗热量指标（qh）和采暖年耗电量（Eh）是根据建筑物所在地的采暖度日数（HDD18）确定的。该采暖度日数（HDD18）是一年中当某天室外日平均温度低于18C时，将低于18C的度数乘以1天，所得出的乘积的累加值。其单位为Cd。 20空调度日数（CDD26） 在上述节能设计标准中，建筑物节能综合指标限值中的耗冷量指标（qc）和空调年耗电量（Ec）是