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。這些類型的建筑都對(duì)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(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，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)。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定后經(jīng)計(jì)算得出，國內(nèi)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T2680,國際標(biāo)準(zhǔn)是ISO10292。


　　可見光透射比Light transmittance;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(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中提出了“當(dāng)窗墻比小于0.4時(shí)，玻璃的可見光透射比不應(yīng)小于0.4”的限制耍求。


    可見光反射比Light reflectance: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Solar direct transmittance: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(duì)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。兩塊太陽光直接透射比相同的玻璃向室內(nèi)傳遞的總太陽能量不一定相同，例如耀華12mm白玻與4mm在線Low-E的Tsol同為69%,但后者的總太陽透過能量(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)。


　　太陽光直接反射比Solar direct reflectance: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(duì)入射太陽能強(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�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(huì)形成一個(gè)“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(huì)受到嚴(yán)重的加熱影響。


　　紫外線透射比UV-transmittance:通�？s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(duì)入射光強(qiáng)度的百分比。由于太陽光中的紫外線對(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膠片能夠降低到5%。


　　太陽能總透射比Total solar energy transmittance: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(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。但是人們在選購玻璃時(shí)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)Shading Coefficient: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(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)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(jì)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(shí)，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(shí)，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(duì)增熱量:是指綜合考慮溫差傳熱和太陽輻射對(duì)室內(nèi)的影響，通過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+太陽照射強(qiáng)度X遮陽系數(shù)SCX0.87。大于0時(shí)，表示室內(nèi)獲得的熱量越來越多;小于0時(shí)，表示室內(nèi)向外散失的熱量越來越多。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(shí)，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(duì)于玻璃而言，兩者僅是簡稱不同而己)。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5.8 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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