玻璃遮陽系數檢測及計算

【摘要】 《建筑節能施工質量驗收規范》（GB50411-2007）（以下簡稱“GB50411”）于2008年實施之后，各地建筑工程均開始了節能驗收工作，其中就對玻璃的遮陽系數提出了進場復驗的要求。

【關鍵詞】中空玻璃，遮陽系數，建筑節能計算、檢測

門窗幕墻作為圍護結構節能的薄弱環節，其熱工性能已經成為建筑節能設計、工程驗收的重要指標之一。目前國家標準《建筑節能工程施工質量驗收規范》（GB50411-2007）也把玻璃的遮陽系數作為門窗、幕墻節能工程驗收的指標之一。但是對于玻璃產品設計、工程驗收，目前存在依據標準不一致的問題，及在工程中玻璃產品進場復驗時如何取樣等問題，目前的相關標準中都沒有明確，為節能工程驗收帶來了很多隱患。在玻璃的節能特性指標中，最主要的是遮陽系數和傳熱系數這兩項性能參數。最近幾年，新制定的標準中都增加了玻璃遮陽系數的詳細限制指標。對于建筑玻璃指標，因此無論是生產企業還是建筑設計人員都必須全面準確地理解遮陽系數的內容和應用知識。

建筑上使用三種類型的遮陽系數：玻璃（單片、中空等）的遮陽系數、包含框材在內的門窗遮陽系數、包括外遮陽裝置或百葉影響的綜合遮陽系數，其中玻璃的遮陽系數是基礎。

1、遮陽系數所檢測的是太陽輻射的全光譜能量。包括300nm-2500nm波段的紫外光、可見光和近紅外光，這些光射進入室內后都能間生熱量。遮陽系數越小，進入室內的太陽光越少，能夠產生的熱量越小。遮陽系數低并不直接意味著可見光透過率也低，因為在保持可見光透過率不變時，降低近紅外透過率也可以降低遮陽系數。

2、遮陽系數不公包括太陽光直接穿透玻璃進入室內的部分，還包括玻璃二次熱傳遞的能量。玻璃本體會吸收一部分太陽光的能量，自身溫度升高，此時玻璃會通過輻射和對流的方式向室內進行第二次熱傳遞。例如某種類型的茶玻太陽光直接透射比為50%，而它的太陽能總透射比為63%，多出來的13%能就是茶玻吸收熱量后向室內二次傳遞的部分，越是著色深易吸收熱量的玻璃，二次傳遞的熱量越多。

3、遮陽系數是一個與3mm透明玻璃的比例值，不等于樣品玻璃的太陽光總透射比。例如當玻璃的遮陽系數為0.5時，不能認為此塊玻璃能讓50%的太陽輻射熱量進入室內，應理解為此玻璃能透過的太陽熱量是標準3mm白玻透過熱量的50%。當玻璃的遮陽系數為1.0時，表示此樣品的太陽光總透射比等于標準3mm白玻的太陽光總航向比。遮陽系數為0時，表示樣品既不能直接透過太陽光，又不能吸收后二次傳遞太陽光能量。

4、遮陽系數控制的熱量與傳熱系數控制的熱量不是同一種熱量。后者是指由溫度差引起的熱量傳遞，前者主要針對的是太陽輻射。

《建筑節能施工質量驗收規范》（GB50411-2007）（以下簡稱“GB50411”）于2008年實施之后，各地建筑工程均開始了節能驗收工作，其中就對玻璃的遮陽系數提出了進場復驗的要求。但是在近3年的節能驗收工作中，我們逐漸發現玻璃遮陽系數檢測存在以下的問題：

（1）多年以來，我國的工程界一直在采用國外的標準體系與相關計算軟件，在GB50411對玻璃遮陽系數提出進場復驗要求之后，相關單位多數采用國標《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、紫外線反射比及有關窗玻璃參數的測定》（GB/T2680-94）（以下簡稱“GB/T2680”）作為測試標準進行玻璃的遮陽系數測試，但是此標準中并未給出中空玻璃遮陽系數的詳細測試、計算方法，也有依據行業標準《建筑玻璃應用技術規程》（JGJ113-2003）（以下簡稱“JGJ113”）進行計算，更有依據國外標準的情況，這就出現了由于標準依據不同導致的檢測差異，對節能驗收工作帶來了困難。

（2）按照GB/T2680，采用分光光度計進行玻璃系數檢測時，對玻璃樣品尺寸有限制要求，多數儀器均要求在100mm×100mm以內。GB50411規定需要對玻璃遮陽系數進行進場復驗，并采用現場見證取樣。目前工程使用的均為鋼化玻璃，無法切割為儀器可使用的樣品尺寸，工程檢測只能使用玻璃生產商另外制作的樣品，也就是無法真正實現工程現場見證取樣送檢，所以目前的玻璃遮陽系數檢測標準并不完全能適應工程驗收需要。

我國在研究、總結歐美國家相關技術標準的基礎之上，結合我國的工程標準，由廣東省建筑科學研究、中國建筑科學研究院等單位編制了國內首本門窗幕墻熱工性能計算標準——《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》（JGJ/T 151-2008），并于2009年5月1日起實施。JGJ/T 151對以下內容都給出了相應的計算方法：

（1）玻璃光學熱工性能計算；

（2）框傳熱計算（線傳熱系數法）；

（3）門窗幕墻熱工性能計算；

（4）結露性能評價、計算；

（6）遮陽系統計算；

（7）通風空氣間層傳熱計算；

（8）計算邊界條件。

只依據GB/T2680、JGJ113等標準，無法準確測試、計算出玻璃的遮陽系數，不能滿足工程需要，且與玻璃產品設計、計算方法標準不一致，如應用于工程驗收，必將導致設計與驗收不一致，不能滿足產品進場復驗的要求。JGJ151中的玻璃遮陽系數測試、計算方法已經被GB50411引用，作為工程驗收的標準依據。目前不少玻璃企業、檢測機構仍采用國外的技術標準和計算軟件，存在著玻璃產品設計與工程驗收標準不一致而導致工程項目無法通過驗收的隱患，這個問題應引起國內玻璃企業、檢測機構的高度重視。JGJ/T151具有玻璃光學熱工完善的計算方法，并且與此標準配套的粵建科MQMC軟件也已經推出，可以滿足我國玻璃光學熱工測試、計算的實際需要，我們應該在產品設計、熱工測試工作中嚴格執行我國的行業標準《建筑門窗玻璃幕墻熱工性能計算規程》（JGJ/T 151-2008）。在工程檢測中，目前大多數測試儀器對玻璃樣品尺寸的限制，只能另外制作測試樣品，很難保證與工程現場產品的一致性，導致了無法真正做到工程現場抽樣，這是目前困擾節能工程驗收最大的問題之一。目前已有比較可行的實驗臺改造方法，可基本滿足大尺寸玻璃光學測試需求，但是同時帶來了亟需解決的問題：1）大尺寸玻璃光學測試方法目前沒有相應的方法標準；2）因為工程實際使用的玻璃鍍膜存在不均勻性，光學測試區域的選擇對測試結果有較大影響，如何選擇測試點也是很重要的問題之一。

現代建筑由于大量的采用了透明維護結構，致使陽光可直接進入室內，從而使室內溫度迅速上升，產生溫室效應。為達到降溫目的，不得不加大空調的功率，耗能巨大。在玻璃幕墻和門窗中，玻璃面積與框材比較占主導地位，因此，控制玻璃的遮陽系數對于建筑節能具有重要的意義。