解读玻璃应用中的光学热工参数

    目前的新建建筑都对玻璃提出了越来越多的光学热工性能指标要求，由此也诞生了更多的新型玻璃品种。在实际选购玻璃时，一方面建筑设计师会提出多项指标要求企业加工玻璃产品，另一方面企业也会尽可能全面地标示出自己产品的光学热工性能供客户选择。准确地了解和分析这些特性参数，才能选择到适合的玻璃产品，从而使建筑物符合标准规定的性能要求。但由于光学热工性能指标专业性较强，普及应用时间较短，容易出现理解不清和表达错误。因此，本文将有关建筑玻璃常用的光学热工性能指标进行列举和解释，供生产和应用中相关技术人员准确理解及使用。


　　玻璃表面辐射率：也称为E值。从Low-E玻璃开始这一词汇就频繁地被使用，是判断是否为Low-E玻璃的标准，也是表征节能特性的重要指标，直接影响着玻璃传热系数的大小。定义为玻璃表面单位面积辐射的热量同单位面积黑体在相同温度，相同条件下辐射热量之比，数据范围为0～1.辐射率越低，玻璃吸收热量的能力越低，反射热量能力越强。


　　可见光透射比Lighttransmittance：简写为Tvis，是最早被普及使用的玻璃光学性能参数。这一指标不仅影响着建筑的通透效果，还直接影响着室内的照明能耗，所以在《公共建筑节能设计标准》中提出了“当窗墙比小于0.4时，玻璃的可见光透射比不应小于0.4”的限制要求。


　　可见光反射比Lightreflectance：可简写为Rvis，主要用于限制玻璃幕墙的反射“光污染”现象。在《玻璃幕墙光学性能》标准中做了如下限定：“玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃”，“主干道、立交桥、高架路两侧建筑物高20m以下部分，其余路段高10m以下部分如使用玻璃幕墙，应采用反射比不大于0.16的玻璃”。


　　太阳光直接透射比Solardirecttransmittance：缩写为Tsol，在太阳光谱（300nm至2500nm）范围内，直接透过玻璃的太阳能强度对入射太阳能强度的比值。它包括了紫外、可见和近红外能量的透射程度，但不包括玻璃吸收直接入射的太阳光能量后向外界的二次传递的能量部分。


　　太阳光直接反射比Solardirectreflectance：缩写为Rsol，在太阳光谱（300nm至2500nm）范围内，玻璃反射的太阳能强度对入射太阳能强度的比值。在实际使用中，此项指标控制的是玻璃幕墙所形成的反射“热污染”，因为太阳光中的可见光和近红外光都能形成热量，尤其是在外形具有凹面结构的玻璃幕墙上，会形成一个“太阳灶”的效果，将热量汇集于一小块区域，该区域及附近的环境就会受到严重的加热影响。


　　紫外线透射比UV-transmittance：通常缩写为Tuv，指在紫外线光谱（280nm至380nm）范围内，透过玻璃的紫外线光强度对入射光强度的百分比。由于太阳光中的紫外线对皮肤和家具油漆表面有损害，所以在设计大面积窗户和采光顶时，对此指标要予以限制，普通6mm白玻的紫外线透过率在60%多，降低紫外线透过率的最好办法是用PVB胶片做夹胶玻璃，用两片3mm白玻中间加上PVB胶片能够把Tuv降低到5％。


　　太阳能总透射比Totalsolarenergytransmittance：也称为太阳得热系数（SHGC）、得热因子、g值等。是通过门窗或幕墙构件成为室内得热量的太阳辐射与投射到门窗或幕墙构件上的太阳辐射的比值。太阳能总透射比包括太阳光直接透射比Tsol和被玻璃及构件吸收的太阳辐射再经传热进入室内的得热量。这一指标是建筑节能计算中的重要参考因素，直接影响着室内的采暖能耗和制冷能耗。但是人们在选购玻璃时习惯上使用遮阳系数数据来体现太阳光总透射比的高低。


　　遮阳系数ShadingCoefficient：缩写为SC，在GB/T2680中称之为遮蔽系数（缩写为Se）。是在建筑节能设计标准中对玻璃的重要限制指标，指太阳辐射能量透过窗玻璃的量与透过相同面积3mm透明玻璃的量之比。SC用样品玻璃太阳能总透射比除以标准3mm白玻的太阳能总透射比（GB/T2680中理论值取0.889，国际标准中取0.87）进行计算，SC=SHGC÷0.87（或0.889）。遮阳系数越小，阻挡阳光热量向室内辐射的性能越好。但只在炎热气候地区和大窗墙比时，低遮阳系数的玻璃才有利于节能，在寒冷地区和小窗墙比时，高遮阳系数的玻璃更有利于利用太阳热量降低采暖能耗而实现节能。


　　相对增热量：是指综合考虑温差传热和太阳辐射对室内的影响，通过玻璃获得和散失的热量之和。相对增热量=（室外温度-室内温度）×传热系数K+太阳照射强度×遮阳系数SC×0.87.大于0时，表示室内获得的热量越来越多；小于0时，表示室内向外散失的热量越来越多。天气炎热时室外温度高，公式第一项为正值，向室内传热，此时K值和SC越小，玻璃相对增热量越小，有利于降低制冷能耗。天气寒冷时室外温度低，公式第一项为负值，向室外传热，第二项太阳辐射向室内传热，则SC越大，太阳辐射进入的热量越有利于弥补向室外散失的热量。所以在寒冷气候时，玻璃SC值越高，越能减少采暖能耗。


　　传热系数：简称为K值或U值（对于玻璃而言，两者仅是简称不同而已）。是建筑节能设计标准对玻璃的重要限定值，指在稳定传热条件下，玻璃两侧空气温差为1度时，单位时间内，通过1平方米玻璃的传热量，以W/m²K或W/m²℃表示。国外的U值以英制单位表示为Btu/hr/ft2/F，英制单位U值乘以5.678的转换系数得到公制单位U值。传热系数越低，说明玻璃的保温隔热性能越好。单片普通玻璃的传热系数约为5.8W/m²K，单片耀华Low-E约为3.6W/m²K；普通6+12+6中空玻璃约为2.9W/m²K，相同配置的Low-E中空传热系数在1.9W/m²K以下。

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