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玻璃遮陽系數與建筑節能
    在現代建筑中,越來越多地開始使用玻璃幕墻鋁。從居住建筑中流行的大面積落地窗到商用建筑中具有強烈視覺效果的全玻璃外殼,玻璃在外墻上所占的比例越來越大。同時全社會建筑節能意識的不斷提高,建筑節能政策和標準得到了堅定不移地實施。這些都促使建筑界對玻璃提出了更全面、更嚴格的節能特性指標要求,也隨之誕生了各式各樣的新型節能玻璃。
    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。早期的建筑節能設計標準中規定了玻璃的傳熱系數,在隨后的修訂過程中,增加了對遮陽系數的簡單限定。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。在建筑玻璃指標,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。

玻璃遮陽系數的定義

    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,本文以此為主要內容進行分析和介紹。
    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、遮陽系數公是一個與3nm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3nm白玻透過熱量的50%。當玻璃的遮陽系數為1時,表示此樣品的太陽光總航向比等于標準3nm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(但存盤U值了太陽輻射的影響),前者主要針對的是太陽輻射。

遮陽系數的檢測與計算

    最常使用的檢測玻璃遮陽系數的方法是通過實驗室測量光譜數據進行計算得出。我國目前依據的標準是GB/T268,標準是ISO15099和ISO9050。這種方法也是最準確的,但很難測量門窗遮陽系數和綜合遮陽系數,還是要通過計算得出?,F在已經出現了利用自然太陽光進行戶外或現場測試的大型裝置,能直接測量門窗和綜合遮陽系數,但必須在晴天使用,測試周期長。
    在使用GB/T2680標準確定玻璃遮陽系數時,必須注意幾個問題:
    1、作為基準使用的3nm透明玻璃太陽能總航向比取值為0、889,而國際上一般采用0、87。這意味著同樣一塊玻璃國外提供的數據會和國內不一樣,例如一塊太陽能總航向比為0、82的玻璃,按國外標準計算遮陽系數為0、94,按國內標準計算為0、92。因此在精確使用遮陽系數數據時,要清楚采用的是哪一個標準。
    2、此標準中需要測量的光譜范圍是從350nm~1800nm,而國際上采用的是300nm~2500nm,后者是公認的太陽標準范圍。造成此差別的原因是早期國內的分光光度計覆蓋波長范圍窄,而使用這兩種波長范圍計算出的遮陽系數會有輕微的差異。
    3、GB/T260中使用的表述詞語是"遮蔽系數",縮寫為Se,而不是遮陽系數,縮寫為SC。二者在實際使用時簡單看作是相同的,現在人們更習慣使用遮陽系數。如果特別標出是"遮蔽系數"時,應僅限于使用GB/T2680中的標準玻璃基數0、889和350nm~1800nm光譜范圍得出的數值。

玻璃遮陽系數對建筑節能的影響

    現在建筑界越來越深刻地認識到了玻璃遮陽系數的重要性,也進行了大量的實驗研究來分析對建筑節能的影響。在建筑節能上確定合適的遮陽系數時,需要考慮的影響因素比確定傳熱系數時考慮的因素要復雜。
    在北方嚴寒地區,冬季漫長,環境氣溫低,人們希望有更多的太陽輻射熱量照射進入室內,提高室內的溫度,降低對采暖能耗的需求,此時就需要高遮陽系數的玻璃。在南方炎熱地區,日照強度大,人們希望太陽輻射盡可能少地進入到室內,熱量進入的少自然就會降低空調負荷,因此低遮陽系數的顏色玻璃和鍍膜玻璃就可以很好地發揮節能作用。在中部地區,如果窗玻璃的面積很大,就應該像炎熱地區一樣先用小的遮陽系數,反之應考慮較大的遮陽系數。