在現(xiàn)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(qiáng)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(shí)全社會(huì)建筑節(jié)能意識(shí)的不斷提高,建筑節(jié)能政策和標(biāo)準(zhǔn)得到了堅(jiān)定不移地實(shí)施。這些都促使建筑界對(duì)玻璃提出了更全面、更嚴(yán)格的節(jié)能特性指標(biāo)要求,也隨之誕生了各式各樣的新型節(jié)能玻璃。 


　　在玻璃的節(jié)能特性指標(biāo)中,最主要的是遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)這兩項(xiàng)性能參數(shù)。早期的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中,公規(guī)定了玻璃的傳熱系數(shù),在隨后的修訂過程中,增加了對(duì)遮陽系數(shù)的簡(jiǎn)單限定。最近幾年,新制定的標(biāo)準(zhǔn)中都增加了玻璃遮陽系數(shù)的詳細(xì)限制指標(biāo)。在建筑玻璃指標(biāo),因此無論是生產(chǎn)企業(yè)還是建筑設(shè)計(jì)人員都必須全面準(zhǔn)確地理解遮陽系數(shù)的內(nèi)容和應(yīng)用知識(shí)。 

玻璃遮陽系數(shù)的定義 

　　建筑上使用三種類型的遮陽系數(shù):玻璃(單片、中空等)的遮陽系數(shù)、包含框材在內(nèi)的門窗遮陽系數(shù)、包括外遮陽裝置或百葉影響的綜合遮陽系數(shù)。其中玻璃的遮陽系數(shù)是基礎(chǔ),本文以此為主要內(nèi)容進(jìn)行分析和介紹。 

　　1.遮陽系數(shù)所檢測(cè)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(jìn)入室內(nèi)后都能間生熱量。遮陽系數(shù)越小,進(jìn)入室內(nèi)的太陽光越少,能夠產(chǎn)生的熱量越小。遮陽系數(shù)低并不直接意味著可見光透過率也仰低,因?yàn)樵诒３挚梢姽馔高^率不變時(shí),降低近紅外透過率也可以降低遮陽系數(shù)。

　　2.遮陽系數(shù)不公包括太陽光直接穿透玻璃進(jìn)入室內(nèi)的部分,還包括玻璃二次熱傳遞的能量。玻璃本體會(huì)吸收一部分太陽光的能量,自身溫度升高,此時(shí)玻璃會(huì)通過輻射和對(duì)流的方式向室內(nèi)進(jìn)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(nèi)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(shù)公是一個(gè)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(dāng)玻璃的遮陽系數(shù)為0.5時(shí),不能認(rèn)為此塊玻璃能讓50%的太陽輻射熱量進(jìn)入室內(nèi),應(yīng)理解為此玻璃能透過的太陽熱量是標(biāo)準(zhǔn)3nm白玻透過熱量的50%。當(dāng)玻璃的遮陽系數(shù)為1時(shí),表示此樣品的太陽光總航向比等于標(biāo)準(zhǔn)3nm白玻的太陽光總航向比。遮陽系數(shù)為0時(shí),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(shù)控制的熱量與傳熱系數(shù)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(duì)的是太陽輻射。

遮陽系數(shù)的檢測(cè)與計(jì)算

　　最常使用的檢測(cè)玻璃遮陽系數(shù)的方法是通過實(shí)驗(yàn)室測(cè)量光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得出。我國(guó)目前依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T268,標(biāo)準(zhǔn)是ISO15099和ISO9050。這種方法也是最準(zhǔn)確的,但很難測(cè)量門窗遮陽系數(shù)和綜合遮陽系數(shù),還是要通過計(jì)算得出�，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了式的利用自然太陽光進(jìn)行戶外或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的大型裝,能直接測(cè)量門窗和綜合遮陽系數(shù),但必須在晴天使用,測(cè)試周期長(zhǎng)。


　　在使用GB/T2680標(biāo)準(zhǔn)確定玻璃遮陽系數(shù)時(shí),必須注意幾個(gè)問題:

　　1.作為基準(zhǔn)使用的3nm透明玻璃太陽能總航向比取值為0.889,而國(guó)際上一般采用0.87。這意味著同樣一塊玻璃國(guó)外提供的數(shù)據(jù)會(huì)和國(guó)內(nèi)不一樣,例如一塊太陽能總航向比為0.82的玻璃,按國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算遮陽系數(shù)為0.94,按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算為0.92。因此在精確使用遮陽系數(shù)數(shù)據(jù)時(shí),要清楚采用的是哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.此標(biāo)準(zhǔn)中需要測(cè)量的光譜范圍是從350nm~1800nm,而國(guó)際上采用的是300nm~2500nm,后者是公認(rèn)的太陽標(biāo)準(zhǔn)范圍。造成此差別的原因是早期國(guó)內(nèi)的分光光度計(jì)覆蓋波長(zhǎng)范圍窄,而使用這兩種波長(zhǎng)范圍計(jì)算出的遮陽系數(shù)會(huì)有輕微的差異。

　　3.GB/T260中使用的表述詞語是"遮蔽系數(shù)",縮寫為Se,而不是遮陽系數(shù),縮寫為SC。二者在實(shí)際使用時(shí)簡(jiǎn)單看作是相同的,現(xiàn)在人們更習(xí)慣使用遮陽系數(shù)一詡。如果特別標(biāo)出是"遮蔽系數(shù)"時(shí),應(yīng)僅限于使用GB/T2680中的標(biāo)準(zhǔn)玻璃基數(shù)0.889和350nm~1800nm光譜范圍得出的數(shù)值。

玻璃遮陽系數(shù)對(duì)建筑節(jié)能的影響

　　現(xiàn)在建筑界越來越深刻地認(rèn)識(shí)到了玻璃遮陽系數(shù)的重要性,也進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究來分析對(duì)建筑節(jié)能的影響。在建筑節(jié)能上確定合適的遮陽系數(shù)時(shí),需要考慮的影響因素比確定傳熱系數(shù)時(shí)考慮的因素要復(fù)雜。 

　　在北方嚴(yán)寒地區(qū),冬季漫長(zhǎng),環(huán)境氣溫低,人們希望有更多的太陽輻射熱量照射進(jìn)入室內(nèi),提高室內(nèi)的溫度,降低對(duì)采暖能耗的需求,此時(shí)就需要高遮陽系數(shù)的玻璃。在南方炎熱地區(qū),日照強(qiáng)度大,人們希望太陽輻射盡可能少地進(jìn)入到室內(nèi),熱量進(jìn)入的少自然就會(huì)降低空調(diào)摧負(fù)荷,因此低遮陽系數(shù)的顏色玻璃和鍍膜玻璃就可以很好地發(fā)揮節(jié)能作用。在中部地區(qū),如果窗玻璃的面在建筑上還要根據(jù)窗玻璃的朝向、是否有其他的遮陽措施、各方向的窗墻面積比等因素來綜合考慮確定適合的玻璃遮陽系數(shù)。實(shí)際中必經(jīng)對(duì)建筑物復(fù)雜的能耗計(jì)算,并結(jié)合節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)才能最終選出科學(xué)的玻璃遮陽系數(shù)限制值。同時(shí),也要考慮可見光透過率的限制要求,因?yàn)椴ＡУ恼陉栂禂?shù)降低時(shí),大部分玻璃的可見光透過率也會(huì)相應(yīng)降低,室內(nèi)光強(qiáng)過弱會(huì)增大照明能耗,不利于于整體節(jié)能積很大,就應(yīng)該像炎熱地區(qū)一樣先用小的遮陽系數(shù),反之應(yīng)考慮較大的遮陽系數(shù)。