建筑玻璃太阳辐射吸收系数实例计算.docx

1、建筑玻璃太阳辐射吸收系数实例计算太阳辐射吸收系数检验方法设计实例王治强随着人类社会的不断进步,建筑设计理念的不断提升,现代建筑在资源利用、节约能源、环境协调、有益健康等方面提出了前所未有的新要求。根据“十一五”期间的规划，我国新建建筑将全面实行50%的节能设计标准，我们南方地区更要求达到65%的国家标准。因此掌握玻璃的节能特性和节能检验至关重要。下面通对建筑节能玻璃的太阳辐射吸收系数这门新的检验技术进行实例计算，此计算实例可作为建筑玻璃太阳辐射吸收系数的常规检验。一、检验标准 GB/T 268094 JGJ/T1512008 JC/T10402007二、检验前准备工作：1、试样的选取为了检验计

2、算的准确性，对试样的制取进行严格筛选（1)一般建筑玻璃和单层玻璃构件的试样，均采用同材质玻璃的切片；（2）多层玻璃构件的试样，采用同材质单片玻璃切片的组合体。（3）热反射隔热涂料试验所用基材为铝合金板，厚度不超过1mm，铝合金板制样表面不应有阳极氧化、着色等处理。将涂料在容器中充分搅拌混合均匀，用涂布器或刮板分两道涂覆在铝合金板表面，涂层干膜厚度为200um-300um，要求涂层平整，无气泡、裂纹等缺陷。涂布两道的时间间隔水性产品为6h，溶剂型产品为24h。养护时时间168h。最终的试样尺寸为40mm40mm。2、仪器设备和制剂（1）紫外/可见/近红外分光光度计，测定光谱反射比时，配有镜面反射

3、装置；（2）傅立叶变换红外光谱仪； 3、固定参数的设定根据标准GB/T 268094各个参数的设定，此检验计算公式需要用的数值：（1）波长范围。紫外区:280380nm；可见区:380780nm；太阳光区:350-1800nm； 远红外区:4.525m。（2）波长准确度。紫外可见区:1nm以内；近红外区:5nm以内；远红外区:0.2m以内。（3）光度测量准确度。紫外可见区 1以内，重复性0.5；近红外区2以内，重复性1；远红外区2以内，重复性1。（4）谱带半宽度。紫外可见区 10nm以下；近红外区50nm以下；远红外区0.1m以下。（5）波长间隔。紫外区:5nm；可见区:10nm；近红外区:5

4、0nm或40nm；远红外区:0.5m。4、照明和探测的几何条件（1）光谱透射比测定中，照明光束的光轴与试样表面的法线的夹角不超过100，照明光束中任一光线与光轴的夹角不超过50。采用垂直照明和探测的几何条件，表示为垂直/垂直，（缩写0/0）。（2）光谱反射比测定中，照明光束的光轴与试样表面的法线的夹角不超过100，照明光束中任一光线与光轴的夹角不超过50。采t0角照明和t0角探测的几何条件，表示为t0/ t0，（缩写t/t）。三、检验过程计算目前为止暂时未有完善的太阳辐射吸收系数检验方法和直接计算方式，只能通过计算可见光透射比、可见光反射比、太阳光直接透射比、太阳光直接反射比、太阳能总透射比、

5、紫外线反射比等检验结果间接计算出建筑玻璃太阳辐射吸收系数。1、可见光透射比可见光透射比用式计算：v 公式1，nmDV（），nmDV（）3800.00005908.33063900.00056005.35424000.00306104.84914100.01036203.15024200.03526302.08124300.09486401.38104400.22746500.80704500.41926600.46124600.66636700.24854700.98506800.12554801.51896900.05364902.13367000.02765003.34917100.014

6、65106.13937200.00575207.05237300.00355308.79907400.00215409.44277500.00085509.80777600.00015609.43067700.00005708.68917800.00005807.8994-表1 标准照明体D65的相对光谱功率分布D与明视觉光谱光视表1中各个因素之间的关系为：（1）当检验试样为单片玻璃或单层窗玻璃构件时，（）是实测可见光光谱透射比。（2）当检验试样为双层窗玻璃构件时， （）用下式计算： 公式22、可见光反射比可见光反射比，用下式计算：v 公式3（1）当检验试验为单片玻璃或单层窗玻璃构件，（）是实

7、测可见光反射比。（2）当检验试样为双层窗玻璃构件，（）用下式计算: 公式43、入射太阳光的分布太阳光是指近紫外线、可见光和近红外线组成的辐射光，波长范围为3002500nm。太阳光透过大气层直接照射到受光物体上，而不包括地面、建筑物的反射、散射光。太阳辐射光照射到窗玻璃上，入射部分为e，e又分成三部分：透射部分ee； 反射部分ee； 吸收部分ee。三者关系如下：eee1 公式5窗玻璃吸收部分ee以热对流方式通过窗玻璃向室外侧传递部分为q0e, 向室内侧传递部分为qie,其中：eq0qi 公式64、太阳光直接透射比太阳光直接透射比用下式计算：v 公式7，nmS，nmS，3500.0267000.

8、0463800.0327400.0414200.0507800.0374600.0659000.1395000.06311000.0975400.05813000.0585800.05415000.0396200.05517000.0266600.04918000.022表2 大气质量为1时，太阳光球辐射相对光谱分布S和波长表2中各个因素之间的关系为：布S乘以波长间隔，nmS，nmS，3500.0267000.0463800.0327400.0414200.0507800.0374600.0659000.1395000.06311000.0975400.05813000.0585800.054

9、15000.0396200.05517000.0266600.04918000.022表3 PMoon大气质量为2时，太阳光球辐射相对光谱分表3中各个因素之间的关系为：5、太阳光直接反射比 太阳光直接反射比用下式计算： e 公式86、太阳光直接吸收比（1）当检验试样为单片玻璃或单层窗玻璃构件时，单片玻璃或单层窗玻璃构件的太阳光直接吸收比，必须首先测定出它们的太阳光直接透射比和太阳光直接反射比，用式（7）计算。（2）双层窗玻璃构件第一、第二片玻璃的太阳光直接吸收比双层窗玻璃构件第一片玻璃的太阳光直接吸收比用式（11）、式（12）、式（13）、式（14）计算： e1（2） 公式9 012（）1（）

10、 公式10 1（）1 公式11 1（）1 公式12 120（） 公式13 2（）1 公式147、半球辐射率半球辐射率等于垂直辐射率乘以下面相应玻璃表面的系数：未涂膜的平板玻璃表面，0.94；涂金属氧化物膜的玻璃表面，0.94；涂金属膜或含有金属膜的多层涂膜的玻璃，1.0。常见玻璃的半球辐射率见表4。玻璃品种半球辐射率i可见光透射比15可见光透射比15普通透明玻璃0.83真空磁控阴极0.450.70溅射镀膜玻璃0.450.70离子镀膜玻璃0.450.70电浮法玻璃-0.83表4 半球辐射率i8、垂直辐射率对于垂直入射的热辐射，其热辐射吸收率h定为垂直辐射率，按下式计算： h11h 公式15 h

11、公式16波长，mG波长，mG4.50.005315.00.02815.00.009415.50.02665.50.014316.00.02526.00.019116.50.02386.50.024417.00.02257.00.029017.50.02127.50.032818.00.02008.00.035818.50.01898.50.037919.00.01799.00.039319.50.01689.50.040120.00.15910.00.040220.50.015010.50.039921.00.014211.00.039221.50.013411.50.038222.00.01

12、2612.00.037022.50.011912.50.035623.00.011313.00.034223.50.010713.50.032724.00.010114.00.031124.50.009614.50.029625.00.0091表5 293K热辐射相对光谱分布G9、太阳能总透射比太阳能总透射比用下式计算：geqi 公式17（1）当检验试样为单片玻璃或单层窗玻璃构件时，e为单片玻璃或单层窗玻璃构件的太阳光直接透射比，其qi用下式计算： qi= 公式18 hi=3.6 + 公式19（1）当检验试样为双层玻璃构件时，e双层玻璃构件的太阳光直接透射比，其qi用下式计算： qi= 公式2

13、010、遮蔽系数。各种窗玻璃构件对太阳辐射热的遮蔽系数用下式计算：Se = 公式2111、紫外线透射比 紫外线透射比用下式计算： uv 公式22，nmU，nmU297.50.00082342.50.07454302.50.00461347.50.07601307.50.01373352.50.07700312.50.02746357.50.07896317.50.04120362.50.08043322.50.05591367.50.08337327.50.06572372.50.08631332.50.07062377.50.09073337.50.07258表6 紫外线辐射相对光谱分布U乘

14、以波长间隔表6中各个因素之间的关系为：12、紫外线反射比。 紫外线反射比用下式计算： uv 公式23四、检验结果评定 因现在没有相应的国家检验标准来直接计算出太阳辐射系数系数，经过本站专家多方研究讨论，太阳光直接反射比也可以认同为玻璃的前反射吸收系数，太阳辐射吸收系数等同于玻璃的后反射吸收系数，所以一致认为用“1-太阳光直接放射比”计算得出太阳辐射吸收系数。根据深圳市建设局民用建筑工程建筑节能专项验收行政许可实施办法深建字（2007）号附表规定：屋顶外表面太阳辐射吸收系数0.7；外墙外表面太阳辐射吸收系数0.7。备注：上述公式中，各个字母及符号所表示的含义：v -试样的可见光透射比，%；-试样

15、的可见光光谱透射比，%；标准照明体D65的相对光谱功率分布，见表1；明视觉光谱光视效率；波长间隔，为10nm。（）双层窗玻璃构件的可见光光谱透射比，；1（）第一片（室外侧）玻璃构件的可见光光谱透射比，；2（）第二片（室内侧）玻璃构件的可见光光谱透射比，；1（）第一片玻璃，在光由室内侧射向室外侧条件下，所测定的可见光光谱反射比，；2（）第二片玻璃，在光由室外侧射入室内侧条件下，所测定的可见光光谱反射比，。v试样的可见光反射比，；（）试样的可见光光谱反射比，。（）双层窗玻璃构件的可见光光谱反射比，；1（）第一片（室外侧）玻璃，在光由室外侧射入室内侧条件下，所测定可见光光谱反射比，；e太阳光直接透射

16、比；e太阳光直接反射比；e太阳光直接吸收比。q0窗玻璃向室外侧的二次热传递系数，；qi窗玻璃向室内侧的二次热传递系数，。S太阳光辐射相对光谱分布，见表2或表3；波长间隔，nm；（）试样的太阳光光谱透射比，其测定和计算方法同单片玻璃或单层玻璃构件的实测可见光光谱透射比，仅波长范围不同。e试样的太阳光直接反射比，；（）试样太阳光光谱反射比，其测定和计算方法同可见光反射比（），仅波长范围不同，；e1（2）双层窗玻璃构件第一、第二片玻璃的太阳光直接吸收比，；012（）双层窗玻璃构件第一片玻璃的太阳光光谱吸收比，；120（）双层窗玻璃构件第二片玻璃的太阳光光谱吸收比，；1（）第一片玻璃，光由室外侧射入室

17、内侧条件下，测定太阳光光谱吸收比，；1（）第一片玻璃，光由室内侧射向室外侧条件下，测定太阳光光谱吸收比，；2（）第二片玻璃，在光由室外侧射入室内侧条件下，测定的太阳光光谱吸收比，；1（）第一片玻璃的太阳光光谱透射比，；1（）第一片玻璃，在光由室外侧射入室内侧条件下，测定的太阳光光谱反射比，；2（）第二片玻璃的太阳光光谱透射比，；1（）第一片玻璃，在光由室内侧射入室外侧条件下，测定的太阳光光谱反射比，；2（）第二片玻璃，在光由室外侧射入室内侧条件下，测定的太阳光光谱反射比，；h试样的热辐射吸收率，即垂直辐射率，；h试样的热辐射反射率，；g试样的太阳能总透射比，；e试样的太阳光直接透射比，；qi试

18、样向室内侧的二次热传递系数，。qi单片玻璃或单层窗玻璃构件向室内侧的二次热传递系数，；hi试样构件内侧表面的热传递系数，W/m2K；he试样构件外侧表面的热传递系数，he 23W/m2K；i半球辐射率，参照表4。qi双层玻璃构件，向室内侧的二次热传递系数，；G双层窗两片玻璃之间的热导，W/m2K；G1/R，R为热阻；Se试样的遮蔽系数；g试样的太阳能总透射比，；s3mm厚的普通透明平板玻璃的太阳能总透射比，其理论值取88.9。uv试样的紫外线透射比，； U紫外线辐射相对光谱分布，见表6； 波长间隔，5nm；（）试样的紫外线光谱透射比（测定及计算方法同可见光透射比中（），仅波长范围不同），。uv试样的紫外线反射比，；（）试样的紫外线反射比（其测定和计算方法同可见光反射比中（），仅波长范围不同），；