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【摘 要】 在围护结构之中门窗幕墙是其中最为薄弱的环节，而热工性能也是建筑节能设计以及工程验收十分重要的指标。基于此，本文主要简要论述了玻璃遮阳系数检测之中的相关问题。
【关键词】 玻璃遮阳;系数检测;问题
【Abstract】 in the envelope of fenestration is one of the weakest link， and thermal performance of building energy-saving design and works acceptance is very important indicator. For this reason， this paper discusses the shading coefficient testing of glass-related issues.
【Key Words】 glass shade; coefficient test; the problem
引言：
在玻璃的节能特性指标中，最主要的是遮阳系数和传热系数这两项性能参数。早期的建筑节能设计标准中，仅规定了玻璃的传热系数，在随后的修订过程中，增加了对遮阳系数的简单限定。最近几年，新制定的标准中都增加了玻璃遮阳系数的详细限制指标。在建筑玻璃的选购和工程验收时，遮阳系数已成为不可缺少的重要指标，因此无论是生产企业还是建筑设计人员都必须全面准确地理解遮阳系数的内容和应用知识。
1、玻璃遮阳系数的定义
建筑上使用三种类型的遮阳系数：玻璃（单片、中空等）的遮阳系数、包含框材在内的门窗遮阳系数、包括外遮阳装置或百叶影响的综合遮阳系数。其中玻璃的遮阳系数是基础，本文以此为主要内容进行分析和介绍。玻璃的遮阳系数是指：在给定条件下，太阳辐射透过玻璃后，室内得到的热量，与相同条件下透过相同面积的标准玻璃（3mm厚透明玻璃）所形成的太阳辐射室内得热量之比，有几方面的内容需要详细阐明：
1.1、遮阳系数所检测的是太阳辐射的全光谱能量。包括300nm～2500nm波段的紫外光、可见光和近红外光，这些光透射进入室内后都能产生热量。遮阳系数越小，进入室内的太阳光越少，能够产生的热量越小。遮阳系数低并不直接意味着可见光透过率也低，因为在保持可见光透过率不变时，降低近红外透过率也可以降低遮阳系数。
1.2、遮阳系数不仅包括太阳光直接穿透玻璃进入室内的部分，还包括玻璃二次热传递的能量。玻璃本体会吸收一部分太阳光的能量，自身温度升高，此时玻璃会通过辐射和对流的方式向室内进行第二次热传递。例如某种类型的茶玻太阳光直接透射比为50%，而它的太阳能总透射比为63%，多出来的13%能量就是茶玻吸收热量后向室内二次传递的部分，越是颜色深易吸收热量的玻璃，二次传递的热量越多。遮阳系数仅是一个与3mm透明玻璃的比例值，不等于样品玻璃的太阳光总透射比。例如当玻璃的遮阳系数为0.5时，不能认为此块玻璃能让50%的太阳辐射热量进入室内，应理解为此玻璃能透过的太阳热量是标准3mm白玻透过热量的50%。当玻璃的遮阳系数为1时，表示此样品的太阳光总透射比等于标准3mm白玻的太阳光总透射比。遮阳系数为0时，表示样品既不能直接透过太阳光，又不能吸收后二次传递太阳光能量。
1.3、遮阳系数控制的热量与传热系数控制的热量不是同一种热量。后者是指由温度差引起的热量传递（但夏季U值包含了太阳辐射的影响），前者主要针对的是太阳辐射。
2、我国门窗幕墙热工计算标准体系
2.1、计算边界条件
计算边界条件主要取决于各地的气候与气象参数，是玻璃热工计算的基础，对玻璃热工性能计算结果有巨大的影响，即使是同一款玻璃产品，使用不同的计算边界条件，都会计算得到不同的热工性能参数，对于不同气候区的建筑的作用也是完全不同，甚至相反的。
计算边界条件包括两类：标准计算边界条件、工程实际计算边界条件。设计或评价玻璃定型产品的热工性能时，应采用标准计算条件;在进行实际工程设计时，应根据相应的建筑设计或节能设计标准来确定工程实际计算边界条件。各标准体系的标准计算边界条件存在着较大的差别。研究发现：
2.1.1、我国基本采用ISO标准体系，定义的边界条件与ISO标准基本一致，主要是冬、夏季室内温度、夏季室外温度、室内对流换热系数、太阳辐射照度全部一样，但美国NFRC体系存在差异，特别是室内对流换热系数采用美国ASHRAE的相关规定。
2.1.2、三个标准体系规定的室内空气温度差别不大，这主要是因为建筑室内的设计温度一般比较接近。
2.1.3、JGJ/T151的室外对流换热系数与ISO标准差别较大，一方面是由于我国所处气候区域与欧洲有差别，另一方面也是考虑为了与我国其它建筑工程标准，特别是《民用建筑热工设计规范》《建筑门窗保温性能检测与分级标准》等相关标准相互协调，更符合我国的工程实际情况。
2.2、玻璃的遮阳系数测试的工具
现阶段玻璃的遮阳系数测试主要使用分光光度计、红外光谱仪测量。
2.2.1、分光光度计仪器要求
测试波长范围：覆盖太阳光区280nm——1800nm，包括紫外区（280nm—380nm）、可见光区（380nm—780nm）、近红外区（780nm—1800nm）;波长准确度：紫外-可见光区（±1nm以内）、近红外区（±5nm以内）、光度测量准确度：紫外-可见光区1%以内，重复性0.5%;近红外区2%以内，重复性1%，波长间隔：紫外区5nm;可见光区10nm，近红外区50nm或40nm。
2.2.2、外光谱仪要求
测试波长范围：远红外区（4.5μm—25μm）;波长准确度：±0.2μm以内;光度测量准确度：2%以内，重复性1%，波长间隔：0.5μm。该仪器主要用于测试玻璃的半球辐射率，结合分光光度计的测试结果，计算出遮阳系数。 对检测的要求：在光谱透射比测试中，采用与试样相同厚度的空气层作为参比标准;在光谱透射比测试中，照明光束的光轴与试样表面法线的夹角不超过10°，照明光束中任一光线与光轴的夹角不超过5°。在光谱反射比测试中，采用标准镜面反射体作为参比标准，如镀铝镜等，而不采用完全漫反射体作为工作标准;在光谱反射比测试中，照明光束的光轴与试样表面法线的夹角不超过10。照明光束中任一光线与光轴的夹角不超过5°。
3、玻璃遮阳系数对建筑节能的影响
现在建筑界越来越深刻地认识到了玻璃遮阳系数的重要性，也进行了大量的实验研究来分析对建筑节能的影响。在建筑节能上确定合适的遮阳系数时，需要考虑的影响因素比确定传热系数时考虑的因素要复杂。
在北方严寒地区，冬季漫长，环境气温低，人们希望有更多的太阳辐射热量照射进入室内，提高室内的温度，降低对采暖能耗的需求，此时就需要高遮阳系数的玻璃。
在南方炎热地区，日照强度大，人们希望太阳辐射尽可能少地进入到室内，热量进入的少自然就会降低空调制冷负荷，因此低遮阳系数的颜色玻璃和镀膜玻璃就可以很好地发挥节能作用。在中部地区，如果窗玻璃的面积很大，就应该像炎热地区一样选用小的遮阳系数，反之应考虑较大的遮阳系数。
在建筑上还要根据窗玻璃的朝向、是否有其他的遮阳措施、各方向的窗墙面积比等因素来综合考虑确定适合的玻璃遮阳系数。实际中必须经过对建筑物复杂的能耗计算，并结合节能设计标准才能最终选出科学的玻璃遮阳系数限制值。同时，也要考虑可见光透过率的限制要求，因为玻璃的遮阳系数降低时，大部分玻璃的可见光透过率也会相应降低，室内光强过弱会增大照明能耗，不利于整体节能。
4、结语
在工程检测中，目前大多数测试仪器对玻璃样品尺寸的限制，只能另外制作测试样品，很难保证与工程现场产品的一致性，导致无法真正做到工程现场抽样，这是目前困扰节能工程验收最大的问题之一。目前广州市建筑材料工业研究所有限公司与广州节能办合作已有比较可行的实验台改造方法，可基本满足大尺寸玻璃光学测试需求，但是同时带来了亟需解决的问题：大尺寸玻璃光学测试方法目前没有相应的方法标准;因为工程实际使用的玻璃镀膜存在不均匀性，光学测试区域的选择对测试结果有较大影响，如何选择测试点也是很重要的问题之一，此方法对于工程验收来说，操作性强，但是也会与玻璃标准样品测试之间存在一定的误差，因此，若想将此测试方法真正应用于工程验收，还需要做进一步的研究，形成国家方法标准。
参考文献：
[1]李雨桐.夏热冬暖地区门窗性能检测方法研究[D].重庆大学，2004.
[2]任俊.建筑遮阳形式及若干应用问题研究[J].广州建筑，2012，05：6-9.
[3]岳鹏，张华.建筑遮阳产品遮阳性能检测技术研究[J].门窗，2012，12：43-46.
[4]岳鹏，张华.建筑遮阳产品遮阳性能检测技术研究[J].中国住宅设施，2012，08：32-35.
【关键词】 玻璃遮阳;系数检测;问题
【Abstract】 in the envelope of fenestration is one of the weakest link， and thermal performance of building energy-saving design and works acceptance is very important indicator. For this reason， this paper discusses the shading coefficient testing of glass-related issues.
【Key Words】 glass shade; coefficient test; the problem
引言：
在玻璃的节能特性指标中，最主要的是遮阳系数和传热系数这两项性能参数。早期的建筑节能设计标准中，仅规定了玻璃的传热系数，在随后的修订过程中，增加了对遮阳系数的简单限定。最近几年，新制定的标准中都增加了玻璃遮阳系数的详细限制指标。在建筑玻璃的选购和工程验收时，遮阳系数已成为不可缺少的重要指标，因此无论是生产企业还是建筑设计人员都必须全面准确地理解遮阳系数的内容和应用知识。
1、玻璃遮阳系数的定义
建筑上使用三种类型的遮阳系数：玻璃（单片、中空等）的遮阳系数、包含框材在内的门窗遮阳系数、包括外遮阳装置或百叶影响的综合遮阳系数。其中玻璃的遮阳系数是基础，本文以此为主要内容进行分析和介绍。玻璃的遮阳系数是指：在给定条件下，太阳辐射透过玻璃后，室内得到的热量，与相同条件下透过相同面积的标准玻璃（3mm厚透明玻璃）所形成的太阳辐射室内得热量之比，有几方面的内容需要详细阐明：
1.1、遮阳系数所检测的是太阳辐射的全光谱能量。包括300nm～2500nm波段的紫外光、可见光和近红外光，这些光透射进入室内后都能产生热量。遮阳系数越小，进入室内的太阳光越少，能够产生的热量越小。遮阳系数低并不直接意味着可见光透过率也低，因为在保持可见光透过率不变时，降低近红外透过率也可以降低遮阳系数。
1.2、遮阳系数不仅包括太阳光直接穿透玻璃进入室内的部分，还包括玻璃二次热传递的能量。玻璃本体会吸收一部分太阳光的能量，自身温度升高，此时玻璃会通过辐射和对流的方式向室内进行第二次热传递。例如某种类型的茶玻太阳光直接透射比为50%，而它的太阳能总透射比为63%，多出来的13%能量就是茶玻吸收热量后向室内二次传递的部分，越是颜色深易吸收热量的玻璃，二次传递的热量越多。遮阳系数仅是一个与3mm透明玻璃的比例值，不等于样品玻璃的太阳光总透射比。例如当玻璃的遮阳系数为0.5时，不能认为此块玻璃能让50%的太阳辐射热量进入室内，应理解为此玻璃能透过的太阳热量是标准3mm白玻透过热量的50%。当玻璃的遮阳系数为1时，表示此样品的太阳光总透射比等于标准3mm白玻的太阳光总透射比。遮阳系数为0时，表示样品既不能直接透过太阳光，又不能吸收后二次传递太阳光能量。
1.3、遮阳系数控制的热量与传热系数控制的热量不是同一种热量。后者是指由温度差引起的热量传递（但夏季U值包含了太阳辐射的影响），前者主要针对的是太阳辐射。
2、我国门窗幕墙热工计算标准体系
2.1、计算边界条件
计算边界条件主要取决于各地的气候与气象参数，是玻璃热工计算的基础，对玻璃热工性能计算结果有巨大的影响，即使是同一款玻璃产品，使用不同的计算边界条件，都会计算得到不同的热工性能参数，对于不同气候区的建筑的作用也是完全不同，甚至相反的。
计算边界条件包括两类：标准计算边界条件、工程实际计算边界条件。设计或评价玻璃定型产品的热工性能时，应采用标准计算条件;在进行实际工程设计时，应根据相应的建筑设计或节能设计标准来确定工程实际计算边界条件。各标准体系的标准计算边界条件存在着较大的差别。研究发现：
2.1.1、我国基本采用ISO标准体系，定义的边界条件与ISO标准基本一致，主要是冬、夏季室内温度、夏季室外温度、室内对流换热系数、太阳辐射照度全部一样，但美国NFRC体系存在差异，特别是室内对流换热系数采用美国ASHRAE的相关规定。
2.1.2、三个标准体系规定的室内空气温度差别不大，这主要是因为建筑室内的设计温度一般比较接近。
2.1.3、JGJ/T151的室外对流换热系数与ISO标准差别较大，一方面是由于我国所处气候区域与欧洲有差别，另一方面也是考虑为了与我国其它建筑工程标准，特别是《民用建筑热工设计规范》《建筑门窗保温性能检测与分级标准》等相关标准相互协调，更符合我国的工程实际情况。
2.2、玻璃的遮阳系数测试的工具
现阶段玻璃的遮阳系数测试主要使用分光光度计、红外光谱仪测量。
2.2.1、分光光度计仪器要求
测试波长范围：覆盖太阳光区280nm——1800nm，包括紫外区（280nm—380nm）、可见光区（380nm—780nm）、近红外区（780nm—1800nm）;波长准确度：紫外-可见光区（±1nm以内）、近红外区（±5nm以内）、光度测量准确度：紫外-可见光区1%以内，重复性0.5%;近红外区2%以内，重复性1%，波长间隔：紫外区5nm;可见光区10nm，近红外区50nm或40nm。
2.2.2、外光谱仪要求
测试波长范围：远红外区（4.5μm—25μm）;波长准确度：±0.2μm以内;光度测量准确度：2%以内，重复性1%，波长间隔：0.5μm。该仪器主要用于测试玻璃的半球辐射率，结合分光光度计的测试结果，计算出遮阳系数。 对检测的要求：在光谱透射比测试中，采用与试样相同厚度的空气层作为参比标准;在光谱透射比测试中，照明光束的光轴与试样表面法线的夹角不超过10°，照明光束中任一光线与光轴的夹角不超过5°。在光谱反射比测试中，采用标准镜面反射体作为参比标准，如镀铝镜等，而不采用完全漫反射体作为工作标准;在光谱反射比测试中，照明光束的光轴与试样表面法线的夹角不超过10。照明光束中任一光线与光轴的夹角不超过5°。
3、玻璃遮阳系数对建筑节能的影响
现在建筑界越来越深刻地认识到了玻璃遮阳系数的重要性，也进行了大量的实验研究来分析对建筑节能的影响。在建筑节能上确定合适的遮阳系数时，需要考虑的影响因素比确定传热系数时考虑的因素要复杂。
在北方严寒地区，冬季漫长，环境气温低，人们希望有更多的太阳辐射热量照射进入室内，提高室内的温度，降低对采暖能耗的需求，此时就需要高遮阳系数的玻璃。
在南方炎热地区，日照强度大，人们希望太阳辐射尽可能少地进入到室内，热量进入的少自然就会降低空调制冷负荷，因此低遮阳系数的颜色玻璃和镀膜玻璃就可以很好地发挥节能作用。在中部地区，如果窗玻璃的面积很大，就应该像炎热地区一样选用小的遮阳系数，反之应考虑较大的遮阳系数。
在建筑上还要根据窗玻璃的朝向、是否有其他的遮阳措施、各方向的窗墙面积比等因素来综合考虑确定适合的玻璃遮阳系数。实际中必须经过对建筑物复杂的能耗计算，并结合节能设计标准才能最终选出科学的玻璃遮阳系数限制值。同时，也要考虑可见光透过率的限制要求，因为玻璃的遮阳系数降低时，大部分玻璃的可见光透过率也会相应降低，室内光强过弱会增大照明能耗，不利于整体节能。
4、结语
在工程检测中，目前大多数测试仪器对玻璃样品尺寸的限制，只能另外制作测试样品，很难保证与工程现场产品的一致性，导致无法真正做到工程现场抽样，这是目前困扰节能工程验收最大的问题之一。目前广州市建筑材料工业研究所有限公司与广州节能办合作已有比较可行的实验台改造方法，可基本满足大尺寸玻璃光学测试需求，但是同时带来了亟需解决的问题：大尺寸玻璃光学测试方法目前没有相应的方法标准;因为工程实际使用的玻璃镀膜存在不均匀性，光学测试区域的选择对测试结果有较大影响，如何选择测试点也是很重要的问题之一，此方法对于工程验收来说，操作性强，但是也会与玻璃标准样品测试之间存在一定的误差，因此，若想将此测试方法真正应用于工程验收，还需要做进一步的研究，形成国家方法标准。
参考文献：
[1]李雨桐.夏热冬暖地区门窗性能检测方法研究[D].重庆大学，2004.
[2]任俊.建筑遮阳形式及若干应用问题研究[J].广州建筑，2012，05：6-9.
[3]岳鹏，张华.建筑遮阳产品遮阳性能检测技术研究[J].门窗，2012，12：43-46.
[4]岳鹏，张华.建筑遮阳产品遮阳性能检测技术研究[J].中国住宅设施，2012，08：32-35.