1、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算的准确性，对试样的制取进行严格
2、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，配有镜面反射装置；（2）傅立叶变
3、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
4、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:50nm 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
5、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、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 17803)(VD，nm D V（） ，nm D V（）380 0.0000 590 8.3306390 0.0005 600 5.3542400 0.0030 610 4.8491410 0.0103 620 3.1502420 0.0352 630 2.0812430 0.0948 640 1.3810440 0.2274 650 0.8070450
6、0.4192 660 0.4612460 0.6663 670 0.2485470 0.9850 680 0.1255480 1.5189 690 0.0536490 2.1336 700 0.0276500 3.3491 710 0.0146510 6.1393 720 0.0057520 7.0523 730 0.0035530 8.7990 740 0.0021540 9.4427 750 0.0008550 9.8077 760 0.0001560 9.4306 770 0.0000570 8.6891 780 0.0000580 7.8994 - -表 1 标准照明体 D65的相对光
7、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： 780310)(V（ 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 2)(1)()(22、可见光反射比可见光反射比，用下式计算： v 公式 37803)(VD（1）当检验试验为单片玻璃或单层窗玻璃构件，（）是实测可见光反射比。（2）当检验试样为双层窗玻璃构件，（）用下式计算:公式 4)(12)(23、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 3
8、002500nm。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 e e； 反射部分 e e；吸收部分 e e。三者关系如下： e e e1 公式 5窗玻璃吸收部分 e e以热对流方式通过窗玻璃向室外侧传递部分为 q0 e, 向室内侧传递部分为 qi e,其中： eq 0q i 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 718035)(SV，nm S ， ，nm S ，350 0.026 700 0.046380 0.032 740 0.041420 0.050 780 0
9、.037460 0.065 900 0.139500 0.063 1100 0.097540 0.058 1300 0.058580 0.054 1500 0.039620 0.055 1700 0.026660 0.049 1800 0.022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： 8035954.S布 S 乘以波长间隔 ，nm S ， ，nm S ，350 0.026 700 0.046380 0.032 740 0.041420 0.050 780 0.037460 0.065 900 0.139500 0.063 1100 0.
10、097540 0.058 1300 0.058580 0.054 1500 0.039620 0.055 1700 0.026660 0.049 1800 0.022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： 180359756.S5、太阳光直接反射比太阳光直接反射比用下式计算： e 公式 818035)(S6、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
11、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 918035)2(dS 012（） 1（） 公式 10)()(21 1（）1 公式 11)(11 1（）1 公式 12 120（） 公式 13)(21 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。半球辐射率 i玻璃品种可见光透射比15 可见光透射比15普通透明玻璃 0.83真空磁控阴极 0.4
12、5 0.70溅射镀膜玻璃 0.45 0.70离子镀膜玻璃 0.45 0.70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： h1 1 h 公式 15h h 公式 1625.4)(G波长， m G 波长， m G4.5 0.0053 15.0 0.02815.0 0.0094 15.5 0.02665.5 0.0143 16.0 0.02526.0 0.0191 16.5 0.02386.5 0.0244 17.0 0.02257.0 0.0290 17.5 0.02127.5 0.0328 18.0 0.0200
13、8.0 0.0358 18.5 0.01898.5 0.0379 19.0 0.01799.0 0.0393 19.5 0.01689.5 0.0401 20.0 0.15910.0 0.0402 20.5 0.015010.5 0.0399 21.0 0.014211.0 0.0392 21.5 0.013411.5 0.0382 22.0 0.012612.0 0.0370 22.5 0.011912.5 0.0356 23.0 0.011313.0 0.0342 23.5 0.010713.5 0.0327 24.0 0.010114.0 0.0311 24.5 0.009614.5 0
14、.0296 25.0 0.0091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：g eq i 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 18eiehhi=3.6 + 公式 1983.04i（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 20Gheiee122110、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 21sg11、紫外线透射比紫外线透射比用下式计算： uv 公式 2
15、23802)(U，nm U ，nm U 297.5 0.00082 342.5 0.07454302.5 0.00461 347.5 0.07601307.5 0.01373 352.5 0.07700312.5 0.02746 357.5 0.07896317.5 0.04120 362.5 0.08043322.5 0.05591 367.5 0.08337327.5 0.06572 372.5 0.08631332.5 0.07062 377.5 0.09073337.5 0.07258表 6 紫外线辐射相对光谱分布 U 乘以波长间隔表 6 中各个因素之间的关系为： 13802U12、紫
16、外线反射比。紫外线反射比用下式计算： uv 公式 233802)(U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，%；-试样的可见光光谱透射比，%；)
17、(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；)(V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
18、，。（）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
19、， 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
20、 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/m 2K；
