節(jié)能玻璃熱工性能檢測

摘要：隨著建筑節(jié)能活動的深入開展，節(jié)能玻璃正發(fā)揮著越來越重要的作用。本文闡述了節(jié)能玻璃的類型、特點及其熱工性能檢測項目，探討了熱工性能檢測方法中的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：節(jié)能玻璃;熱工性能;檢測

0"引言

節(jié)能玻璃一般是指具有良好保溫和隔熱性能的玻璃。在建筑節(jié)能得到廣為關(guān)注的今天，建筑門窗和幕墻節(jié)能發(fā)揮著極其重要的作用。據(jù)統(tǒng)計，我國空調(diào)采暖所消耗的能量中有20%～50%是經(jīng)門窗或幕墻傳熱發(fā)生的[1]。而玻璃是門窗或幕墻傳熱耗能的主要媒介，因此節(jié)能玻璃的應(yīng)用對建筑節(jié)能具有非比尋常的意義。

節(jié)能玻璃歷經(jīng)多年發(fā)展，已形成門類眾多的大家族，其產(chǎn)品種類逾千種。按照結(jié)構(gòu)特點，節(jié)能玻璃可分為中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃三大系列[2]。中空玻璃是由兩片或多片玻璃組成，四周以高強度氣密性膠粘劑將玻璃、橡膠條、鋁合金框密封，內(nèi)腔充以干燥氣體（空氣或惰性氣體）的玻璃加工產(chǎn)品[3]。我國中空玻璃分為普通型和復(fù)合型兩大類，前者以浮法白玻為基片并以內(nèi)腔氣室隔熱;后者除氣室隔熱外，還以鍍膜玻璃、安全玻璃、LOW-E玻璃、絲網(wǎng)印刷玻璃、離子著色玻璃等為基片，提供更多或更好性能。真空玻璃是在兩片玻璃之間以0.1～0.2mm支撐物隔開，周邊以玻璃焊料密封，抽氣形成真空腔結(jié)構(gòu)的加工玻璃產(chǎn)品[4]。為了進一步改善性能，真空玻璃常采用一片LOW-E玻璃，并且其形式除普通真空玻璃外，還有與中空玻璃復(fù)合的形式——復(fù)合真空玻璃。鍍膜玻璃是在玻璃基片上沉積其他材料，以改變玻璃光學(xué)、電學(xué)、化學(xué)和機械性能的加工玻璃產(chǎn)品[5]。其類型包括LOW-E鍍膜玻璃、熱反射鍍膜玻璃、低反射鍍膜玻璃、遮陽型鍍膜玻璃、陽光控制型鍍膜玻璃等多個品種。

熱工性能的檢測是衡量節(jié)能玻璃節(jié)能效果的關(guān)鍵依據(jù)，由于節(jié)能玻璃品種眾多，從而對檢測技術(shù)提出了比較高的要求，本文就此進行了探討。

1"節(jié)能玻璃熱工性能檢測項目

按照《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB"50411-2007）第5.2.3條規(guī)定，幕墻玻璃進場復(fù)檢見證取樣項目包括可見光透射比、傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)和中空玻璃露點;第6.2.3條規(guī)定，建筑外窗進場復(fù)檢見證取樣項目（夏熱冬暖地區(qū)）包括氣密性、玻璃遮陽系數(shù)、可見光透射比和中空玻璃露點。除了外門窗氣密性指標(biāo)與玻璃性能沒有直接關(guān)系，其他參數(shù)都與玻璃熱工性能相關(guān)，故介紹如下：

1.1"可見光透射比（）

按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》（JGJ/T"151-2008）第2.1.9條定義，可見光透射比是指標(biāo)準(zhǔn)光源（）透過玻璃成為室內(nèi)的可見光通量與投射到玻璃的可見光通量的比值，而按照《建筑玻璃"可見光透射比、太陽光直接透射比、太陽能總透射比、紫外線透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測定》（GB/T"2680-94）第3.1節(jié)公式，可見光透射比是指可見光譜范圍內(nèi)（380nm到780nm），透射光強度占入射光強度的百分比?？梢姽馔干浔确从沉瞬ＡУ耐腹饴?，影響室內(nèi)照明能耗。

1.2傳熱系數(shù)（或）

傳熱系數(shù)是指玻璃兩側(cè)溫差為1K或1℃時，單位時間通過單位面積玻璃的熱量，其單位為W/（m2·K）或W/（m2·℃）。傳熱系數(shù)反映了玻璃的保溫隔熱性能，其值越低節(jié)能效果越好。

1.3"遮陽系數(shù)（或）

遮陽系數(shù)也稱為遮蔽系數(shù)，是指相同條件下，玻璃的太陽光總透射比與3mm標(biāo)準(zhǔn)玻璃的太陽光總透射比之比值。太陽光總透射比（）又指通過玻璃成為室內(nèi)熱量的太陽輻射與投射到玻璃上的太陽輻射之比值，其值等于太陽光直接透射所得熱量與太陽輻射被構(gòu)件吸收再入室內(nèi)熱量之和。太陽光總透射比反映了玻璃透射太陽能的比例，影響采暖能耗和空調(diào)能耗，因而遮陽系數(shù)也對采暖能耗和空調(diào)能耗有影響，但不同地區(qū)或季節(jié)對玻璃遮陽系數(shù)有不同的要求，炎熱地區(qū)或夏季減小遮陽系數(shù)有利于節(jié)能，寒冷地區(qū)或冬季提高遮陽系數(shù)更有利于利用太陽能而實現(xiàn)節(jié)能。

1.4"中空玻璃露點

中空玻璃露點是指封存在內(nèi)腔中的空氣濕度達到飽和狀態(tài)時的溫度。結(jié)露影響中空玻璃的透光性，同時也降低其隔熱效果，所以也是衡量中空玻璃節(jié)能效果的重要指標(biāo)。

2"節(jié)能玻璃熱工性能檢測方法

2.1"可見光透射比測定

節(jié)能玻璃可見光透射比的測量依據(jù)是GB/T"2680-94，其規(guī)定了采用分光光度計測定的條件和可見光透射比的計算方法。其原理是光譜透射比法，即分光光度計的兩束光中，測量光束透過測試玻璃，參考光束透過空氣，以2個相同的光電探測器接收后進行比較得到透射率;或采用1個光電探測器，先后接收兩束光后再進行比較。從380nm到780nm間隔=10nm有41個波長光束，采用公式計算可見光透射比，對于單層玻璃可通過儀器配置的軟件直接計算得到結(jié)果。對于兩層或三層玻璃構(gòu)件可分別測出每一片玻璃的可見光透射比和可見光反射比數(shù)據(jù)，再以GB/T"2680-94中公式計算出兩層或三層玻璃構(gòu)件的可見光透射比。需要指出的是對于采用鋼化玻璃的節(jié)能玻璃，由于不能切割成分光光度計要求的尺寸（一般在100mm×100mm以內(nèi)），只能采用玻璃生產(chǎn)商另外提供的樣品，無法滿足現(xiàn)場驗收見證取樣要求，所以這項參數(shù)測試的真實性受到一定影響[6]。現(xiàn)在有些檢測機構(gòu)配置了暗室和大件玻璃夾持附件，可以檢測成品玻璃，解決了鋼化玻璃測試的難題。

2.2"傳熱系數(shù)測定

玻璃的傳熱系數(shù)可以通過測試其輻射率后計算得出，也可以通過防護熱板法或熱流計法測試熱阻后再換算而得。由于輻射率的測試相對容易，再結(jié)合廣東省建科院的玻璃光學(xué)、熱工性能計算軟件（Glazing"Design"1.5）進行計算即可得到傳熱系數(shù)，目前這種方法應(yīng)用較為普遍。計算方法可參照《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ"131-2009）“附錄A"玻璃傳熱系數(shù)計算方法”。防護熱板法與熱流計法相比，前者精度更高，受環(huán)境、儀器和人為因素較少。防護熱板法測熱阻可按照《玻璃導(dǎo)熱系數(shù)試驗方法》（JG/T"675-1997）進行測試，熱阻與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系是：（為熱阻，m2·K/W;為厚度，m;為導(dǎo)熱系數(shù)，W/m·K）;然后再按計算傳熱系數(shù)（為傳熱系數(shù)，W/（m2·K）;為熱阻;、分別為室內(nèi)外表面換熱系數(shù)，單位與傳熱系數(shù)相同）。中空玻璃的傳熱系數(shù)可按《中空玻璃穩(wěn)態(tài)U值（傳熱系數(shù)）的計算及測定》（GB/T"22476-2008）進行測定，該標(biāo)準(zhǔn)包含了上述3種方法。其中防護熱板法測量傳熱系數(shù)誤差來源主要是平均熱流量和試驗溫度的測量，減少誤差的措施包括經(jīng)常以標(biāo)準(zhǔn)參比板對導(dǎo)熱系數(shù)測量儀器進行標(biāo)定以及經(jīng)常對溫度傳感器進行檢定等[7]。真空玻璃傳熱系數(shù)測定方法可按照《真空玻璃》（JC/T"1079-2008）“附錄A"真空玻璃保溫性能測量方法”進行測試。但是該方法沒有明確冷、熱板與被測真空玻璃表面接觸壓強的影響，實際上該壓強對溫度傳感器與真空玻璃接觸的緊密程度以及測量板與真空玻璃和標(biāo)準(zhǔn)板之間的殘余氣體含量都有影響，并且會影響測量結(jié)果[8]。

2.3"遮陽系數(shù)測定

如同可見光透射比的測定，遮陽系數(shù)的測定也是依據(jù)GB/T"2680-94和分光光度計進行檢測，實際上后者涵蓋了前者，并且計算過程更為復(fù)雜。太陽光譜被人為分為紫外光區(qū)（280nm～380nm）、可見光區(qū)（380nm～780nm）、近紅外光區(qū)（780nm～2500nm）和遠紅外光區(qū)（4.5μm～25μm），它們所占比例分別為7%、46%、44%和3%。目前的主要問題是各單位所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、計算方法、邊界條件等有所差異，因而檢測結(jié)果也有所出入，并給驗收工作帶來一定困難。GB/T"2680-94是依據(jù)ISO"9050：1990制定的，與近年來國外應(yīng)用更多的ISO"9050：2003和其他國外標(biāo)準(zhǔn)有些差異，依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)的軟件計算結(jié)果自然不同。同時，玻璃取樣也存在前述尺寸問題，為此有些單位專門與儀器制造商合作改進儀器，使其可以測量600mm×1000mm這么大尺寸的樣品。上述問題希望GB/T"2680-94修訂時能夠解決。下面僅以雙層玻璃構(gòu)件的檢測為例說明其測試過程，如圖1所示。

2.4"中空玻璃露點測定

中空玻璃露點可按照《中空玻璃》（GB/T"11944-2012）第7.3節(jié)“露點試驗”規(guī)定進行測定。

3"結(jié)語

由于節(jié)能玻璃種類多，特點各異，加上目前檢測標(biāo)準(zhǔn)也不夠完善，節(jié)能玻璃熱工性能的檢測常有一些出入。尤其中空鍍膜玻璃膜面位置的變化，就能對熱工性能產(chǎn)生顯著的差異，必須通過檢測才能確認(rèn)該節(jié)能玻璃的熱工性能，因此對節(jié)能玻璃熱工性能的檢測技術(shù)應(yīng)該全面而準(zhǔn)確地理解和應(yīng)用。

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