淺析建筑玻璃光學(xué)熱工性能現(xiàn)場檢測技術(shù)

章維偉

杭州東鑫工程質(zhì)量檢測有限公司 浙江 杭州 311100

引言

隨著建筑節(jié)能工作的不斷深入，建筑玻璃作為重要的熱工性能檢測指標(biāo)之一，其光學(xué)熱工性能在建筑工程中發(fā)揮著越來越重要的作用，對(duì)工程的質(zhì)量、進(jìn)度及安全等均產(chǎn)生重要影響。因此，提高建筑玻璃熱工性能的現(xiàn)場檢測技術(shù)對(duì)建筑工程的開展具有重要意義。

1 規(guī)范熱工現(xiàn)場檢測的必要性

首先，規(guī)范熱工現(xiàn)場檢測技術(shù)有利于促進(jìn)建筑節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。玻璃在建筑是重要的材料，在玻璃幕墻以及建筑外窗等內(nèi)容上有廣泛的應(yīng)用，而玻璃的光學(xué)熱工性能在建筑中有重要的作用，其中對(duì)建筑的節(jié)能影響最大。按照我國的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑節(jié)能施工質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50411-2019，對(duì)玻璃進(jìn)行可見光透射比，遮陽系數(shù)，傳熱系數(shù)以及中空玻璃密封性能的檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，可以對(duì)玻璃的光學(xué)熱工性能進(jìn)行有效的控制，這也是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目的的有效措施[1]。

其次，有利于反映工程的真實(shí)性。在施工的過程中對(duì)相關(guān)的玻璃材料進(jìn)行現(xiàn)場檢測，是最直接最有效的檢測方式，可以進(jìn)一步確定材料是否能達(dá)到工程建設(shè)的質(zhì)量要求，并且可以進(jìn)一步確定玻璃材料的光學(xué)性能，從而保證工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

2 建筑玻璃光學(xué)熱工性能檢測原理

建筑玻璃光學(xué)熱工性能是光學(xué)性能及熱工性能的簡稱。光學(xué)性能包括可見光透射比、可見光反射比、太陽光直接透射比、太陽光直接反射比、太陽光直接吸收比、太陽光紅外熱能直接透射比；熱工性能包括太陽能總透射比、太陽能紅外熱能總透射比、遮陽系數(shù)、傳熱系數(shù)、光熱比等。

建筑玻璃現(xiàn)場檢測包括：①玻璃系統(tǒng)構(gòu)造檢測：玻璃構(gòu)造總厚度和平均總厚度；各層玻璃厚度；氣體間隔層厚度，包括構(gòu)造厚度和平均厚度；惰性氣體含量；膜面位置及膜面輻射率；②玻璃系統(tǒng)的光學(xué)及熱工參數(shù)檢測：可見光透射比；可見光反射比；太陽能總透射比、傳熱系數(shù)等。

4.1.1 玻璃構(gòu)造厚度。玻璃系統(tǒng)構(gòu)造厚度指的是玻璃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)厚度或者按照設(shè)計(jì)要求加工配置的玻璃厚度。中空玻璃構(gòu)造厚度包括各玻璃層厚度與氣體間隔層厚度之和，一般以玻璃邊緣附近的測量厚度確定。玻璃系統(tǒng)構(gòu)造厚度檢測結(jié)果，可以用于現(xiàn)場驗(yàn)收時(shí)檢驗(yàn)被測玻璃的厚度值是否與設(shè)計(jì)值一致，也可以用于現(xiàn)場驗(yàn)收中的熱工參數(shù)計(jì)算。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)猶如一把雙刃劍，它既有自己的優(yōu)勢，但是也有自己的劣勢，在方便人們工作和生活的同時(shí)也會(huì)造成相應(yīng)的困難。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)自身也具有一定的安全缺陷，并且有些安全問題是人們?cè)谌粘５墓ぷ髦泻茈y發(fā)現(xiàn)或是進(jìn)行排除的。所以如果計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身的安全措施沒有管理到位，那么就會(huì)給計(jì)算機(jī)埋下嚴(yán)重的安全隱患。除此之外，相關(guān)的應(yīng)用程序當(dāng)中也存在一定的使用漏洞，如果漏洞沒有進(jìn)行及時(shí)有效的補(bǔ)救措施，也會(huì)給計(jì)算機(jī)帶來嚴(yán)重的危害。所以財(cái)政部門要想有效加強(qiáng)財(cái)政信息數(shù)據(jù)的安全，就必須加強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的開發(fā)程度，最大限度地減少計(jì)算機(jī)受到的危害。

對(duì)于玻璃系統(tǒng)的平均厚度檢測，在實(shí)際的測量過程中，需要將其與建筑的節(jié)能性能要求進(jìn)行結(jié)合，并要考慮到天氣氣候等客觀因素。同時(shí)如果是矩形玻璃則就需要均等地籌劃每個(gè)測量邊界，并保證每個(gè)邊界的長度在500mm以內(nèi)。然后再根據(jù)劃分的結(jié)果，測量不同分區(qū)中點(diǎn)的厚度。同時(shí)還需要對(duì)每層玻璃的厚度以及氣體間的層厚進(jìn)行檢測。如果玻璃呈三角形，在檢測的過程中需要連接每條邊上的中點(diǎn)，將其劃分成四個(gè)區(qū)域，再測量每個(gè)區(qū)域中的中點(diǎn)厚度，在測量的過程中也要保證每個(gè)邊界的長度在500mm以內(nèi)[6]。

3 建筑玻璃光學(xué)熱工性能現(xiàn)場檢測程序分析

4.2.1 中空玻璃露點(diǎn)及傳熱系數(shù)。中空玻璃傳熱系數(shù)通常指的是在穩(wěn)定條件下，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的兩側(cè)，形成的空氣溫差為1度時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)單位面積下產(chǎn)生的熱量傳遞。在不受到邊效應(yīng)的影響下，如果中空玻璃中央?yún)^(qū)域處于正常的溫度環(huán)境下，則玻璃表面單位時(shí)間以及單位溫度并不會(huì)發(fā)生過多改變，產(chǎn)生的單位面積熱量不會(huì)受到較多影響[4]。

4 建筑玻璃光學(xué)熱工性能檢測內(nèi)容分析

4.1 玻璃性能參數(shù)

建筑玻璃光學(xué)熱工性能檢測原理：①檢測各層玻璃及間隔層厚度、光譜透射比、光譜反射比、膜面校正輻射率、間隔層惰性氣體體積濃度等基礎(chǔ)參數(shù)；②可見光透射比；可見光反射比；太陽能總透射比、傳熱系數(shù)等參數(shù)由基礎(chǔ)參數(shù)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 2680-2021和《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-2008計(jì)算獲得。

③治理工程透水性。治理工程實(shí)施后河道徑流和地下水之間應(yīng)順利完成交換，使地下水能夠在豐水期得到補(bǔ)充，并在枯水期對(duì)河道徑流予以逆向補(bǔ)給。

5.4.1 首先需根據(jù)抽樣方案確定被測玻璃，宜選取被測樣品中心點(diǎn)作為光譜透反射比的測量區(qū)域，清潔被測區(qū)域。

4.1.3 惰性氣體含量。中空玻璃中的惰性氣體主要是指在施工現(xiàn)場狀態(tài)下，氣體的含量，玻璃間層中空氣中的惰性氣體會(huì)受到環(huán)境溫度以及安裝時(shí)的不同角度的影響，會(huì)出現(xiàn)分布不均勻的情況[3]。目前主要的檢測方法有兩種，即等離子體發(fā)射光譜法以及半導(dǎo)體激光吸收光譜法。

在對(duì)建筑工程進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，需要計(jì)算相應(yīng)的熱工參數(shù)，并且在對(duì)建筑進(jìn)行節(jié)能評(píng)估工作時(shí)也需要熱工參數(shù)，而這一過程中需要膜面的位置，以及需要對(duì)其半球輻射率值的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。為了避免在檢測的過程中，測量儀受到玻璃邊部的金屬材料的影響，在選擇檢測點(diǎn)時(shí)要將檢測點(diǎn)與玻璃邊部的距離控制在100mm以上，進(jìn)而可以有效保證最終測量結(jié)果的精準(zhǔn)性。在實(shí)際的測量過程中需要注意兩方面的問題。首先是檢測點(diǎn)的選擇，要確保是在玻璃邊部較遠(yuǎn)的地方，距離要超過100mm，并且要選擇至少3個(gè)檢測點(diǎn)或者超過3個(gè)；其次要選擇每個(gè)檢測點(diǎn)的平均值作為膜面半球輻射率的檢測值。

由中國質(zhì)量萬里行促進(jìn)會(huì)發(fā)布的《2017年中國質(zhì)量誠信產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量明查暗訪情況》顯示：明查暗訪共累計(jì)查訪企業(yè)1662家，涉及行業(yè)22個(gè)，品牌278個(gè)，合格品牌235個(gè)，占調(diào)查總數(shù)的85%。經(jīng)分析，屬于產(chǎn)品質(zhì)量問題占30%，服務(wù)問題占36%，商業(yè)欺詐（質(zhì)量誠信）占22%，價(jià)格問題占7%，虛假宣傳占5%。[7]

4.2 光學(xué)性能參數(shù)

在平時(shí)現(xiàn)場檢測過程中，結(jié)合工程實(shí)際情況可以按照以下程序展開檢測工作：①接受委托單位的委托，并明確檢測目的和要求；②向委托單位獲取工程資料；③勘驗(yàn)現(xiàn)場、查閱設(shè)計(jì)文件、制定檢測方案；④雙方確認(rèn)檢測方案；⑤位開展現(xiàn)場檢測；⑥出具檢測報(bào)告[2]。

4.2.2 可見光透射比?？梢姽馔干浔认禂?shù)通常由太陽光入射量、太陽光反射量以及吸收量所組成，通過可見光透射比，可以判斷建筑玻璃的入射以及反射能力，同時(shí)可見光透射比可以對(duì)玻璃墻的吸收能力產(chǎn)生最直接的影響。當(dāng)建筑玻璃吸收掉大量的熱量后，會(huì)通過其他傳遞方式直接輸送到建筑物內(nèi)，從而調(diào)控建筑物室內(nèi)溫度?？梢酝ㄟ^對(duì)玻璃入射量以及玻璃表面可見光通量的比值來確定可見光透射比的系數(shù)。

4.2.3 遮陽系數(shù)。遮陽系數(shù)受玻璃厚度影響，其數(shù)值與玻璃阻擋陽光輻射能力呈現(xiàn)反比關(guān)系，如果玻璃的遮陽系數(shù)值較大的話，則太陽能輻射效果會(huì)降低，進(jìn)入建筑物室內(nèi)陽光量較低，這樣就很容易使建筑物的環(huán)境溫度出現(xiàn)下降的趨勢，一直處于比較陰冷的狀態(tài)。為此需要通過對(duì)建筑物玻璃遮陽系數(shù)的調(diào)整，加強(qiáng)對(duì)室內(nèi)溫度環(huán)境的控制，保證建筑物內(nèi)隨時(shí)處于合適的溫度環(huán)境。

4.2.4 太陽能總傳熱系數(shù)。建筑玻璃太陽能總傳熱系數(shù)通常與玻璃構(gòu)件的吸熱能力有關(guān)，對(duì)太陽光直接透射與輻射強(qiáng)度產(chǎn)生影響[5]。受介質(zhì)傳熱作用的影響，進(jìn)入到建筑物的室內(nèi)能量會(huì)逐漸提高，同時(shí)在玻璃幕墻厚度影響下，一旦進(jìn)入到室內(nèi)的太陽光能量提高，室內(nèi)溫度就會(huì)出現(xiàn)失衡的現(xiàn)象。為使建筑玻璃材料的選擇更加科學(xué)有效，根據(jù)太陽能總傳熱系數(shù)展開選擇，逐漸提升其價(jià)值效果。

我正在吃飯，聽到鄰桌一個(gè)女生對(duì)同伴說：“什么男孩要窮養(yǎng)、女孩要富養(yǎng)都是胡說，我說啊，女人最重要的是保養(yǎng)?！?/p>

5 建筑玻璃光學(xué)熱工性能現(xiàn)場檢測技術(shù)分析

5.1 玻璃系統(tǒng)厚度的檢測

為避免玻璃的厚度在溫度等因素的影響下出現(xiàn)變化，因此需要對(duì)玻璃的邊角進(jìn)行厚度的測量。在進(jìn)行測量的過程中，需要注意使用的檢測儀器，分辨率要在0.5mm以內(nèi)。同時(shí)，需要選擇不同的檢測點(diǎn)，檢測點(diǎn)的位置要選擇在玻璃的四個(gè)角上，進(jìn)而對(duì)玻璃的構(gòu)造厚度以及氣體間的層厚等參數(shù)進(jìn)行檢測，在檢測的過程中，要使測點(diǎn)的位置與玻璃邊的距離保持在50～120mm以內(nèi)。在四個(gè)檢測點(diǎn)得到的參數(shù)中應(yīng)當(dāng)取平均值。這一檢測數(shù)值的作用主要是完成驗(yàn)收工作中的尺寸核驗(yàn)，并且在計(jì)算熱工參數(shù)中也需要用到這一參數(shù)。此外，要將參數(shù)結(jié)果修正到0.1mm。此外，如果玻璃的形狀不是標(biāo)準(zhǔn)的，在檢測中對(duì)于檢測點(diǎn)的選擇，要選擇在距離頂點(diǎn)找50～120mm的地方，并要選擇三個(gè)以上的檢測點(diǎn)。

目前現(xiàn)場檢測設(shè)備主要有激光測厚儀、卡尺、金屬尺、超聲波測厚儀、玻璃低輻射鍍膜輻射率測量儀、中空玻璃惰性氣體分析儀、玻璃現(xiàn)場光熱參數(shù)綜合測量系統(tǒng)。

5.2 中空玻璃惰性氣體含量檢測

對(duì)于玻璃間層中空氣中的惰性氣體的檢測，在實(shí)際的工作中，需要注意的是檢測點(diǎn)的選擇，要保證檢測點(diǎn)是五個(gè)，并且要均勻選擇，同時(shí)要將檢測點(diǎn)與邊部的距離要控制在100mm以內(nèi)。此外，最后的檢測結(jié)果要選取十個(gè)檢測點(diǎn)的平均值。

5.3 半球輻射率檢測

4.1.4 膜面位置。玻璃鍍膜參數(shù)檢測主要檢測玻璃鍍膜表面金屬化合物的含量，對(duì)于玻璃的光學(xué)性能進(jìn)行合理判斷，滿足現(xiàn)場檢測要求。在玻璃鍍膜參數(shù)檢測中，可對(duì)熱反射玻璃、低輻射玻璃、導(dǎo)電膜玻璃進(jìn)行參數(shù)檢測。檢測時(shí)可以采用儀器檢測和感應(yīng)檢測的方式。儀器檢測專業(yè)性加強(qiáng)，檢測更加便捷。感應(yīng)檢測以感應(yīng)設(shè)備為主，通用設(shè)備為感應(yīng)筆。

5.4 玻璃光學(xué)和熱工參數(shù)現(xiàn)場檢測

4.1.2 玻璃系統(tǒng)的平均厚度。玻璃系統(tǒng)的平均厚度指的是在工程現(xiàn)場實(shí)際的使用環(huán)境中，玻璃系統(tǒng)不同部位的厚度按面積的加權(quán)平均值就是平均厚度。玻璃系統(tǒng)平均厚度，不僅用于現(xiàn)場節(jié)能評(píng)估時(shí)的玻璃厚度評(píng)價(jià)，同時(shí)參與熱工參數(shù)計(jì)算。此外，玻璃的平均厚度也會(huì)影響計(jì)算傳熱系數(shù)。在測量的過程中，采用的方式是等面積均勻，需要將檢測的區(qū)域進(jìn)行劃分，進(jìn)而可以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.4.2 按照上述測量方法獲得玻璃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括各層玻璃厚度、各層氣體間隔層厚度、膜面位置、膜面輻射率、惰性氣體含量，并輸入光熱參數(shù)測試軟件中。

總而言之，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的應(yīng)用對(duì)于提高小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量具有積極作用。在應(yīng)用體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的過程中，教師首先應(yīng)該明確小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)秉承以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，通過情境教學(xué)和游戲教學(xué)方法的合理運(yùn)用強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，切實(shí)提升課堂教學(xué)效果。與此同時(shí)，教師應(yīng)該注重學(xué)生動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)，可以通過動(dòng)手操作推進(jìn)學(xué)生的參與，并且應(yīng)該在課堂中加強(qiáng)學(xué)生之間的探討交流，從而高效發(fā)揮體驗(yàn)式教學(xué)的優(yōu)勢。

5.4.3 將儀器的測試探頭分別置于被測玻璃兩側(cè)，依次進(jìn)行光譜透射比、室外側(cè)光譜反射比和室內(nèi)側(cè)光譜反射比測試。

看病時(shí)，周岱翰總會(huì)依次詢問3件事：吃、睡、拉。在他看來，能吃、能睡、能拉代表病人的生活狀態(tài)較好。有時(shí)，他甚至?xí)癫∪?，不該吃的東西也可適當(dāng)嘗嘗。

5.4.4 儀器測試軟件對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和計(jì)算，輸出測量結(jié)果，并記錄測試數(shù)據(jù)，至少應(yīng)包括可見光透射比、可見光反射比、太陽能總透射比和傳熱系數(shù)。配合整窗光學(xué)與熱工參數(shù)計(jì)算，軟件還應(yīng)輸出一個(gè)可導(dǎo)入整窗光學(xué)與熱工參數(shù)計(jì)算軟件的玻璃測試數(shù)據(jù)文件。

主桁采用不帶豎桿的華倫式三角形腹桿體系，節(jié)間長度10.5m，主桁上弦采用折線形，主桁高度10.5～17m；兩片主桁中心距為27.5m，橋面寬26m；主桁上、下弦桿及端斜桿采用箱形截面，截面內(nèi)寬為800mm，內(nèi)高為1400mm，采用焊接整體節(jié)點(diǎn)。其余斜腹桿采用箱形截面及H型截面。箱形腹桿采用對(duì)拼連接方式，H形腹板均采用插入連接連接方式。

5.5 不能現(xiàn)場無損測量獲得熱工參數(shù)的玻璃檢測

目前的建筑玻璃品種中，有的可以在現(xiàn)場直接無損測量所有光熱參數(shù)，有的只能現(xiàn)場無損測量光學(xué)參數(shù)而不能直接無損測量獲得熱工參數(shù)。對(duì)于不能現(xiàn)場無損測量獲得熱工參數(shù)的玻璃，一般使用小塊替代樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測試，但無法保證小塊替代樣品與被測玻璃樣品的特性一致?？梢韵忍峁┡c之相同工藝相同配置的小塊替代樣品，按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用節(jié)能玻璃光學(xué)及熱工參數(shù)現(xiàn)場測量技術(shù)條件與計(jì)算方法》GB/T 36261-2018中附錄A的規(guī)定進(jìn)行小塊替代樣品與被測樣品的一致性驗(yàn)證。驗(yàn)證通過后，再將小塊替代樣品拆解成單片，再進(jìn)行熱工參數(shù)測試[7]。

6 結(jié)束語

綜上所述，建筑玻璃是建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其熱工性能須滿足建筑節(jié)能要求。本文通過對(duì)規(guī)范熱工性能現(xiàn)場檢測的必要性、建筑玻璃光學(xué)熱工性能檢測原理進(jìn)行闡述，可以發(fā)現(xiàn)玻璃的熱工性能主要受玻璃性能參數(shù)

以及光學(xué)性能參數(shù)的影響?？梢酝ㄟ^對(duì)玻璃系統(tǒng)厚度，中空玻璃惰性氣體含量，半球輻射率，玻璃遮陽系數(shù)以及玻璃傳熱系數(shù)進(jìn)行檢測，進(jìn)一步確定玻璃材料的光學(xué)性能，從而保證工程建設(shè)的整體質(zhì)量。