建筑玻璃光学和热工性能检测方法及注意事项

2018-09-22王坤芳

江苏建材 2018年4期

关键词：透射比中空玻璃镀膜

王坤芳

（江苏省建工建材质量检测中心有限公司，江苏南京 210009）

0 引言

门窗对于建筑结构而言，不仅能够对室内环境进行调节，减少照明工具的使用量，更是围护结构热量传递的重要介质。本文分析并探讨了验收幕墙和门窗时玻璃的光学性能项目，旨在为选择适合的节能材料提供理论依据。

1 玻璃光学热工性能参数的释义

1.1 可见光透射比

通常情况下，波长为280～3 500 nm的光谱会集聚太阳光97%的能量，同时这些光谱也是建筑物围护机构中热量和辐射的来源。太阳光的入射量加上反射量再加上吸收量等于太阳光的入射量。而玻璃入射和反射的量直接决定玻璃的吸收能力。热量经过玻璃吸收后，可以进一步传递到室内，也会有一部分辐射传递至室内。因此，建筑的围护结构和玻璃的光学性紧密相关。只有选择适宜的玻璃，建筑才能更有效地落实节能减排目标。透光系数=透过玻璃的可见光通量/射在玻璃表面上的可见光通量。这个参数可以对室内的明暗程度和通透效果进行调节，进而决定了室内照明能量的消耗，透光系数直接影响建筑节能效果。所以，首先应该控制其光学性能参数。

1.2 遮阳系数

通常情况下，遮阳系数与阻挡阳光辐射的能力成反比。遮阳系数不但包括太阳光的直接透射还包括试样向室内侧的二次热传递。不同遮阳系数的玻璃适合不同气候的地区，遮阳系数高的玻璃进入室内的太阳能辐射多，从而降低冬季取暖费，这种玻璃适合冬季长的北方地区，反之遮阳系数低的玻璃适合夏季长的南方地区。

1.3 太阳能总透射比

太阳能总透射比是包括被玻璃和构件所吸收的太阳辐射和太阳光直接透射，经过介质传热后，进入室内的能量。以上能量进入室内后，会引发室内温度的升高，直接造成夏天空调制冷的负担。所以，太阳能总透射比是在玻璃的选择过程中最重要的参数。

1.4 太阳光直接反射比

太阳光直接反射比是在太阳光谱中，玻璃表面所反射的近红外光、紫外光以及可见光的占总能量的百分比。太阳光直接反射比是墙体颜色选择的重要指标。

1.5 太阳光直接透射比

太阳光直射透射比是在太阳光谱中，穿透玻璃的近红外光、紫外光以及可见光占总能量的百分比。

1.6 可见光反射比

可见光反射比是在可见光谱范围中，玻璃表面所反射的可见光/玻璃表面可见光的总量。

1.7 传热系数K

传热系数，表示忽略边缘效应，热量通过玻璃中心位置，一般在稳定条件下，单位时间内，单位面积所传送的热量。

2 玻璃光学性能热工参数检测流程

2.1 检测流程

测定遮阳系数通常选择的设备是分光光度计和红外光谱测量仪。本文中所选择的分光广度计的测定范围是波长250～2 500 nm的光谱。红外光谱测量仪选择的是傅里叶变换光谱仪，这种仪器的测定波长为 2 500～25 000 nm。单、双层玻璃检测流程见图 1，2。

图1 单层玻璃检测流程

图2 双层玻璃检测流程

2.2 注意事项

（1）控制试样表面法线与照明光束的光轴的夹角小于10°，放置样品的过程中，要把样品紧贴检测面，旨在确保设备光线的入射角度，进一步确保检测数据的精准性。

（2）传热系数的计算尽量选择冬季标准进行，并且要求太阳辐射Is=0;而太阳光总透射比和遮阳系数的计算应该尽量选择夏季标准进行，另外，计算相关数据后进行取值的时候，也应充分考虑相对应的计算条件。

（3）对玻璃每一面位置的标明。如果是镀膜玻璃，不同材质的玻璃会有完全不同的遮阳系数，每一片玻璃每一面在进行参数计算的时候，都应该依据现场情况，确保室内外检测样品数据真实有效，如果是中空玻璃，则需要对每一片玻璃的紫外和红外光参数进行测试，然后再凭借计算软件进行合成，继而计算出玻璃的遮阳系数。

（4）对于中空玻璃，膜面通常会受到潮气和氧化剂的影响，发生氧化反应。所以进行测试时，拆分后应该尽快检测，保证不超过12 h。中空玻璃的低辐射性能不受钢化处理的额外影响。

（5）分光光度计每隔3个月或仪器长途运输后应校正设备即要0线扫描。

（6）保管好反射附件，反射附件的正面务必不能用手触摸，也不许有划痕。

（7）试验和校准时舱门都不能打开。

（8）仪器放置应避免高温、高湿和强电磁场，红外光谱测量仪的样品室内应放变色硅胶，且应定期查看两个带干燥剂的干燥剂筒，一旦有半数以上的变潮或者变色，必须更换干燥剂。

3 常用玻璃的分类及性能

3.1 吸热玻璃

通常情况下，蓝色、绿色以及茶色和灰色的玻璃，会具有极好的吸热效果，玻璃的透光率和吸热率也会随着玻璃颜色的变化而发生变化。这些吸热效果较好的玻璃，可以将其所吸收的太阳能转化为热能后，经过热传递和长波辐射传递至室内，但如果室外的风速较大时，对流换热的系数通常也较高，所以传递到室外的热量会较多。

3.2 镀膜玻璃

镀膜玻璃通常有两种，一种是阳光控制型，另外一种是低辐射型，而阳光控制型又分为两种，一种是在线阳光控制型，另外一种是离线阳光控制型。①阳光控制型同时也称为热反射玻璃，这种镀膜玻璃对波长350～1 800 nm的光波会有阻碍作用。镀膜玻璃之所以能够作为建筑节能玻璃的材料，是因为其能够对太阳能进行反射。能够反射热的玻璃一般反射两种光，即红外光和可见光，这种玻璃对降低夏季室内空调负担有重要意义，因为这种热反射比例会反射大部分太阳能，所以适用范围不包括寒冷地区。②低辐射镀膜玻璃也叫做Low-E玻璃，有三种类型：高透型、双银Low-E型以及遮阳型，这种玻璃的表面通常会镀比较特殊的金属氧化膜，远红外线照射到这种玻璃上，会受到此类特殊氧化膜的反射，进一步降低玻璃的热辐射，同时还能保证某些可见光的透射率。此类玻璃自身的辐射性能较低，还能很好地控制阳光，最适用的范围是南方地区。

3.3 透明玻璃

透明玻璃通常具有较高的透射比，80%的太阳光线可以通过这种玻璃。在寒冷地区，透明玻璃是集聚太阳能最适合的选择。如果在南方使用透明玻璃，则需提前进行特殊处理，旨在阻挡太阳辐射。

3.4 中空玻璃

单片玻璃所具有的节能效果通常比较有限，特别是其具有偏大的传热系数，由不同类型的玻璃所构成的中空玻璃，都具有良好的节能特性，在全国各个地区被广泛应用。经过大量的计算和大量的试验证明：影响中空玻璃系统的传热系数与玻璃厚度、辐射率、中间气体层厚度、中间气体层种类有密切的关系。各类影响可归纳如下：①不同气体所造成的影响。通常情况下，中空玻璃内为空气，如果对保温的要求较高，那么需要在中空玻璃内充惰性气体比如氩气或者氪气，也有充空气和惰性气体的混合气体。②同种气体如果气体之间的厚度增加，那么气体之间的热阻也会有所增加，气体厚度如果增加到16 mm以上，气体之间的热阻增加量通常不大，如果气体厚度增加到20 mm后，热阻增加量反而增大。