技术概述
遮阳系数是透过玻璃的太阳辐射得热量与相同条件下3毫米厚无色透明玻璃得热量之比,其数值由太阳能总透射比除以基准值0.87换算得到;太阳能总透射比则由太阳光直接透射部分与玻璃吸收后向室内侧的二次传热部分相加构成。测定时在300~2500纳米的太阳光谱范围内逐波长测量透射比与反射比,按标准太阳光谱的相对分布加权积分,模拟太阳辐射穿过玻璃进入室内的得热过程,评估玻璃对夏季空调负荷的削减能力。核心考核维度包括太阳光直接透射比、直接反射比与吸收比三者的搭配关系,吸收热向室内侧分配的比例,以及可见光透射比与总透射比之间的比值水平。对镀膜玻璃生产企业,这组数据是膜系设计与工艺调整的直接反馈;对建筑设计,它是空调负荷计算与遮阳构造选型的输入条件;在节能验收与绿色建筑评价中,则用于核对玻璃配置是否达到设计文件的约定。按照 GB/T 2680-2021《建筑玻璃 可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》执行,是评价玻璃太阳得热特性的常见验证方式之一。
检测样品
本试验所涉及的样品范围较广,涵盖幕墙、门窗与采光顶中承担遮阳与隔热功能的各类玻璃配置,结构层次与膜系设计的差异会直接改变得热分配比例。
- 阳光控制镀膜中空玻璃:以金属或金属氮化物膜层反射太阳辐射,重点考察总透射比与可见光透射比能否兼顾。
- 单银、双银与三银低辐射中空玻璃:银层数量增加使红外反射增强,需核查膜面位置与银层厚度对得热的影响。
- 本体着色吸热玻璃:通过提高吸收比降低直接透射,重点考察吸收热向室内侧的二次传热量。
- 彩釉与印刷玻璃:釉料覆盖率决定透射与吸收的比例,需按实际图案分布选择测点。
- 夹层与光伏幕墙玻璃:前者中间层吸收紫外与部分可见光,后者透射偏低而吸收较高,得热分配均与常规产品不同。
- 中空内置百叶或遮阳一体化产品:百叶角度与反射率影响整体得热,需注明叶片状态与朝向。
- 三玻两腔配置:多个气体层使传热路径复杂,需按实际腔体厚度与充气情况整体送检。
送检时应保证样品外观完好,边部密封无破损、膜层无脱落与氧化发彩;试样尺寸需满足仪器样品室与光路要求,常用不小于50毫米×50毫米,镀膜产品宜取100毫米×100毫米以上以覆盖多个测点;送检单应注明玻璃品种、膜面朝向、各层厚度与气体层厚度、是否充气,数量一般不少于三块并预留复测余量;试验前在温度23摄氏度左右、相对湿度50%左右的条件下平放调节一段时间,避免叠压导致边部受损。
检测项目
本试验围绕太阳辐射的直接透过、反射吸收分配与室内得热折算三个方向设置检测项目,其中太阳能总透射比与遮阳系数是判定隔热能力的核心条目。
- 太阳光直接透射比:300~2500纳米波段内透过玻璃的辐射通量占比,是得热计算的首要分量。
- 太阳光直接反射比:玻璃前表面对太阳辐射的镜面反射占比,反映膜层对辐射的排斥能力。
- 太阳光吸收比:由透射比与反射比之差导出,吸收的辐射随后以长波热辐射与对流方式释放。
- 太阳能总透射比:直接透射与二次传热之和,是评价玻璃得热水平的基础参数。
- 遮阳系数:总透射比与基准值之比,数值越低表示对太阳得热的削减越明显。
- 向室内二次传热系数:按内外表面换热系数把吸收热分配到室内侧的部分,与玻璃朝向和风速条件有关。
- 中远红外半球发射率:低辐射膜的核心指标,发射率偏低时二次传热大幅减少。
- 光热比:可见光透射比与总透射比之比,用于衡量采光与隔热的平衡程度。
- 紫外透射比:300~380纳米波段的透过比例,关系室内织物与饰面的褪色风险。
上述项目可根据产品用途、设计要求或研发目标进行单项或组合选择,常规幕墙玻璃以太阳光直接透射比、总透射比、遮阳系数与发射率组合为主,新品膜系开发时再增加光谱曲线与光热比分析。
检测方法
测量以太阳光谱范围内的分光光度法为基础,配合加权积分与传热分配计算,必要时用量热装置对结果作交叉验证。
- 分段光谱扫描法:紫外与可见区采用光栅分光、近红外区采用适宜探测器分段扫描,拼接成300~2500纳米完整光谱。
- 标准光谱加权积分法:将实测光谱与标准太阳光谱相对分布逐波长相乘求和,得到直接透射比与直接反射比。
- 二次传热计算法:按吸收比与内外表面换热系数之比分配吸收热,把向室内侧的那部分计入总透射比。
- 红外发射率测量法:用红外反射光谱按能量守恒推算半球发射率,或用量热式装置直接测定辐射热流。
- 膜面朝向调换法:对同一样品分别以膜面朝内、朝外两种姿态测量并计算,比较得热差异。
- 量热计验证法:将试样装入防护热箱,用太阳模拟器照射,测定通过试样的总热流,与计算值相互印证。
- 结构参数记录法:逐层记录玻璃与气体层厚度、间隔条材质,为传热分配计算提供几何输入。
- 现场光谱测量法:用便携式光谱辐射计对已安装幕墙抽测,用于核查实际配置与设计是否一致。
测量过程中的光谱透射比、反射比、辐射热流与温度由分光光度计探测器、热流传感器与多通道采集系统记录,按相关标准规定的加权与分配公式计算修约,原始光谱与计算过程留档,便于复核与不同配置之间的横向比对。
检测仪器
- 紫外—可见—近红外分光光度计:覆盖300~2500纳米波段,用于太阳光谱透射与反射测量。
- 积分球附件:收集漫透射与漫反射通量,适用于彩釉与压花类样品。
- 傅里叶变换红外光谱仪:用于中远红外反射光谱测量,为发射率推算提供数据。
- 太阳模拟器:提供接近太阳光谱的辐照条件,配合量热装置验证总透射比。
- 防护热箱与热流传感器:测定通过试样的稳态热流,用于得热量的直接测量。
- 标准反射镜与漫反射白板:用于反射比测量的基线校准,表面需定期核查。
- 测厚仪:用于玻璃与气体层厚度测量,为传热计算提供几何参数。
- 恒温恒湿箱:为试样提供规定的温湿度状态调节环境。
- 光谱数据处理工作站:完成光谱拼接、加权积分、得热分配计算与结果输出。
所有仪器设备均需按周期进行校准与期间核查,以保证量值可靠。
应用领域
- 幕墙热工设计:遮阳系数是玻璃配置比选与立面遮阳构造组合的核心参数。
- 空调负荷与能耗模拟:总透射比直接进入冷负荷计算模型,影响设备容量与运行费用估算。
- 绿色建筑与节能标准核查:用于核对玻璃配置是否满足设计文件对得热控制的要求。
- 遮阳产品配套选型:外遮阳、内置百叶与玻璃组合时,需以整体得热数据比较方案优劣。
- 镀膜生产工艺控制:银层厚度、靶材状态与膜系层数的波动会反映在总透射比上。
- 既有幕墙节能改造:更换玻璃、加贴隔热膜或增设遮阳后复测,评估改造前后的得热变化。
随着超低能耗建筑与近零能耗建筑的推广,玻璃得热数据在设计、设备选型与运行调适之间的衔接作用更加明显,检测结果也更多用于采光与隔热的协同权衡。
常见问题
问题一:检测周期是多久?
常规配置的太阳光透射与反射测量,在样品调节到位后通常数个工作日内可完成,周期受项目数量、试样数量与尺寸、结构复杂程度影响。单片玻璃一次光谱扫描耗时有限;中空与夹层样品需先核对层数与气体层厚度,测量时还要区分膜面朝向,测点与姿态增加后时间相应延长。若需用量热装置验证总透射比,装夹、恒温与稳定过程占用时间较多。数据离散偏大需补测,或需要加急出具报告时,排期也会相应调整。
问题二:检测价格是多少?
该项费用受多方面因素影响,主要取决于委托的检测项目数量、所采用的试验方法与判定条件、样品的数量与规格尺寸、试验工况设置的复杂程度,以及委托方对报告出具周期的缓急要求等。单项常规性能测试与多项目组合验证之间的费用差异较为明显,若需加急出具报告,通常也会对最终费用产生一定影响。建议在正式委托前先梳理并明确检测需求与项目清单,直接与承接检测任务的实验室沟通,由技术人员依据实际样品情况与试验方案给出针对性的报价参考。
问题三:样品需要做哪些准备?
试样应完整无破损,边部密封胶不得开裂或缺失,镀膜面不得有指纹、油污与氧化发彩,可用无水乙醇配无尘布轻拭。尺寸需覆盖仪器光路与多个测点,常用不小于50毫米×50毫米,镀膜产品宜取100毫米×100毫米以上。送检单须写明玻璃品种、每层厚度、气体层厚度、是否充气、膜面位于第几面,以及样品在实际工程中的朝向。数量一般不少于三块,中空样品需保留完整边部结构,不得为减小尺寸而切割密封边。试样应垂直或平放于专用架上运输,试验前在温度23摄氏度左右、相对湿度50%左右的环境中调节至稳定。
问题四:试验结果与实际使用性能有什么关联?
计算采用垂直入射与标准太阳光谱,而实际太阳高度角、入射角随季节与朝向变化,斜入射时反射路径改变,膜系的表现与垂直入射存在偏差;室外风速与表面换热条件也会影响二次传热的分配比例。因此实测值主要用于同结构配置之间的比较,以及与设计文件约定值的核对,属于参考性依据。工程中的实际得热还受外遮阳、周边建筑遮挡、玻璃积灰与室内遮阳使用习惯影响,若需精确评估空调负荷,宜结合全年动态能耗模拟综合判断。
问题五:试验中出现某种典型异常说明什么?
较常见的一种异常是遮阳系数与总透射比明显高于同批次历史数据,而可见光透射比变化不大。这类现象通常指向三个环节:一是低辐射膜面位置装反,膜层未置于中空腔体内侧,红外反射失效而可见光透过基本不变;二是气体层厚度不足或充气泄漏,对流换热增强使二次传热上升;三是间隔条选型不当,金属间隔条形成热桥,边部得热增加。排查时可先核对膜面位置与腔体厚度,再用红外发射率数据判断膜层是否完好,若发射率正常而总透射比偏高,则应重点检查气体层与边部密封。
问题六:检测报告一般包含哪些内容?
报告一般包括样品信息、依据标准、检测项目与条件参数、主要仪器、数据结果、外观检查与结论。样品信息涵盖产品名称、结构配置、各层厚度、气体层厚度、膜面位置、批号与送检数量;依据标准注明GB/T 2680-2021的编号与名称;条件参数列明波长范围、扫描间隔、加权所用光谱、传热分配取值与状态调节环境;数据结果按项目列出直接透射比、直接反射比、吸收比、总透射比、遮阳系数与发射率,并说明计算路径;外观检查记录膜层与边部密封状态;结论依据数据给出是否符合委托要求的判定。
问题七:哪些情况下建议进行该项试验?
一是幕墙或门窗方案确定阶段,需要以实测得热数据核对空调负荷计算与节能设计的输入;二是镀膜线更换靶材、调整银层厚度或膜系层数后,用于确认遮阳性能是否回到设定区间;三是玻璃进场复验与招投标环节,需核对供货产品与样板、设计文件标注的遮阳系数是否一致;四是既有建筑夏季空调能耗偏高、室内侧辐射感明显时,通过检测判断是玻璃配置不足还是遮阳与运行策略问题;五是研发场景下,用于建立膜系结构、发射率与总透射比之间的对应关系。



