孟祥芳+鄧喜強

【摘要】本文筆者結(jié)合自己多年實際工作經(jīng)驗對建筑玻璃的常用設(shè)計參數(shù)進行歸納分析與探討。本文闡述了建筑玻璃常用參數(shù)的基本術(shù)語符號、定義組成、設(shè)計原則、參數(shù)選用原則等設(shè)計參考。強調(diào)對所述要點，在設(shè)計前要進行充分的方案可行性論證研究，設(shè)計上力求嚴(yán)謹(jǐn)，從而達到安全、經(jīng)濟、節(jié)能使用建筑玻璃的目的。

【關(guān)鍵詞】建筑玻璃；能量；節(jié)能

一、太陽光譜構(gòu)成

太陽光譜主要由可見光，紫外線和紅外線構(gòu)成。

能量分布分別為如下。

紫外線2% [波長10nm至400nm]

可見光47%[波長380nm至780nm]

紅外線51%[波長750nm至2500nm]

二、玻璃常用參數(shù)術(shù)語符號及含義

（一）可見光透射比[Light transmittance英文簡寫Tvis]

在可見光譜（380nm至780nm）范圍內(nèi)，透過玻璃的光通量與入射在玻璃上的光通量之比。

這一指標(biāo)不僅影響著建筑的通透效果，還直接影響著室內(nèi)的照明能耗，所以在《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中提出了“當(dāng)窗墻比小于0.4時，玻璃的可見光透射比不應(yīng)小于0.4”的限制要求。

《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005中第4.2.4條。

建筑每個朝向的窗（包括透明幕墻）墻面積比均不應(yīng)大于0.7。當(dāng)窗（包括透明幕墻）墻面積比小于0.4時，玻璃（或其他透明材料）的可見光透射比不應(yīng)小于0.4。當(dāng)不能滿足本條文的規(guī)定時，必須按本標(biāo)準(zhǔn)第4.3節(jié)的規(guī)定進行權(quán)衡判斷。

（二）可見光反射比[Light reflectance 英文簡寫Rvis]

在可見光譜（380nm至780nm）范圍內(nèi)，玻璃反射的光通量與入射在玻璃上的光通量之比。

主要用于限制玻璃幕墻的反射“光污染”現(xiàn)象。

《玻璃幕墻光學(xué)性能》GB/T18091-2000標(biāo)準(zhǔn)中做了如下限定：

4.1.2為限制玻璃幕墻的有害光反射，玻璃幕墻應(yīng)采用反射比不大于0.30的幕墻玻璃。

4.2.1在城市主干道、立交橋、高架路兩側(cè)的建筑物20m以下，其余路段10m以下不宜設(shè)置玻璃幕墻的部位如使用玻璃幕墻，應(yīng)采用反射比不大于0.16的低反射玻璃。若反射比高于此值應(yīng)控制玻璃幕墻的面積或采用其他材料對建筑立面進行分隔。

（三）太陽能透射比[Total solar energy transmittance英文簡寫Tsol]

也稱為太陽得熱系數(shù)（SHGC）、得熱因子、g值等

在太陽光譜（300nm至2500nm）范圍內(nèi)，透過玻璃的太陽輻射能量與入射在玻璃上的太陽輻射能量之比。

這一指標(biāo)是建筑節(jié)能計算中的重要參考因素，直接影響著室內(nèi)的采暖能耗和制冷能耗。但是人們在選購玻璃時習(xí)慣上使用遮陽系數(shù)數(shù)據(jù)來體現(xiàn)太陽光總透射比的高低。

（四）遮陽系數(shù)[Shading Coefficient 英文縮寫SC]

三、在GB/T2680中稱之為遮蔽系數(shù)（縮寫為Se）

（一）是指太陽輻射能量透過窗玻璃的量與透過相同面積3mm透明玻璃的量之比。SC可以用SHGC（太陽熱獲得系數(shù)）除以3mm白玻的透過率（GB/T2680中理論值取0.889，國際標(biāo)準(zhǔn)中取0.87）進行計算。SC=SHGC÷0.889（或0.87）

1.太陽獲得系數(shù)（SHGC）是指在相同條件下，太陽輻射能量透過窗玻璃進入室內(nèi)的量與通過相同尺寸但無玻璃的開口進入室內(nèi)的太陽熱量的比率。

2.遮陽系數(shù)反映的是太陽直接輻射透過玻璃的傳熱。遮陽系數(shù)越小，遮擋陽光向室內(nèi)直接輻射的性能越好。

3.在炎熱氣候地區(qū)和大窗墻比時，低遮陽系數(shù)的玻璃可減少進入室內(nèi)的太陽直接輻射能，從而有利于減少制冷能耗。在寒冷地區(qū)和小窗墻比時，高遮陽系數(shù)的玻璃更有利于利用太陽熱量降低采暖能耗。

4.遮陽系數(shù)的選擇應(yīng)考慮建筑物所處的地理氣候，選擇適宜的SC產(chǎn)品及中空組裝結(jié)構(gòu)，以下參數(shù)可作參考。

對于夏熱冬暖地區(qū)，選擇SC<0.3的玻璃，可最大限度控制進入室內(nèi)的太陽能。

北方嚴(yán)寒地區(qū)室內(nèi)能耗以采暖為主，SC>0.6為宜。

對于國內(nèi)大多數(shù)地區(qū)，冬季需要采暖，夏季需要空調(diào)制冷，SC以0.3～0.6為宜。

5.控制SC的有效方法是采用鍍膜玻璃或著色玻璃。可使6mm透明玻璃的遮陽系數(shù)SC從0.93降低到0.2～0.6。

（二）傳熱系數(shù)[U 或K 單位W/（m2k）]

U值和K值都是衡量材料隔熱性能的物理量，即傳熱系數(shù)。

建筑玻璃的U值和K值都定義為：在標(biāo)準(zhǔn)條件下，單位時間內(nèi)從單位面積的玻璃組件一側(cè)空氣到另一側(cè)空氣的傳輸熱量。由此看出，U值和K值的概念和定義是完全相同的。

根據(jù)定義，U值和K值國際單位制為W/（m2k），其中w為熱功率、m2為玻璃面積、k為開氏溫度。除了國際單位，還有英制單位BTU/hft2℉，這里BTU為英制熱量、h為小時、ft2為平方英尺、℉為華氏溫度。兩種單位之間的換算關(guān)系為

1 BTU/hft2℉=5.68 W/（m2k）

傳熱系數(shù)越低，說明玻璃的保溫隔熱性能越好。

（三）U值和K值區(qū)別

1.來自不同的標(biāo)準(zhǔn)體系，中國在玻璃工業(yè)最早取用日本數(shù)據(jù)，所以中日兩國用的K值是一樣的，歐洲也叫K值，美國叫U值。中國的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T10294-88，日本的標(biāo)準(zhǔn)是JISR3209-1995，歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是EN673，美國的標(biāo)準(zhǔn)是ASHRAE。

2.測試條件，中國的測K值的測試環(huán)境為外部溫度2.5℃，內(nèi)部溫度17.5℃，風(fēng)速 4m/s，無陽光直接照射（相當(dāng)于夜晚環(huán)境）。而美國的測U值的測試環(huán)境分夏季白天和冬季夜間。

ASHRAE夏季白天標(biāo)準(zhǔn)條件：室外溫度90℉（31.7℃），室內(nèi)溫度75℉（23.9℃），風(fēng)速7.5英里/小時（3.4m/s），直射太陽能密度248 BTU/hft2（783 W/m2）

ASHRAE冬季夜晚標(biāo)準(zhǔn)條件：室外溫度0℉（-17.8℃），室內(nèi)溫度70℉（21.1℃），風(fēng)速15英里/小時（7.6m/s），直射太陽能密度0BTU/hft2（0 W/m2）

3.根據(jù)以上不同的測試環(huán)境，中、美、歐有關(guān)傳熱系數(shù)對應(yīng)關(guān)系如下。

歐洲K值<中國K值<美國U值

降低K值的最有效方法是采用低輻射鍍膜玻璃或中空玻璃。當(dāng)對玻璃的隔熱性能有更高要求時，可選用充裝惰性氣體的Low-E中空玻璃。

四、情況說明

（一）在實際設(shè)計中，我們對于玻璃參數(shù)的選定依據(jù)在建筑施工圖的設(shè)計說明、建筑專業(yè)提供的節(jié)能表或節(jié)能計算書中，另外還要參照《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005和相關(guān)地方法規(guī)。

（二）注意玻璃的性能和門窗玻璃幕墻的整體性能是不一樣的。

（三）在中空玻璃內(nèi)填充氬氣，主要用來降低傳熱系數(shù)K值。而填充氟化硫氣體則主要用來隔音。一般中空玻璃可降低噪音30分貝，填充惰性氣體的中空玻璃可再降低5分貝。