建筑幕墙门窗玻璃光学热工性能检测技术

建筑幕墙门窗玻璃光学热工性能检测技术

肖可娴

深圳市龙岗区工程质量监督检验站广东深圳518172

摘要：在建筑工程中玻璃材料通过对幕墙的应用，能够在一定程度上节约能源，但是在对幕墙加以应用的过程中，其玻璃光学热工性能仍然是需要引起重视的地方，如果建筑幕墙门窗玻璃的光学热工性能不佳，那么仍然会造成能源的浪费。所以在本文的研究中，首先就目前的物理性能以及相关的检测技术进行了总结，然后再提出了建筑幕墙玻璃光学性能以及热工性能的检测技术，以期能够进一步改善建筑幕墙玻璃的光学热工性能，从而更加有利于节能。

关键词：建筑；玻璃幕墙；光学性能；热工性能

前言

玻璃是玻璃幕墙以及建筑外窗的主要材料，在建筑工程中之所以要对于玻璃加以应用，其主要的目的就在于节能，而玻璃的光学热工性能对于建筑节能有着非常显著的影响。建筑的玻璃幕墙以及外窗主要是通过玻璃传热消耗热能量的，所以对于玻璃的光学热工性能加以改善对于控制建筑节能有着非常重要的意义。而要改善玻璃的光学热工性能，首先就需要对于玻璃的光学热工性能进行检测，通过检测发现其存在的不足，然后再采取措施对其进行改善，因此对于建筑幕墙门窗玻璃的光学热工性能检测技术进行研究有着非常重要的意义。

1玻璃的基本热工性能参数

1.1可见光透射比

在自然环境中，最大的热能来源就是太阳辐射能，而太阳辐射能中有三分之二都是热辐射能，可见光的能量只占到了太阳辐射能的三分之一。在室外环境中，大部分的热辐射能都是被物体所吸收，而在室内环境中，大部分的热辐射能都是被人体所吸收的，因此成为了室内的主要热源。而室内热能的传递又会受到玻璃的可见光透射比的影响，所谓的可见光透射比，就是指的太阳辐射在经过玻璃材料的时候每平方米玻璃的总热功率。

1.2遮阳系数

遮阳系数也是玻璃的一个基本热工性能参数，所谓的遮阳系数，就是指的太阳辐射能透过玻璃的量与透过相同面积透明玻璃的量的比值，该参数所考察的主要是玻璃的反射能力，当前在对于建筑进行设计的过程中，往往都需要对于这一个参数加以考虑。因为玻璃的遮阳系数直接影响到建筑内部对于红外热能的阻挡效果。所以遮阳系数也是玻璃的一个重要热工性能参数。

1.3传热系数

传热系数也是玻璃的一个基本热工性能参数，所谓的传热系数，就是指玻璃在稳定传热的条件下，太阳辐射能恒定照射，玻璃的温度差不超过1℃，玻璃的热传导性能。对于玻璃而言，热能的传递是受到玻璃厚度以及材料影响的，所以如果玻璃的材质不同，其对于热辐射能的吸收能力也是不相同的。同时，如果玻璃的厚度越厚，那么其热能传导的辐射率就越低，而如果玻璃越薄，那么玻璃的热能传导的辐射率也就越高，所以在对于建筑玻璃热工性能进行测定的时候，必须要确定玻璃的厚度与传热系数之间的关系。一般情况下，传热系数就是指的在一定的时间之内通过1m2玻璃的传热量。

1.4中空玻璃露点

对于建筑而言，室内和室外往往都存在着一定的温差，而在室内的温度高于室外温度的时候，空气中的水蒸气往往会由于达到了饱和状态而发生凝结，进而在玻璃上出现结露的现象，出现结露现象的这一临界点就被称为露点。在对于建筑幕墙门窗玻璃的光学热工性能进行检测的过程中，玻璃露点也是一个重要的影响因素，所以必须要对其加以考虑。

1.5太阳能总透射比

太阳能总透射比也是玻璃的一个重要光学热工参数，太阳能总透射比又被称为太阳得热系数，指的是通过门窗或者幕墙构件成为室内得热量的太阳辐射与投射到门窗或者是幕墙构件上的太阳辐射的比值。太阳能总透射比包括了太阳光直接透射比和被玻璃及构件吸收的太阳能辐射再经传热进入室内的得热量。在进行建筑节能计算的过程中，太阳能总透射比是一个非常重要的参考因素，对于室内的采暖能耗和制冷能耗有着非常重要的影响。

2玻璃光学热工性能的检测

2.1玻璃遮阳系数测试

在对于建筑幕墙门窗玻璃光学热工性能进行检测的过程中，玻璃遮阳系数测试是一个重要的测试。在对于玻璃遮阳系数进行测试的过程中，首先需要用分光光度计测量250mm-2500mm、红外光谱仪测量2500mm—25000mm波长范围内的透射比和反射比，然后得到可见光、太阳光光谱透射比以及可见光、太阳光光谱反射比。在得到了太阳光透射比和反射比之后，可以计算出太阳光直接吸收比，然后依据向室内侧的二次热传递系数计算出太阳能总透射比，最后再计算出玻璃的遮阳系数。在以上的测试流程中，玻璃热工性能参数对于遮阳系数都有关联的关系，在当前对于玻璃的遮阳系数进行测试的过程中，所采用的主要是分光光度计、红外光谱仪来进行测量，在测试的过程中，分光光度计需要覆盖太阳光区250nm—2500nm，其中包括了紫外区、可见光区和近红外区。其波长的准度需要满足以下要求：紫外光区和可见光区在±1nm以内，近红外区在±5nm以内。而对于光度测量的准确度而言，紫外区和可见光区应该在1%以内，重复性为0.5%，近红外区应该在2%以内，重复性为1%。同时波长间隔应该确保紫外区为5nm，可见光区位10nm，近红外区位50nm或者是40nm。红外光谱仪的测试波长范围应该覆盖远红外区，波长的准度应该在±0.2μm以内，光度的测量准确度应该在2%以内，同时重复性为1%。红外光谱仪主要用于测试玻璃的半球辐射率，同时再结合分光光度计的测试结果对于遮阳系数进行计算。

在对于玻璃的遮阳系数进行测试的过程中，在进行光谱透射比测试时，需要采用与试样相同厚度的空气层作为参比标准，而在光谱透射比测试中，照明光束的光轴与试样表面法线的角度不能够超过10°，照明光束中任一光线与光轴的夹角不能够超过5°。而在光谱反射比测试中，应该采用的标准镜面反射体作为参比标准，不能够使用完全漫反射体作为工作标准。同时照明光束的光轴与试样表面法线的夹角也不能够超过10°，而且照明光束中任一光线与光轴的夹角不能够超过5°。

2.2建筑幕墙气密性测试

在对于建筑幕墙门窗玻璃光学热工性能进行检测的过程中，建筑幕墙的气密性测试也是一个非常重要的内容。在对于建筑幕墙的气密性能进行测试的过程中，测试的项目主要包括幕墙时间的气密性能，即检测100Pa压力差下可开启部分的单位缝长空气渗透量和整体幕墙试件单位面积的空气渗透量。在进行检测的过程中，所使用到的检测装置主要包括压力箱、供压系统、测量系统和试件安装系统等，其中压力箱的开口尺寸必须要能够满足试件安装的要求，而且箱体也必须要能够承受检测过程中有可能会出现的压力差。同时在进行支承幕墙的安装横架的安装时，必须要保证其具有足够的刚度，对于供风设备而言，必须要能够施加正负双向的压力差，而且还要能够达到检测所需要的最大压力差，压力控制装置必须要能够调节出稳定的气流。在对于压差计进行布置时，其两个探测点应该布置在试件两侧，而且压差计的精度需要达到示值的2%，最后空气流量测量装置的测量误差不能够超过示值的5%。同时在进行检测的过程中，试验也必须要满足一定的要求，首先，试件的规格、型号以及材料都必须要与生产厂家所提供的图样保持一致，而且试件的安装也必须要符合设计要求。对于单元式幕墙而言，至少应该包括一个与实际工程相符合的典型十字缝，而且还要有一个单元的四边形成语实际工程相同的接缝。

在检测开始之前，首先必须要做好检测前的准备工作，在对于所有的试件安装完毕之后必须要再次进行检查，确保其符合设计要求之后才能够开始检测，而且在进行检测之前还需要将试件可开启的部分进行不少于5次的开关，最后再关紧。检查完毕之后，再进行预备加压，在正负压检测之间分别施加三个压力脉冲，压力差绝对值保持为500Pa，持续的时间保持在3s，加压速度保持在100Pa/s左右，待压力回零之后开始进行检测。在对于渗透量进行检测时，首先对于附加渗透量进行测定，先充分密封试件上的可开启缝隙或者是镶嵌缝隙，或者是用不透气的材料把箱体开口部分密封，然后再逐级进行加压，每一级压力的作用时间应该大于10s，先逐级加正压，然后再逐级加负压。

2.3玻璃可见光透射比测试

对于建筑幕墙门窗玻璃而言，可见光透射比是描述其采光性能的一个重要参数，而且在我国的相关标准中也作出了明确的规定，在窗以及透明幕墙的墙面积比小于0.40的时候，玻璃的可见光透射比不能够小于0.40.在进行可见光透射比测试的过程中，测试的仪器主要包括分光光度计，该仪器的测试波长范围应该覆盖可见光区，其波长准确度应该在±1nm以内，波长间隔为10nm。在测试的过程中，需要采用与试样相同厚度的空气层作为参比标准。通过测试主要获得光谱反射率这一参数，然后再依据这一参数对于玻璃的可见光透射比进行计算。

3结语

目前在建筑工程项目中，玻璃幕墙以及玻璃门窗得到了非常广泛的应用，其玻璃的质量高低对于建筑节能有着非常重要的影响，而通过对于玻璃光学热工性能进行检测，能够更好地掌握玻璃的光学热工性能，从而更加有利于建筑节能。

【参考文献】

[1]刘志宏,李俊明,王补宣,徐鹏.外循环式双层玻璃幕墙的热工性能研究[J].建筑科学,2013,(04):75-79+90.