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摘要：随着建筑节能活动的深入开展，节能玻璃正发挥着越来越重要的作用。本文阐述了节能玻璃的类型、特点及其热工性能检测项目，探讨了热工性能检测方法中的相关问题。
关键词：节能玻璃;热工性能;检测
0 引言
节能玻璃一般是指具有良好保温和隔热性能的玻璃。在建筑节能得到广为关注的今天，建筑门窗和幕墙节能发挥着极其重要的作用。据统计，我国空调采暖所消耗的能量中有20%～50%是经门窗或幕墙传热发生的[1]。而玻璃是门窗或幕墙传热耗能的主要媒介，因此节能玻璃的应用对建筑节能具有非比寻常的意义。
节能玻璃历经多年发展，已形成门类众多的大家族，其产品种类逾千种。按照结构特点，节能玻璃可分为中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃三大系列[2]。中空玻璃是由两片或多片玻璃组成，四周以高强度气密性胶粘剂将玻璃、橡胶条、铝合金框密封，内腔充以干燥气体（空气或惰性气体）的玻璃加工产品[3]。我国中空玻璃分为普通型和复合型两大类，前者以浮法白玻为基片并以内腔气室隔热;后者除气室隔热外，还以镀膜玻璃、安全玻璃、LOW-E玻璃、丝网印刷玻璃、离子着色玻璃等为基片，提供更多或更好性能。真空玻璃是在两片玻璃之间以0.1～0.2mm支撑物隔开，周边以玻璃焊料密封，抽气形成真空腔结构的加工玻璃产品[4]。为了进一步改善性能，真空玻璃常采用一片LOW-E玻璃，并且其形式除普通真空玻璃外，还有与中空玻璃复合的形式——复合真空玻璃。镀膜玻璃是在玻璃基片上沉积其他材料，以改变玻璃光学、电学、化学和机械性能的加工玻璃产品[5]。其类型包括LOW-E镀膜玻璃、热反射镀膜玻璃、低反射镀膜玻璃、遮阳型镀膜玻璃、阳光控制型镀膜玻璃等多个品种。
热工性能的检测是衡量节能玻璃节能效果的关键依据，由于节能玻璃品种众多，从而对检测技术提出了比较高的要求，本文就此进行了探讨。
1 节能玻璃热工性能检测项目
按照《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB 50411-2007）第5.2.3条规定，幕墙玻璃进场复检见证取样项目包括可见光透射比、传热系数、遮阳系数和中空玻璃露点;第6.2.3条规定，建筑外窗进场复检见证取样项目（夏热冬暖地区）包括气密性、玻璃遮阳系数、可见光透射比和中空玻璃露点。除了外门窗气密性指标与玻璃性能没有直接关系，其他参数都与玻璃热工性能相关，故介绍如下：
1.1 可见光透射比（
）
按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》（JGJ/T 151-2008）第2.1.9条定义，可见光透射比是指标准光源（
）透过玻璃成为室内的可见光通量与投射到玻璃的可见光通量的比值，而按照《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》（GB/T 2680-94）第3.1节公式，可见光透射比是指可见光谱范围内（380nm到780nm），透射光强度占入射光强度的百分比。可见光透射比反映了玻璃的透光率，影响室内照明能耗。
1.2传热系数（
或
）
传热系数是指玻璃两侧温差为1K或1℃时，单位时间通过单位面积玻璃的热量，其单位为W/（m2·K）或W/（m2·℃）。传热系数反映了玻璃的保温隔热性能，其值越低节能效果越好。
1.3 遮阳系数（
或
）
遮阳系数也称为遮蔽系数，是指相同条件下，玻璃的太阳光总透射比与3mm标准玻璃的太阳光总透射比之比值。太阳光总透射比（
）又指通过玻璃成为室内热量的太阳辐射与投射到玻璃上的太阳辐射之比值，其值等于太阳光直接透射所得热量与太阳辐射被构件吸收再入室内热量之和。太阳光总透射比反映了玻璃透射太阳能的比例，影响采暖能耗和空调能耗，因而遮阳系数也对采暖能耗和空调能耗有影响，但不同地区或季节对玻璃遮阳系数有不同的要求，炎热地区或夏季减小遮阳系数有利于节能，寒冷地区或冬季提高遮阳系数更有利于利用太阳能而实现节能。
1.4 中空玻璃露点 中空玻璃露点是指封存在内腔中的空气湿度达到饱和状态时的温度。结露影响中空玻璃的透光性，同时也降低其隔热效果，所以也是衡量中空玻璃节能效果的重要指标。
2 节能玻璃热工性能检测方法
2.1 可见光透射比测定
节能玻璃可见光透射比的测量依据是GB/T 2680-94，其规定了采用分光光度计测定的条件和可见光透射比的计算方法。其原理是光谱透射比法，即分光光度计的两束光中，测量光束透过测试玻璃，参考光束透过空气，以2个相同的光电探测器接收后进行比较得到透射率;或采用1个光电探测器，先后接收两束光后再进行比较。
从380nm到780nm间隔
=10nm有41个波长光束，采用公式
计算可见光透射比，对于单层玻璃可通过仪器配置的软件直接计算得到结果。对于两层或三层玻璃构件可分别测出每一片玻璃的可见光透射比和可见光反射比数据，再以GB/T 2680-94中公式计算出两层或三层玻璃构件的可见光透射比。需要指出的是对于采用钢化玻璃的节能玻璃，由于不能切割成分光光度计要求的尺寸（一般在100mm×100mm以内），只能采用玻璃生产商另外提供的样品，无法满足现场验收见证取样要求，所以这项参数测试的真实性受到一定影响[6]。现在有些检测机构配置了暗室和大件玻璃夹持附件，可以检测成品玻璃，解决了钢化玻璃测试的难题。
2.2 传热系数测定
玻璃的传热系数可以通过测试其辐射率后计算得出，也可以通过防护热板法或热流计法测试热阻后再换算而得。由于辐射率的测试相对容易，再结合广东省建科院的玻璃光学、热工性能计算软件（Glazing Design 1.5）进行计算即可得到传热系数，目前这种方法应用较为普遍。计算方法可参照《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ 131-2009）“附录A 玻璃传热系数计算方法”。防护热板法与热流计法相比，前者精度更高，受环境、仪器和人为因素较少。防护热板法测热阻可按照《玻璃导热系数试验方法》（JG/T 675-1997）进行测试，热阻与导热系数的关系是：
（
为热阻，m2·K/W;
为厚度，m;
为导热系数，W/m·K）;然后再按
计算传热系数（
为传热系数，W/（m2·K）;
为热阻;
、
分别为室内外表面换热系数，单位与传热系数相同）。中空玻璃的传热系数可按《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》（GB/T 22476-2008）进行测定，该标准包含了上述3种方法。其中防护热板法测量传热系数误差来源主要是平均热流量和试验温度的测量，减少误差的措施包括经常以标准参比板对导热系数测量仪器进行标定以及经常对温度传感器进行检定等[7]。真空玻璃传热系数测定方法可按照《真空玻璃》（JC/T 1079-2008）“附录A 真空玻璃保温性能测量方法”进行测试。但是该方法没有明确冷、热板与被测真空玻璃表面接触压强的影响，实际上该压强对温度传感器与真空玻璃接触的紧密程度以及测量板与真空玻璃和标准板之间的残余气体含量都有影响，并且会影响测量结果[8]。 2.3 遮阳系数测定
如同可见光透射比的测定，遮阳系数的测定也是依据GB/T 2680-94和分光光度计进行检测，实际上后者涵盖了前者，并且计算过程更为复杂。太阳光谱被人为分为紫外光区（280nm～380nm）、可见光区（380nm～780nm）、近红外光区（780nm～2500nm）和远红外光区（4.5μm～25μm），它们所占比例分别为7%、46%、44%和3%。目前的主要问题是各单位所依据的标准、计算方法、边界条件等有所差异，因而检测结果也有所出入，并给验收工作带来一定困难。GB/T 2680-94是依据ISO 9050：1990制定的，与近年来国外应用更多的ISO 9050：2003和其他国外标准有些差异，依据不同标准的软件计算结果自然不同。同时，玻璃取样也存在前述尺寸问题，为此有些单位专门与仪器制造商合作改进仪器，使其可以测量600mm×1000mm这么大尺寸的样品。上述问题希望GB/T 2680-94修订时能够解决。下面仅以双层玻璃构件的检测为例说明其测试过程，如图1所示。
2.4 中空玻璃露点测定
中空玻璃露点可按照《中空玻璃》（GB/T 11944-2012）第7.3节“露点试验”规定进行测定。
3 结语
由于节能玻璃种类多，特点各异，加上目前检测标准也不够完善，节能玻璃热工性能的检测常有一些出入。尤其中空镀膜玻璃膜面位置的变化，就能对热工性能产生显著的差异，必须通过检测才能确认该节能玻璃的热工性能，因此对节能玻璃热工性能的检测技术应该全面而准确地理解和应用。
参考文献：
[1]张云龙，姜美琴，李磊.建筑幕墙门窗玻璃光学热工性能检测技术[J].门窗，2010（8）：16-20.
[2]黄晓研，万正先，彭春艳.建筑节能玻璃在我国未来的发展前景[J].玻璃，2013（9）：38-41.
[3]朱俊.谈安全节能的中空玻璃及其选用[J].现代技术陶瓷，2013，34（6）：20-26.
[4]刘甜甜，许海凤，唐健正.真空玻璃——节能门窗的新选择[J].门窗，2013（8）.
[5]邵景楚，鞠淑丽，慈红英.新型节能镀膜玻璃[J].新型建筑材料，2011（8）：88-90.
[6]马扬，杨仕超.关于玻璃遮阳系数检测标准的若干问题研究[C]// 2011年铝全国门窗幕墙行业年会论文.广州：中国建筑金属结构协会，2011：172-179.
[7]于翔，云腾.中空玻璃传热系数测定结果的不确定度评定[J].理化检验（物理分册），2011，47（10）：637-640.
[8]张磊，宁铎，刘伟，等.一种可控恒压强条件下真空玻璃传热系数测量仪研制[J].陕西科技大学学报，2013，31（2）：136-141.
关键词：节能玻璃;热工性能;检测
0 引言
节能玻璃一般是指具有良好保温和隔热性能的玻璃。在建筑节能得到广为关注的今天，建筑门窗和幕墙节能发挥着极其重要的作用。据统计，我国空调采暖所消耗的能量中有20%～50%是经门窗或幕墙传热发生的[1]。而玻璃是门窗或幕墙传热耗能的主要媒介，因此节能玻璃的应用对建筑节能具有非比寻常的意义。
节能玻璃历经多年发展，已形成门类众多的大家族，其产品种类逾千种。按照结构特点，节能玻璃可分为中空玻璃、真空玻璃和镀膜玻璃三大系列[2]。中空玻璃是由两片或多片玻璃组成，四周以高强度气密性胶粘剂将玻璃、橡胶条、铝合金框密封，内腔充以干燥气体（空气或惰性气体）的玻璃加工产品[3]。我国中空玻璃分为普通型和复合型两大类，前者以浮法白玻为基片并以内腔气室隔热;后者除气室隔热外，还以镀膜玻璃、安全玻璃、LOW-E玻璃、丝网印刷玻璃、离子着色玻璃等为基片，提供更多或更好性能。真空玻璃是在两片玻璃之间以0.1～0.2mm支撑物隔开，周边以玻璃焊料密封，抽气形成真空腔结构的加工玻璃产品[4]。为了进一步改善性能，真空玻璃常采用一片LOW-E玻璃，并且其形式除普通真空玻璃外，还有与中空玻璃复合的形式——复合真空玻璃。镀膜玻璃是在玻璃基片上沉积其他材料，以改变玻璃光学、电学、化学和机械性能的加工玻璃产品[5]。其类型包括LOW-E镀膜玻璃、热反射镀膜玻璃、低反射镀膜玻璃、遮阳型镀膜玻璃、阳光控制型镀膜玻璃等多个品种。
热工性能的检测是衡量节能玻璃节能效果的关键依据，由于节能玻璃品种众多，从而对检测技术提出了比较高的要求，本文就此进行了探讨。
1 节能玻璃热工性能检测项目
按照《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB 50411-2007）第5.2.3条规定，幕墙玻璃进场复检见证取样项目包括可见光透射比、传热系数、遮阳系数和中空玻璃露点;第6.2.3条规定，建筑外窗进场复检见证取样项目（夏热冬暖地区）包括气密性、玻璃遮阳系数、可见光透射比和中空玻璃露点。除了外门窗气密性指标与玻璃性能没有直接关系，其他参数都与玻璃热工性能相关，故介绍如下：
1.1 可见光透射比（
）
按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》（JGJ/T 151-2008）第2.1.9条定义，可见光透射比是指标准光源（
）透过玻璃成为室内的可见光通量与投射到玻璃的可见光通量的比值，而按照《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》（GB/T 2680-94）第3.1节公式，可见光透射比是指可见光谱范围内（380nm到780nm），透射光强度占入射光强度的百分比。可见光透射比反映了玻璃的透光率，影响室内照明能耗。
1.2传热系数（
或
）
传热系数是指玻璃两侧温差为1K或1℃时，单位时间通过单位面积玻璃的热量，其单位为W/（m2·K）或W/（m2·℃）。传热系数反映了玻璃的保温隔热性能，其值越低节能效果越好。
1.3 遮阳系数（
或
）
遮阳系数也称为遮蔽系数，是指相同条件下，玻璃的太阳光总透射比与3mm标准玻璃的太阳光总透射比之比值。太阳光总透射比（
）又指通过玻璃成为室内热量的太阳辐射与投射到玻璃上的太阳辐射之比值，其值等于太阳光直接透射所得热量与太阳辐射被构件吸收再入室内热量之和。太阳光总透射比反映了玻璃透射太阳能的比例，影响采暖能耗和空调能耗，因而遮阳系数也对采暖能耗和空调能耗有影响，但不同地区或季节对玻璃遮阳系数有不同的要求，炎热地区或夏季减小遮阳系数有利于节能，寒冷地区或冬季提高遮阳系数更有利于利用太阳能而实现节能。
1.4 中空玻璃露点 中空玻璃露点是指封存在内腔中的空气湿度达到饱和状态时的温度。结露影响中空玻璃的透光性，同时也降低其隔热效果，所以也是衡量中空玻璃节能效果的重要指标。
2 节能玻璃热工性能检测方法
2.1 可见光透射比测定
节能玻璃可见光透射比的测量依据是GB/T 2680-94，其规定了采用分光光度计测定的条件和可见光透射比的计算方法。其原理是光谱透射比法，即分光光度计的两束光中，测量光束透过测试玻璃，参考光束透过空气，以2个相同的光电探测器接收后进行比较得到透射率;或采用1个光电探测器，先后接收两束光后再进行比较。
从380nm到780nm间隔
=10nm有41个波长光束，采用公式
计算可见光透射比，对于单层玻璃可通过仪器配置的软件直接计算得到结果。对于两层或三层玻璃构件可分别测出每一片玻璃的可见光透射比和可见光反射比数据，再以GB/T 2680-94中公式计算出两层或三层玻璃构件的可见光透射比。需要指出的是对于采用钢化玻璃的节能玻璃，由于不能切割成分光光度计要求的尺寸（一般在100mm×100mm以内），只能采用玻璃生产商另外提供的样品，无法满足现场验收见证取样要求，所以这项参数测试的真实性受到一定影响[6]。现在有些检测机构配置了暗室和大件玻璃夹持附件，可以检测成品玻璃，解决了钢化玻璃测试的难题。
2.2 传热系数测定
玻璃的传热系数可以通过测试其辐射率后计算得出，也可以通过防护热板法或热流计法测试热阻后再换算而得。由于辐射率的测试相对容易，再结合广东省建科院的玻璃光学、热工性能计算软件（Glazing Design 1.5）进行计算即可得到传热系数，目前这种方法应用较为普遍。计算方法可参照《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ 131-2009）“附录A 玻璃传热系数计算方法”。防护热板法与热流计法相比，前者精度更高，受环境、仪器和人为因素较少。防护热板法测热阻可按照《玻璃导热系数试验方法》（JG/T 675-1997）进行测试，热阻与导热系数的关系是：
（
为热阻，m2·K/W;
为厚度，m;
为导热系数，W/m·K）;然后再按
计算传热系数（
为传热系数，W/（m2·K）;
为热阻;
、
分别为室内外表面换热系数，单位与传热系数相同）。中空玻璃的传热系数可按《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》（GB/T 22476-2008）进行测定，该标准包含了上述3种方法。其中防护热板法测量传热系数误差来源主要是平均热流量和试验温度的测量，减少误差的措施包括经常以标准参比板对导热系数测量仪器进行标定以及经常对温度传感器进行检定等[7]。真空玻璃传热系数测定方法可按照《真空玻璃》（JC/T 1079-2008）“附录A 真空玻璃保温性能测量方法”进行测试。但是该方法没有明确冷、热板与被测真空玻璃表面接触压强的影响，实际上该压强对温度传感器与真空玻璃接触的紧密程度以及测量板与真空玻璃和标准板之间的残余气体含量都有影响，并且会影响测量结果[8]。 2.3 遮阳系数测定
如同可见光透射比的测定，遮阳系数的测定也是依据GB/T 2680-94和分光光度计进行检测，实际上后者涵盖了前者，并且计算过程更为复杂。太阳光谱被人为分为紫外光区（280nm～380nm）、可见光区（380nm～780nm）、近红外光区（780nm～2500nm）和远红外光区（4.5μm～25μm），它们所占比例分别为7%、46%、44%和3%。目前的主要问题是各单位所依据的标准、计算方法、边界条件等有所差异，因而检测结果也有所出入，并给验收工作带来一定困难。GB/T 2680-94是依据ISO 9050：1990制定的，与近年来国外应用更多的ISO 9050：2003和其他国外标准有些差异，依据不同标准的软件计算结果自然不同。同时，玻璃取样也存在前述尺寸问题，为此有些单位专门与仪器制造商合作改进仪器，使其可以测量600mm×1000mm这么大尺寸的样品。上述问题希望GB/T 2680-94修订时能够解决。下面仅以双层玻璃构件的检测为例说明其测试过程，如图1所示。
2.4 中空玻璃露点测定
中空玻璃露点可按照《中空玻璃》（GB/T 11944-2012）第7.3节“露点试验”规定进行测定。
3 结语
由于节能玻璃种类多，特点各异，加上目前检测标准也不够完善，节能玻璃热工性能的检测常有一些出入。尤其中空镀膜玻璃膜面位置的变化，就能对热工性能产生显著的差异，必须通过检测才能确认该节能玻璃的热工性能，因此对节能玻璃热工性能的检测技术应该全面而准确地理解和应用。
参考文献：
[1]张云龙，姜美琴，李磊.建筑幕墙门窗玻璃光学热工性能检测技术[J].门窗，2010（8）：16-20.
[2]黄晓研，万正先，彭春艳.建筑节能玻璃在我国未来的发展前景[J].玻璃，2013（9）：38-41.
[3]朱俊.谈安全节能的中空玻璃及其选用[J].现代技术陶瓷，2013，34（6）：20-26.
[4]刘甜甜，许海凤，唐健正.真空玻璃——节能门窗的新选择[J].门窗，2013（8）.
[5]邵景楚，鞠淑丽，慈红英.新型节能镀膜玻璃[J].新型建筑材料，2011（8）：88-90.
[6]马扬，杨仕超.关于玻璃遮阳系数检测标准的若干问题研究[C]// 2011年铝全国门窗幕墙行业年会论文.广州：中国建筑金属结构协会，2011：172-179.
[7]于翔，云腾.中空玻璃传热系数测定结果的不确定度评定[J].理化检验（物理分册），2011，47（10）：637-640.
[8]张磊，宁铎，刘伟，等.一种可控恒压强条件下真空玻璃传热系数测量仪研制[J].陕西科技大学学报，2013，31（2）：136-141.