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夏热冬暖地区玻璃遮阳性能对建筑能耗的影响* 广州大学土木工程学院、广州大学建筑节能研究院 王欢 吴会军 丁云飞 周孝清 摘要 分析了玻璃的可见光透射率与遮阳系数的关系。以广州地区一个简化的办公建筑模型为例，利用DeST-c模拟分析了玻璃的遮阳系数对建筑能耗的影响。着重研究了在保持较高可见光透射率的同时，可以通过降低近红外光透射率来减小遮阳系数，从而降低建筑能耗。对于以夏季空调能耗为主的夏热冬暖地区而言，本文的研究结果对新型建筑节能玻璃材料的开发具有一定的指导意义。 关键词 外窗玻璃 遮阳系数 可见光透射率 建筑能耗 夏热冬暖地区 　　 * 国家科技支撑计划项目（2008BAJ08B0-01)6种不同传热系数和遮阳系数的窗玻璃对深圳市2栋建筑进行空调负荷和能耗模拟计算，结果表明对空调负荷以及全年能耗影响最大的是玻璃的遮阳系数，其次是传热系数。但是，上述研究和分析中并没有提及如何在减小玻璃遮阳系数的同时达到较高的可见光透射率，从而保证在降低空调能耗的同时不会增加室内人工照明能耗。 近年来，随着新型建筑门窗材料如气凝胶透光隔热材料在建筑节能玻璃中的研究和应用[5-7]，能够使玻璃在保持可见光透射率时遮阳系数[8] （1） 定义为通过玻璃的太阳辐射总透射比与3mm厚普通透明平板玻璃的太阳辐射总透射比的比值的理论值取为0.889。 其中太阳能总透射比太阳直接透射比向室内侧的二次热传递系数由式（3）计算： （3） 式中，——太阳光辐射相对光谱分布，具体见文献[8]表2或表3；——波长间隔，nm；——玻璃的太阳光光谱透射比，%。 对于单片玻璃，由式（4）、（5）计算： （4） （5） 式中，——室内侧玻璃表面的热传递系数，W/(m2·K）；——室外侧玻璃表面的热传递系数，=23W/(m2·K）；——半球辐射率。 由式（1）、（2）、（3）、（4）可得： （6） 对于非吸热型玻璃而言，由于通常较小，且当时，，所以，从式（6）可知，对值影响较大的只是项，故下文主要研究对的影响。 到达地面的太阳辐射能量主要集中在300～3000nm的波长范围内，其中紫外）占8.7%，可见光部分（）占43.0%，红外光）占48.3%。由式（1）可知，遮阳系数所检测的3002500nm波段的太阳辐射红外光遮阳系数低并不直接意味着可见光透射率也低因为在保持可见光透射率不变时降低近红外透射率也可以降低遮阳系数。近红外遮阳系数 图1 理想情况下的玻璃材料表面单色透射率随波长的变化特性 3 建筑模型及“虚拟”玻璃性能 以广州地区一个简化的办公建筑为例，该建筑共3层，层高均为3.6m，每层建筑面积3（间）×8（长）×7（宽）=168m2，共504m2。各朝向的窗墙比均为0.4。 按照《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）4.2.2条[9]（强制性条文）的规定，根据夏热冬暖地区围护结构传热系数和遮阳系数限值，确定建筑模型的外墙为混凝土墙，传热系数为0.977W/(m2·K）；屋顶加气混凝土保温屋面，传热系数为0.812W/(m2·K）。 为了研究由不同可见光透射率和近红外透射率遮阳系数近红外透射率遮阳系数 图2 不同可见光透射率和近红外透射率遮阳系数近红外透射率值由0.916减小至0.423，可见近红外透射率的影响很大。 4 建筑能耗模拟结果 分析由不同可见光透射率和近红外透射率遮阳系数 图3 不同可见光透射率和近红外透射率=3.0W/(m2·K)。 从图3中可看出，如果保持可见光透射率为0.7不变，近红外透射率 图4 不同可见光透射率和近红外透射率近红外透射率遮阳系数降低近红外透射率降低遮阳系数。对夏季空调耗冷量指标影响较大，所以，对于以夏季空调能耗为主的夏热冬暖地区来说，选择遮阳系数较小的玻璃类型是比较理想的。 （2）玻璃的主要功能是采光，一般来说，如果玻璃的遮阳系数值较小，则可见光透射率也会随之减小，窗户的采光功能下降，室内人工照明耗电加大，在降低空调能耗的同时，却增大了照明能耗。本文提出在保持可见光透射率时遮阳系数降低近红外透射率降低遮阳系数 参考文献： 清华大学建筑节能研究中心中国建筑节能年度发展研究报告2009Low-e玻璃对空调负荷及建筑能耗的影响[J].暖通空调，2005，35（8），119-121 Wu H J, Fan J, Du N. Porous materials with thin interlayers for optimal thermal insulation, International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, in press, 2