王卫鹏 丁 一 武汉产品质量监督检验所

1 前言

早期人们对玻璃的要求仅仅是透光、平整及外观质量要好，但随着我国科技水平以及收入水平的提升，人们对居住环境舒适性的要求越来越高。而且节能环保类建筑物在设计之初和最后验收的时候，对所使用的玻璃构件有了更多的光学性能指标要求。由此看出建筑物所使用的玻璃部件是影响建筑节能的主要因素，国家强制性标准GB 50411—2019《建筑节能工程施工验收规范》相关条文对玻璃的光学性能参数做了相关要求。按照相关规定，一般需要对可见光透射比、遮阳系数等参数进行检测。2021年10月1日实施的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》新标准，相对于旧版标准有了以下变化：①增加了部分术语和定义。②增加了对试样的要求，修改了对检测仪器参数的要求。③增加了光热比、太阳红外热能总透射比两个新的检测项目的测量方法。④增加了辐射率的测试条件和校正系数。

本文通过笔者在学习和检测过程中的经验体会，对这些光学性能指标的检测技术进行一些简单介绍。我们只有对这些玻璃性能参数，去进行准确的了解和详细的分析，才能选择合适的玻璃产品，使建筑能够满足各项指标的要求[1]。

2 建筑玻璃试样的测试要求

（1）单片玻璃制品可以直接用作样品，也进行切割样品或者使用相同材料的玻璃片。

（2）多层窗户或者幕墙的玻璃组件：在本文中指的是中空玻璃。经常使用的有：平板、镀膜、夹层、钢化以及防火等各种不同种类的玻璃；丁基、聚硫和硅酮等密封胶来作为密封材料；铝间隔条、不锈钢间隔条、复合材料间隔条、复合胶条等间隔材料；分子筛或者以凹凸棒土为主体材料的球形干燥材料等干燥剂。常见的中空腔内气体有：空气、惰性气体等。

3 建筑玻璃节能指标参数的定义

3.1 建筑玻璃可见光透射比

可见光透射比是最早被普及使用的玻璃光学性能参数。该指标与建筑物的采光通透程度有着直接的影响，而且对室内照明产生的电量使用情况也有着直接影响。因此，在一些节能设计或者验收标准中，制订了当窗墙比小于40%时，使用的建筑玻璃可见光透射比不应该小于40%的指标要求。

3.2 建筑玻璃可见光反射比

可见光反射比：在可见光谱（380nm～780nm）范围内，玻璃的反射光通量与入射光通量之比。随着科技的发展，越来越多的企业得到强有力的支撑，越来越高的写字楼进入大众的视野，而写字楼普遍使用玻璃幕墙来提高采光。于是可见光反射比越来越广泛地成为指导减少玻璃幕墙反射“光污染”的指标。在一些标准要求中，已经明确要求玻璃幕墙不得使用反射率超过30%的幕墙玻璃。在城市主要快速道路、立交桥和高架桥等两侧的建筑物在20m以下，其余位置建筑物在10m以下的部分应该使用反射率不超过16%的玻璃幕墙。

3.3 建筑玻璃太阳光直接透射比

太阳光直接透射比：在太阳光谱（300nm～2500nm）范围内，直接透过玻璃的太阳能强度对入射太阳能强度的比值。它包括了紫外、可见和近红外能量的透射程度，但不包括玻璃吸收直接入射的太阳光能量后向外界的二次传递的能量部分。

3.4 建筑玻璃太阳光直接反射比

太阳光直接透射比：波长范围300nm～2500nm太阳辐射被测物体反射的辐射通量与入射的辐射通量之比。这一指标主要用于限制玻璃幕墙的反射“热污染”现象。

3.5 建筑玻璃太阳能总透射比

太阳能总透射比：这一指标是由太阳光直接透射比以及被建筑物的玻璃及构件吸收了的太阳辐射，紧接着再经过传热进入室内的得热量。这个参数是建筑节能设计以及计算时需重点考虑的影响要素，它对室内的采暖和制冷的能耗有着直接影响。不过大家在选择购买建筑玻璃制品的时候，往往习惯性以及约定俗成的使用遮阳系数这一数据来体现其高低。

3.6 建筑玻璃遮阳系数

遮阳系数：简称SC，是各类建筑节能标准中对建筑玻璃制品的一个非常重要的性能参数要求。该参数是指太阳的辐射能量透过建筑玻璃的量与透过相同厚度的3mm标准玻璃的量之比。而标准比值这个参数，在以前旧的GB/T 2680—1994标准中，默认理论值取0.889，而在将要实施的新的GB/T 2680—2021中，已经采用与ISO 9050:2003(E)和EN 410:2011(E)中一致的理论值取0.87进行计算，这样在实施的很多节能设计及节能验收规范中，所有计算公式的取值都有了一个统一的参数值。避免在设计阶段与最终验收的时候，由于计算方法使用参数的原因而导致存在误差。有了统一计算标准，就可以更细致的去研究。在我们国家的南方地区，温度比较高，而且建筑物普遍拥有比较大的窗户玻璃及幕墙玻璃，因此，遮阳系数越小的玻璃对于节能更加有利。而在我们国家的北方地区，比较寒冷，甚至东北地区更加的严寒，窗户玻璃以及幕墙玻璃占墙体面积较小，遮阳系数比较高的玻璃产品对于利用太阳热量降低采暖能耗来说更加有利，能更好的实现节能这个指标。所以遮阳系数应根据我们国家不同区域的要求而分别确定。

4 建筑玻璃节能指标参数的检测方法

4.1 建筑玻璃光学性能参数测试

4.1.1 检测设备

对建筑玻璃光学性能的测试，应根据我国更新使用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》这一新标准来进行，而JGJ/T 151—2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》中规定计算时采用ISO9050:2003(E)这一标准，两者在对测试太阳光的波长范围以及大气质量做到了基本一致。本文采用GB/T 2680—2021中规定的300nm～2500nm这一范围。根据GB/T 2680—2021对于测量仪器的基本的精度等要求，本文所使用的的检测仪器为：

a)Lambda 950型紫外/可见/近红外分光光度计：

（1）波长的范围：175nm～3300nm（150mm积分球）；

（2）带宽（分辩率）：＜0.05nm；

（3）波长重复性：＜0.005nm；

（4）光度计精度：±0.0006A(1A)；±0.0003A(0.5A)。

b)Nicolrt is 50型傅里叶分光光度计：

（1）波长的范围：2.5μm～25μm；

（2）波长的准确度：±0.1μm以内；

（3）光度的测量准确度：在1%以内，重复性1%。

4.1.2 检测步骤

（1）使用上述检测仪器测试参数：

光谱透射比：波长300nm～2500nm范围内的光谱透射比；

光谱反射比：波长300nm～2500nm范围内的光谱反射比；

辐射率：波长范围2.5μm～25μm，283K温度下的光谱反射比。

（2）根据所测的参数计算建筑中空玻璃的各光学参数：

在测试构成玻璃系统的每一块玻璃时，都需要测试整个太阳光谱范围内的透射比以及两个表面的反射比和辐射率，再来对中空玻璃的各项参数计算。进行计算过程中，一定要注明每片玻璃的位置，因为镀膜（贴膜）玻璃的膜面不同，其使用时位置的不同将会对结果造成很大影响。

4.2 测试结果

以某企业生产的中空玻璃为测试试样，型号为：6mm白玻+12A+6mmLow-E，中空腔内气体为空气，大气质量为1.5。图1是单层低辐射镀膜（Low-E）玻璃的紫外、可见、近红外光谱；表1是单层低辐射镀膜（Low-E）玻璃的各项光学参数的测试结果；表2是中空玻璃的各项光学参数的测试结果。

表1 单层低辐射镀膜(Low-E)玻璃的各项光学参数的测试结果

表2 中空玻璃的各项光学参数的测试结果

图1 单层低辐射镀膜(Low-E)玻璃的紫外、可见、近红外光谱

5 结束语

通过以上对建筑玻璃的光学性能的检测方法进行的分析可知，不同方式处理后的玻璃有迥异的光学性能参数特点。较大的遮阳系数，以及较高的可见光透射比的建筑玻璃制品，能够进入室内的太阳能辐射就更多，室内采光也就更好，可以降低冬季的取暖费用，适合我国北方冬天时间较长的寒冷地区。较低遮阳系数的，对太阳能辐射的阻挡越大，进入室内的太阳能辐射更少，更适合我们国家南方夏天时间较长的地区使用。我国幅员辽阔，气候情况比较多样化，通过新的检测方法的标准实施，更好的使用规范准确统一的方法才能真正确认玻璃的光学性能，使其发挥应有的作用。