建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 134-2010)中對(duì)外窗綜合遮陽(yáng)系數(shù)作了詳細(xì)規(guī)定。(4)《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 75-2012)中詳細(xì)規(guī)定了南、北區(qū)外窗平均綜合遮陽(yáng)系數(shù)的具體設(shè)計(jì)規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定居住建筑的東、西向外窗必須采取建筑外遮陽(yáng)措施,建筑外遮陽(yáng)系數(shù)不應(yīng)大于0.8;居住建筑南、北向外窗應(yīng)采取建筑外遮陽(yáng)措施,建筑外遮陽(yáng)系數(shù)不應(yīng)大于0.9。< p>
建筑外窗遮陽(yáng)性能測(cè)試是目前建筑節(jié)能領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。在我國(guó)現(xiàn)行的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)遮陽(yáng)系數(shù)的評(píng)價(jià)方法只有簡(jiǎn)單的計(jì)算方法和測(cè)試與計(jì)算相結(jié)合的方法。《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 75-2012)、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 134-2010)和《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189-2005)提出了建筑外遮陽(yáng)系數(shù)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。《建筑玻璃可見(jiàn)光透射比、太陽(yáng)光直接透射比、太陽(yáng)能總透射比、紫外線(xiàn)透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測(cè)定》(GB/T 2680-94)參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9050-1990提出了建筑玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)計(jì)算方法,通過(guò)測(cè)試單片玻璃中心點(diǎn)的光譜數(shù)據(jù),然后根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算得到,并未考慮窗框和窗扇等影響,與實(shí)際相比誤差比較大。《建筑門(mén)窗(詞條“建筑門(mén)窗”由行業(yè)大百科提供)玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》(JGJ/T 151-2008)規(guī)定了玻璃、窗框及玻璃幕墻遮陽(yáng)系數(shù)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),它通過(guò)軟件模擬計(jì)算得到,根據(jù)測(cè)定的單片玻璃光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算玻璃部分的遮陽(yáng)系數(shù),不同的是該方法考慮了窗框遮陽(yáng)系數(shù)的計(jì)算,理論上結(jié)果相對(duì)可靠。但是以上方法都是基于簡(jiǎn)化計(jì)算或軟件模擬得到的結(jié)果,其合理性和有效性并沒(méi)有得到驗(yàn)證。
因此,我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑門(mén)窗遮陽(yáng)性能測(cè)試方法方面的研究,努力制定出適用于我國(guó)的準(zhǔn)確可靠的、操作簡(jiǎn)單的測(cè)試方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
早在20世紀(jì)80年代,西方歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始投入大量人力物力研究建筑門(mén)窗遮陽(yáng)系統(tǒng)熱工性能測(cè)試,形成了一系列的有關(guān)太陽(yáng)得熱系數(shù)測(cè)試技術(shù)及設(shè)備。1997年美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)了一套建筑外窗現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置,這套裝置由兩個(gè)并排的保溫熱流測(cè)試箱組成,能同時(shí)測(cè)試兩套門(mén)窗在實(shí)際的室外條件下的性能。整個(gè)測(cè)試裝置是可移動(dòng)的,可以放置到任何地點(diǎn),調(diào)整到任何朝向,可以直接測(cè)試太陽(yáng)輻射得熱和能夠確定多種門(mén)窗及其遮陽(yáng)組合的遮陽(yáng)效果,測(cè)試裝置見(jiàn)圖1。
1999年墨西哥國(guó)家研究技術(shù)發(fā)展中心使用1000W鹵鎢燈代替了自然光作為光源,設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置,對(duì)不同類(lèi)型的玻璃遮光隔熱性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,得到了不同類(lèi)型玻璃的遮陽(yáng)系數(shù),測(cè)試裝置見(jiàn)圖2。
2006年,瑞士聯(lián)邦材料測(cè)試與研究實(shí)驗(yàn)室(EMPA)研發(fā)了一套測(cè)試外遮陽(yáng)系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備,整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)安置在環(huán)境中,采用自然光作為輻射光源,測(cè)試外遮陽(yáng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,裝置見(jiàn)圖3。
2011年,巴西研制了一套用于室外測(cè)試建筑門(mén)窗及遮陽(yáng)制品太陽(yáng)得熱系數(shù)的裝置,該熱量箱有兩個(gè)獨(dú)立的得熱測(cè)試系統(tǒng):第一個(gè)系統(tǒng)用于測(cè)試實(shí)際尺寸的外窗、遮陽(yáng)構(gòu)件的得熱系數(shù),采用水冷卻系統(tǒng)計(jì)量得熱量;第二個(gè)系統(tǒng)用于較小面積樣品的測(cè)試,采用標(biāo)定法測(cè)量得熱系數(shù),設(shè)備見(jiàn)圖4。
新加坡太陽(yáng)能研究協(xié)會(huì)采用18KW金屬鹵素?zé)糇鳛槟M光源,研制了一套用于測(cè)量建筑外窗太陽(yáng)光的得熱系數(shù)的熱計(jì)量箱,測(cè)試系統(tǒng)見(jiàn)圖5。熱計(jì)量箱體是在試件傳熱系數(shù)測(cè)量箱體基礎(chǔ)上改造的,包括計(jì)量箱和防護(hù)箱兩部分。
日本國(guó)土交通省綜合政策研究所建筑研究部倉(cāng)山千春進(jìn)行了大量關(guān)于開(kāi)口部太陽(yáng)光總透射比(詞條“太陽(yáng)光總透射比”由行業(yè)大百科提供)測(cè)量方法的研究,研發(fā)了帶有太陽(yáng)能模擬器的太陽(yáng)得熱系數(shù)測(cè)量裝置,首次選用短弧氙燈作為模擬光源,測(cè)量箱體由恒溫室和測(cè)量箱等組合而成,可以測(cè)試夏季和冬季條件下同一試驗(yàn)體的傳熱系數(shù)和太陽(yáng)得熱系數(shù),整套測(cè)試裝置見(jiàn)圖6。
基于建筑門(mén)窗遮陽(yáng)性能測(cè)試方法發(fā)展趨勢(shì),國(guó)內(nèi)相關(guān)研究人員也進(jìn)行了大量研究。2002年,華南理工大學(xué)的孟慶林等采用動(dòng)態(tài)防護(hù)熱箱法,對(duì)廣州地區(qū)某居住建筑頂層房間西向外窗的熱阻R和遮陽(yáng)系數(shù)SC進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。采用動(dòng)態(tài)測(cè)量方法可以滿(mǎn)足夏季室外熱擾量劇烈變化,室內(nèi)、外傳遞為非穩(wěn)態(tài)傳熱情況下的測(cè)試需求,見(jiàn)圖7。
2004年,深圳建科院田智華研制開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)可調(diào)式建筑遮陽(yáng)性能測(cè)試裝置,在真實(shí)的外界環(huán)境條件下測(cè)試深圳地區(qū)南向外窗的遮陽(yáng)性能。該測(cè)試系統(tǒng)由防護(hù)熱箱、上下兩個(gè)相同的測(cè)試箱體、溫控系統(tǒng)以及測(cè)試系統(tǒng)組成,見(jiàn)圖8。
2006年,天津大學(xué)與中國(guó)建筑科學(xué)研究院聯(lián)合研發(fā)了一套跟蹤太陽(yáng)光的建筑遮陽(yáng)測(cè)試系統(tǒng),采用了標(biāo)定熱箱法和太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了外窗的太陽(yáng)得熱系數(shù)的測(cè)試,見(jiàn)圖 9。實(shí)驗(yàn)室房間提供了一個(gè)可控的熱環(huán)境,并收集外來(lái)的太陽(yáng)能,通過(guò)熱交換裝置和水循環(huán)系統(tǒng)來(lái)保持實(shí)驗(yàn)室房間的環(huán)境要求狀態(tài)。
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