有关建筑玻璃常用参数的设计参考

孟祥芳+邓喜强

【摘要】本文笔者结合自己多年实际工作经验对建筑玻璃的常用设计参数进行归纳分析与探讨。本文阐述了建筑玻璃常用参数的基本术语符号、定义组成、设计原则、参数选用原则等设计参考。强调对所述要点，在设计前要进行充分的方案可行性论证研究，设计上力求严谨，从而达到安全、经济、节能使用建筑玻璃的目的。

【关键词】建筑玻璃；能量；节能

一、太阳光谱构成

太阳光谱主要由可见光，紫外线和红外线构成。

能量分布分别为如下。

紫外线2% [波长10nm至400nm]

可见光47%[波长380nm至780nm]

红外线51%[波长750nm至2500nm]

二、玻璃常用参数术语符号及含义

（一）可见光透射比[Light transmittance英文简写Tvis]

在可见光谱（380nm至780nm）范围内，透过玻璃的光通量与入射在玻璃上的光通量之比。

这一指标不仅影响着建筑的通透效果，还直接影响着室内的照明能耗，所以在《公共建筑节能设计标准》中提出了“当窗墙比小于0.4时，玻璃的可见光透射比不应小于0.4”的限制要求。

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中第4.2.4条。

建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于0.7。当窗（包括透明幕墙）墙面积比小于0.4时，玻璃（或其他透明材料）的可见光透射比不应小于0.4。当不能满足本条文的规定时，必须按本标准第4.3节的规定进行权衡判断。

（二）可见光反射比[Light reflectance 英文简写Rvis]

在可见光谱（380nm至780nm）范围内，玻璃反射的光通量与入射在玻璃上的光通量之比。

主要用于限制玻璃幕墙的反射“光污染”现象。

《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000標准中做了如下限定：

4.1.2为限制玻璃幕墙的有害光反射，玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃。

4.2.1在城市主干道、立交桥、高架路两侧的建筑物20m以下，其余路段10m以下不宜设置玻璃幕墙的部位如使用玻璃幕墙，应采用反射比不大于0.16的低反射玻璃。若反射比高于此值应控制玻璃幕墙的面积或采用其他材料对建筑立面进行分隔。

（三）太阳能透射比[Total solar energy transmittance英文简写Tsol]

也称为太阳得热系数（SHGC）、得热因子、g值等

在太阳光谱（300nm至2500nm）范围内，透过玻璃的太阳辐射能量与入射在玻璃上的太阳辐射能量之比。

这一指标是建筑节能计算中的重要参考因素，直接影响着室内的采暖能耗和制冷能耗。但是人们在选购玻璃时习惯上使用遮阳系数数据来体现太阳光总透射比的高低。

（四）遮阳系数[Shading Coefficient 英文缩写SC]

三、在GB/T2680中称之为遮蔽系数（缩写为Se）

（一）是指太阳辐射能量透过窗玻璃的量与透过相同面积3mm透明玻璃的量之比。SC可以用SHGC（太阳热获得系数）除以3mm白玻的透过率（GB/T2680中理论值取0.889，国际标准中取0.87）进行计算。SC=SHGC÷0.889（或0.87）

1.太阳获得系数（SHGC）是指在相同条件下，太阳辐射能量透过窗玻璃进入室内的量与通过相同尺寸但无玻璃的开口进入室内的太阳热量的比率。

2.遮阳系数反映的是太阳直接辐射透过玻璃的传热。遮阳系数越小，遮挡阳光向室内直接辐射的性能越好。

3.在炎热气候地区和大窗墙比时，低遮阳系数的玻璃可减少进入室内的太阳直接辐射能，从而有利于减少制冷能耗。在寒冷地区和小窗墙比时，高遮阳系数的玻璃更有利于利用太阳热量降低采暖能耗。

4.遮阳系数的选择应考虑建筑物所处的地理气候，选择适宜的SC产品及中空组装结构，以下参数可作参考。

对于夏热冬暖地区，选择SC<0.3的玻璃，可最大限度控制进入室内的太阳能。

北方严寒地区室内能耗以采暖为主，SC>0.6为宜。

对于国内大多数地区，冬季需要采暖，夏季需要空调制冷，SC以0.3～0.6为宜。

5.控制SC的有效方法是采用镀膜玻璃或着色玻璃。可使6mm透明玻璃的遮阳系数SC从0.93降低到0.2～0.6。

（二）传热系数[U 或K 单位W/（m2k）]

U值和K值都是衡量材料隔热性能的物理量，即传热系数。

建筑玻璃的U值和K值都定义为：在标准条件下，单位时间内从单位面积的玻璃组件一侧空气到另一侧空气的传输热量。由此看出，U值和K值的概念和定义是完全相同的。

根据定义，U值和K值国际单位制为W/（m2k），其中w为热功率、m2为玻璃面积、k为开氏温度。除了国际单位，还有英制单位BTU/hft2℉，这里BTU为英制热量、h为小时、ft2为平方英尺、℉为华氏温度。两种单位之间的换算关系为

1 BTU/hft2℉=5.68 W/（m2k）

传热系数越低，说明玻璃的保温隔热性能越好。

（三）U值和K值区别

1.来自不同的标准体系，中国在玻璃工业最早取用日本数据，所以中日两国用的K值是一样的，欧洲也叫K值，美国叫U值。中国的标准是GB/T10294-88，日本的标准是JISR3209-1995，欧洲的标准是EN673，美国的标准是ASHRAE。

2.测试条件，中国的测K值的测试环境为外部温度2.5℃，内部温度17.5℃，风速 4m/s，无阳光直接照射（相当于夜晚环境）。而美国的测U值的测试环境分夏季白天和冬季夜间。

ASHRAE夏季白天标准条件：室外温度90℉（31.7℃），室内温度75℉（23.9℃），风速7.5英里/小时（3.4m/s），直射太阳能密度248 BTU/hft2（783 W/m2）

ASHRAE冬季夜晚标准条件：室外温度0℉（-17.8℃），室内温度70℉（21.1℃），风速15英里/小时（7.6m/s），直射太阳能密度0BTU/hft2（0 W/m2）

3.根据以上不同的测试环境，中、美、欧有关传热系数对应关系如下。

欧洲K值<中国K值<美国U值

降低K值的最有效方法是采用低辐射镀膜玻璃或中空玻璃。当对玻璃的隔热性能有更高要求时，可选用充装惰性气体的Low-E中空玻璃。

四、情况说明

（一）在实际设计中，我们对于玻璃参数的选定依据在建筑施工图的设计说明、建筑专业提供的节能表或节能计算书中，另外还要参照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005和相关地方法规。

（二）注意玻璃的性能和门窗玻璃幕墙的整体性能是不一样的。

（三）在中空玻璃内填充氩气，主要用来降低传热系数K值。而填充氟化硫气体则主要用来隔音。一般中空玻璃可降低噪音30分贝，填充惰性气体的中空玻璃可再降低5分贝。