EN 410是欧盟针对建筑用玻璃光学和太阳能特性的核心标准(全称为《Glass in building — Determination of luminous and solar characteristics of glazing》),其中太阳能总透射比(g值)是评估玻璃整体太阳能透过能力的关键参数,直接影响建筑的空调负荷、能耗及居住舒适度。以下是EN 410中太阳能总透射比检测的标准依据、方法步骤及技术要点详解:
太阳能总透射比(g值)是指太阳辐射(300~2500nm)透过玻璃的总比例,包含两部分:
直接透射:太阳辐射直接穿过玻璃的部分(即太阳光直接透射比τe);
间接透射:玻璃吸收太阳辐射后,通过热传导和对流向室内释放的热量(二次辐射)。
数学表达式为:
g=τe+qi
其中qi为玻璃吸收的太阳辐射向室内的传递比例(与玻璃导热系数、内外表面对流换热系数相关)。
节能设计:g值越小,玻璃阻挡的太阳能越多,夏季空调负荷越低(需平衡冬季得热需求);
产品认证:CE认证(建筑产品法规CPR)、Passive House(被动房)等要求提供g值(如被动房要求g≤0.3以降低夏季过热);
建筑能效评估:g值是计算建筑太阳能得热(SHGC)和全年能耗的核心输入参数。
核心标准:EN 410:2011《Glass in building — Determination of luminous and solar characteristics of glazing》;
关联标准:
EN 673:2011《Thermal transmittance of windows, doors and shutters — Calculation method》(中空玻璃传热系数计算需结合g值);
ISO 9845-1:1992《Solar energy — Reference solar spectral irradiance at the ground at different receiving conditions》(AM1.5标准太阳光谱);
ISO 10211:2017《Thermal bridges in building construction — Heat flows and surface temperatures》(热桥计算参考)。
EN 410采用光谱法结合热工计算测定g值,核心步骤包括:光谱透射比测量、吸收比计算、二次辐射修正及积分验证。
1. 测试设备与环境分光光度计:覆盖300~2500nm波段(紫外线、可见光、近红外线),配备积分球(模拟漫射光)或准直系统(测量定向透射);精度要求:波长误差≤±1nm,透射比测量误差≤±0.5%。
标准太阳光谱:AM1.5全球光谱(ISO 9845-1),模拟太阳在大气中路径长度为1.5倍时的辐射光谱(覆盖直射+散射)。
热工参数测量设备:如导热系数测试仪(测量玻璃导热系数λ)、红外热像仪(测量表面温度)。
环境条件:温度23℃±2℃,湿度50%±5%(避免温湿度波动影响光学和热工性能)。
样品尺寸:Zui小尺寸≥100mm×100mm(确保积分球充分接收光信号);中空玻璃需保持密封(避免内部结露影响测试)。
表面清洁:用无水乙醇+无尘布轻擦表面,去除指纹、灰尘、油污(污染物会散射或吸收光,导致τe和αe偏低)。
状态调节:样品在标准环境下放置≥24小时,确保温度平衡(避免热应力导致折射率或导热系数变化)。
方法:使用分光光度计扫描300~2500nm波段(间隔≤10nm),分别测量入射光光谱功率Es,λ、透射光光谱功率Et,λ和反射光光谱功率Er,λ(分内反射ρe,i,λ和外反射ρe,e,λ)。
计算:
τλ=Es,λEt,λ,ρλ=Es,λEr,λ
吸收比为玻璃吸收的太阳辐射比例,计算公式为:
αe=1−τe−ρe
其中τe为太阳光直接透射比(按EN 410附录C计算),ρe为太阳能反射比(内/外反射加权平均)。
玻璃吸收的太阳能(αe)通过热传导和对流向室内释放,其传递比例qi与玻璃导热系数(λ)、内外表面对流换热系数(hc,in、hc,out)相关。EN 410规定:
室内对流换热系数hc,in=8W/(m2K)(自然对流);
室外对流换热系数hc,out=23W/(m2K)(风速3m/s);
玻璃导热系数λ(如普通玻璃\lambda≈1.0 \, \text{W/(m·K)},中空玻璃\lambda≈0.035 \, \text{W/(m·K)})。
对于单层玻璃,qi可简化为:
qi=αe⋅hc,in+hc,outhc,in
对于中空玻璃,需考虑气体层的热阻(按EN 673计算),公式更复杂(需结合多层传热模型)。
综合上述参数,g值的计算公式为:
g=τe+qi
或展开为:
g=τe+αe⋅hc,in+hc,outhc,in
示例:某单层浮法玻璃的τe=0.85,αe=0.15(假设ρe=0),则:
qi=0.15⋅8+238≈0.039
g=0.85+0.039≈0.889
中空玻璃:需考虑两层玻璃间的多次反射(如内层玻璃反射的太阳光经外层玻璃再次透射),EN 410附录B提供了修正公式;同时,气体层(如氩气)的导热系数会影响qi,需按EN 673计算热阻。
镀膜玻璃:Low-E膜层会反射部分红外线(减少αe),从而降低qi和g值(如Low-E中空玻璃g≈0.3)。
动态测试:部分实验室通过太阳模拟器+热流计直接测量g值(模拟实际太阳照射下的热量传递),结果与光谱法偏差≤5%(需校准)。
EN 410 vs ISO 13837:ISO 13837是专门针对太阳光直接透射比的标准,而EN 410覆盖了g值、g值、可见光透射比等更全面的光学和太阳能特性。
EN 410 vs GB/T 2680:中国标准GB/T 2680-1994《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》与EN 410技术等效,检测方法和计算公式一致。
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