2014 透光围护结构太阳得热系数检测方法

GB/T30592—2014

前言

本标准按照给出的规则起草

GB/T1.1—2009。

本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出

。

本标准由全国建筑构配件标准化技术委员会归口

(SAC/TC454)。

本标准主要起草单位中国建筑科学研究院宝业集团浙江建设产业研究院有限公司

:、。

本标准参加起草单位广东省建筑科学研究院福建省建筑科学研究院上海市建筑科学研究院集

:、、(

团有限公司浙江省建设工程质量检验站有限公司四川省建筑科学研究院广州市建筑科学研究院有

)、、、

限公司江苏省建筑工程质量检测中心有限公司清华大学新疆大学沈阳合兴检测设备有限公司北

、、、、、

京国奥时代新能源技术发展有限公司深圳市方大装饰工程有限公司中国建筑材料科学研究院北京

、、、

市可持续发展促进会北京中建建筑科学研究院有限公司大连市建筑科学研究设计院股份有限公司

、、、

山东省建筑设计研究院海南南光集团有限公司浙江瑞明节能门窗股份有限公司苏州市中信节能与

、、、

环境检测研究发展中心有限公司北京新立基真空玻璃技术有限公司

、。

本标准主要起草人刘月莉余亚超赵士怀王德福曹毅然马扬杨燕萍刘晖林波荣汤高举

:、、、、、、、、、、

任俊张亚挺赵勇袁涛赵岩吕荣菊闫文蕾曾晓武刘正权段恺董呈明高汉民解勇张忠伟

、、、、、、、、、、、、、、

蒋毅肖伟杨玉忠潘振孙立新赵青姜轶斌张建军

、、、、、、、。

Ⅰ

GB/T30592—2014

透光围护结构太阳得热系数检测方法

1范围

本标准规定了透光围护结构太阳得热系数检测中的术语和定义检测方法数据处理以及检测

、、

报告

。

本标准适用于采用人工模拟光源对透光围护结构太阳得热系数的检测

。

注如采用自然光源对透光围护结构太阳得热系数进行检测其检测装置可参照附录

:,A。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

。,()。

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

GB/T2680、、、

关窗玻璃参数的测定

绝热材料及相关术语

GB/T4132

太阳能集热器热性能试验方法

GB/T4271—2007

太阳能在地面不同接收条件下的太阳光谱辐照度标准第部分大气质量

GB/T17683.11:1.5

的法向直接日射辐照度和半球向日射辐照度

3术语和定义

确立的以及下列术语和定义适用于本文件

GB/T4132。

31

.

透光围护结构transparentenvelope

太阳光可直接透入室内的建筑外围护结构件如建筑外窗透明幕墙外门及玻璃砖砌体等结构

,、、。

32

.

太阳得热量solarheatgain

经由透光围护结构进入室内的太阳能量包括透过的太阳辐射得热和进入室内的传热两部分

,。

33

.

太阳得热系数solarheatgaincoefficient

SHGC

通过透光围护结构进入室内的太阳得热量与投射在其表面的太阳辐射能通量之比值

。

34

.

热计量箱thermalcalorimeter

用于计量通过透光围护结构进入室内太阳得热量的装置由绝热外壁冷却水循环系统自动控制

,、、

系统和热计量系统构成

。

35

.

太阳辐射照度solarirradiance

投射到围护结构表面单位面积上的太阳辐射能通量

。

1

GB/T30592—2014

36

.

人工模拟光源artificiallightsource

模拟太阳光辐射能量的人工辐射光源其光谱与的太阳光谱波段相似

,AM1.5300nm~2500nm。

37

.

大气质量15airmass15AM1.5

..;

表示实际观察者与太阳之间路径中的大气质量和该观察者位于海平面上在标准大气压下太阳正

、

位于头顶时的大气质量之比为其适用的条件为物体表平面与太阳之间的等于视场角

1.5。:AM1.5,

为

5.8°。

注地面反照率取

:0.2。

4检测方法

41原理

.

基于稳态传热原理在一个热室内采用人工光源模拟太阳光辐射计量通过透光围护结构进入热计

,,

量箱内的太阳得热量该得热量与投射到试件表面的太阳辐射能通量之比即为透光围护结构的太阳

。,

得热系数

。

42检测装置

.

421构成

..

检测装置主要由控制室热室和环境空间构成主要包括人工模拟光源热计量箱集热器及冷却水

、,、、

循环系统等见图

,1。

说明

:

控制室热计量箱体

Ⅰ———;7———;

热室集热器

Ⅱ———;8———;

环境空间环境空间空调系统

Ⅲ———;9———;

数据采集及控制系统制冷机组

1———;10———;

热室空调系统冷却水循环系统

2———;11———;

排风系统风扇

3———;12———;

人工模拟光源热计量箱内空气温度测点

4———;13———;

热室空气温度测点试件

5———;14———;

试件框移动支架

6———;15———。

图1太阳得热系数检测装置示意

2

GB/T30592—2014

422热室

..

热室内设置人工模拟光源和空调系统通过控制系统的调节作用使室内空气温度稳定在

,,25℃±

当无法满足时可控制在温度波动幅度不大于

0.5℃。,25℃~28.0℃,0.5K。

423人工模拟光源

..

4231人工模拟光源由光源系统排热系统及移动支架组成人工模拟光源应能前后左右方向移

...、。、

动其有效照射范围应大于试件

,。

4232光源系统由短弧氙灯或镝灯与滤光镜等组成模拟太阳光应满足中规定的

...,GB/T17683.1

的光谱分布要求

AM1.5。

4233光源应垂直试件表面通过调节光源系统电流改变光源辐射照度

...,。

4234试件表面接收到的辐射照度应均匀分布辐射照度分布不均匀度应满足以内的要求当

...。±5%,

其不均匀度大于时应按照附录的规定进行调整

5%,B。

4235人工模拟光源背部设置排风系统该系统应满足及时排除光源散热的需要

...。。

424环境空间

..

热计量箱设置在环境空间内通过该空间内设置的空调系统保证其空气温度与热计量箱内温度

。,

之差不大于

0.5K。

425热计量箱

..

4251热计量箱壁板由匀质材料组成其热阻值不宜小于2

...,10.0m·K/W。

4252热计量箱体构造应进行绝热处理

...。

4253设置风扇保证热计量箱内空气温度分布均匀风扇的设置应满足热计量箱侧试件表面风速

...。,

不大于

1m/s。

4254热计量箱内设置空气冷却装置通过控制冷却水参数进水温度流量保证箱内的空气温度在

...,(、)

设定范围内且温度波动幅度不大于

,0.5K。

4255应按附录的规定进行热计量箱热流系数标定

...C。

426集热器

..

4261集热器表面的太阳辐射吸收系数ρ应大于或等于

...s0.95。

4262集热器的面积应能保证进入热计量箱内的辐射热量被及时吸收并带走其角系数φ不应低于

...,

0.9。

427冷却水循环系统

..

4271冷却水循环系统主要由温度传感器集热器流量计循环水泵和制冷机组构成通过控制冷

...、、、。

却水温度和流量调节热计量箱内空气与冷却水的换热量保证热计量箱内温度稳定其原理见图

,。2。

3

GB/T30592—2014

说明

:

热计量箱

Ⅰ———;

集热器

1———;

进水温度测点

2———;

制冷机组

3———;

循环水泵

4———;

流量计

5———;

出水温度测点

6———。

图2冷却水系统原理图

4272通过计量冷却循环水进出水温度及流量计算太阳得热量流量计的精度不低于级温

...、,。0.5,

度传感器的精度为

±0.1℃。

428试件框

..

4281试件框构造应进行断热处理其热阻值不宜小于2

...,10.0m·K/W。

4282试件框的洞口尺寸不宜小于其厚度不应小于

...3800mm×2200mm,200mm。

43检测程序

.

431试件准备

..

4311被检试件为一件试件的构造尺寸和玻璃种类及型材颜色应符合产品设计和组装要求

...。、。

4312试件安装后应采用聚苯乙烯泡沫塑料条等将试件与试件框间空隙进行填塞密封并采用胶

...,、,

带对试件开启缝进行双面密封

。

432试验条件

..

4321热室控制温度宜设定为范围内某一温度值温度波动幅度不宜大于

...24.5℃~28.5℃,0.5K。

4322热计量箱内空气温度设定为范围内某一温度值温度波动幅度不应大

...24.5℃~25.5℃,

于

0.3K。

4323试件热室侧表面太阳辐射照度控制范围为22热室侧表面风速不宜大于

...500W/m~700W/m,

3m/s。

433试验步骤

..

4331按照附录的规定进行人工模拟光源辐射照度分布不均匀度调试

...B,。

4332检查试件安装符合规定后调整人工模拟光源与试件的距离满足实验要求

...,。

4333装置启动顺序如下

...:

4

GB/T30592—2014

启动环境空间和热室空调设备及控制系统

a);

打开人工模拟光源排风系统和热计量箱内设备

b)、;

启动热计量箱内的风扇冷却水循环系统等相关设备

c)、。

4334调整试件热室侧表面风速不大于

...3m/s。

4335测量各控温点温度检查判断是否稳定

...,。

4336当热室和热计量箱内空气温度稳定后调整人工模拟光源的电流使其辐射照度满足实验条件

...,,

要求

。

4337当测试工况满足和的要求且各测量参数不单向变化时开始记录冷却水进

...4.3.3.14.3.3.2,,

水出水温度热计量箱内外表面温度试件框内外表面温度人工模拟光源辐射照度和冷却水流量等参

、、、、

数值测量时间间隔为测试时间不应少于

。2min,20min。

4338结束测量

...。

5数据处理

51检测数据选取

.

采用温度辐射照度和冷却水流量等参数的最后次有效试验数据平均值进行太阳得热系数

、6,

计算

。

52太阳得热系数计算

.

将各参数测试数据代入式计算试件的太阳得热系数

(1),:

Q

SHGC=t

I×A………………(1)

式中

:

SHGC试件太阳得热系数其值取位有效数字

———,2;

Q单位时间内通过试件进入热计量箱内的太阳得热量单位为瓦按式计算

t———,(W),(2);

I试件热室侧表面入射的模拟太阳光辐射热量单位为瓦每平方米2

———,(W/m);

A试件的有效面积单位为平方米2

———,(m)。

Q=G×C×ρ×t-t+Q-Q-A×K×T

t(ewiw)bftΔt………………(2)

式中

:

G冷却水流量单位为立方米每秒3

———,(m/s);

C冷却水比热单位为焦耳每千克开尔文

———,[J/(kg·K)];

ρ冷却水密度单位为千克每立方米3

———,(kg/m);

t冷却水出水温度单位为开尔文

ew———,(K);

t冷却水进水温度单位为开尔文

iw———,(K);

Q单位时间内通过热计量箱外壁及试件框的传热量单位为瓦按式计算

b———,(W),(3);

Q单位时间内热计量箱内风扇散热量单位为瓦

f———,(W);

K试件的传热系数单位为瓦每平方米开尔文2

t———,[W/(m·K)];

T试件两侧的空气温差单位为开尔文

Δt———,(K)。

Q=τ-τ×M+τ-τ×M

b(bibo)1(siso)2………………(3)

式中

:

τ热计量箱壁内表面平均温度单位为开尔文

bi———,(K);

τ热计量箱壁外表面平均温度单位为开尔文

bo———,(K);

M热计量箱热流系数单位为瓦每开尔文

1———,(W/K);

5

GB/T30592—2014

τ试件框内表面平均温度单位为开尔文

si———,(K);

τ试件框外表面平均温度单位为开尔文

so———,(K);

M试件框热流系数单位为瓦每开尔文

2———,(W/K)。

6检测报告

检测报告应包括下列内容

:

委托和生产单位

a);

试件名称规格尺寸透光材料的品种及厚度中空玻璃等空气间层厚度及间层中的气体种

b)、、、

类框面积与透光材料面积之比型材型号及规格试件的颜色表面的状况

、、、、;

检测依据检测设备检测类别和检测时间以及报告日期

c)、、;

试件热室侧表面的太阳辐射照度试件两侧空气平均温度和试件热室侧表面风速以及冷却水

d)、

流量和温差等

;

检测结果

e);

测试人审核人及负责人签名

f)、;

检测单位

g)。

6

GB/T30592—2014

附录A

资料性附录

()

自然光检测装置

A1检测装置

.

A11构成

..

太阳得热系数检测装置主要由标定小室试件框热计量箱集热器和冷却水循环系统等组成见图

、、、(

A.1)。

说明

:

标定小室数据采集及控制系统

Ⅰ———;6———;

室外空气温度测点集热器

1———;7———;

热计量箱风扇

2———;8———;

冷却水循环系统热计量箱内空气温度测点

3———;9———;

标定小室空调系统试件

4———;10———;

制冷机组试件框

5———;11———。

图A1自然光检测装置示意图

.

A12热计量箱

..

A121热计量箱为一个可控的模拟建筑物内部热环境的装置通过集热器冷却水循环系统和控

...、。、

制系统在计量进入透光围护结构的太阳辐射得热量的同时保持设定的参数要求

,,。

A122热计量箱应能够根据太阳高度角和方位角的变化在水平方向和垂直方向调整角度跟踪太

...,

阳保证太阳光从法线方向入射被测试件

,。

A123热计量箱壁板的热阻值不应小于2集热器表面的太阳吸收系数ρ应大于或等

...5.0m·K/W,s

于

0.95。

7

GB/T30592—2014

A124热计量箱内应设置空气温度传感器

...。

A13冷却水循环系统

..

A131冷却水循环系统主要由水循环设备制冷机组集热器温度传感器及流量计构成

...、、、。

A132调节冷却水系统参数保证热计量箱内空气温度稳定其控制原理见图

...,。2。

A133冷却水测量温度传感器的精度为流量计的精度不低于级

...±0.1K,0.5。

A2数据采集测点设置

.

A21温度

..

温度数据采集测点设置如下

:

冷却水循环系统设置进出水温度测点各个

a)、1;

热计量箱内部设置空气温度控温点个空气平均温度测点个

b)1,6;

距离热计量箱箱体外以内设置室外空气温度测点个

c)2m1;

热计量箱各壁面内外分别设置温度测点个

d)、12;

试件框内外表面分别设置温度测点不少于个

e)、16;

标定板内外表面分别设置温度测点不少于个

f)、18。

A22冷却水流量

..

冷却水循环系统出口或进口设置流量计台

()1。

A23太阳辐射照度

..

在面向光源的试件框表面设置总辐射表台并设置一细长杆件观察其投影以判定太阳光为法

1。,,

线方向入射

。

A3数据处理

.

A31热计量箱壁板标定板和传热标准试件的传热系数由具有资质的检验部门提供

..、。

A32试验宜在太阳辐射照度不小于2室外风速不大于的条件下进行将各参数测

..500W/m、2m/s。

试数据分别代入式式和式计算试件的太阳得热系数SHGC

(1)、(2)(3),。

A4标定

.

A41热计量箱壁面热流

..

在热计量箱上安装标定板控制标定小室由保温性能好的壁板围合而成内设空调系统和热计量

,(,)

箱内的温度均为调整设置于热计量箱壁板中电热膜的功率改变电热膜的温度绘制壁面热流

22℃。,,

相对热计量箱壁面温度输出图拟合得出以下关系式见式

,[(A.1)]:

Q=mτ+a.

hb(Δ)………………(A1)

式中

:

Q通过壁面传递的热流量单位为瓦

hb———,(W);

τ箱壁内外表面的温差单位为开尔文

Δ———,(K);

ma待定系数

、———。

8

GB/T30592—2014

A42试件框侧向热损失

..

在试件框上安装标定板在室外进行在太阳入射角以内跟踪太阳每隔采集一次实验数

(),5°,1min

据试件框侧向热损失按式进行计算

。(A.2)。

q=Q-Q-Q-Q-Q.

schbfsct………………(A2)

式中

:

q试件框侧向热损失单位为瓦

s———,(W);

Q冷却水循环从热计量箱中带走的热量单位为瓦

c———,(W);

Q风扇的发热量单位为瓦

f———,(W);

Q通过试件框的热流量单位为瓦按照传热基本方程式计算得到

s———,(W)();

Q通过标定板的热流量单位为瓦按照传热基本方程式计算得到

ct———,(W)()。

9

GB/T30592—2014

附录B

规范性附录

()

光源辐射照度均匀度标定与调试

B1标定方法

.

采用标准试件被照射面等分区域中心点接收辐射照度一致的方法进行人工模拟光源辐射照度均

,

匀度标定

。

B2测点设置及仪表

.

B21测点设置

..

标准试件热室侧表面的辐射照度测点应均匀布置且不应少于个测点见图相邻测点间距

,9(B.1),

不应大于

500mm。

说明

:

辐射照度测点

1———。

图B1辐射照度均匀度测试布点示意图

.

B22测试仪表

..

采用总辐射表测量人工模拟光源辐射照度总辐射表的精度为

,±2.0%。

B3辐射照度均匀度计算

.

采用总辐射表测量各测点的辐射照度将实测数据代入式和式计算得到人工模拟光源

,(B.1)(B.2),

辐射照度均匀度

。

n

I=1Ii.

ni=………………(B1)

∑1

10

GB/T30592—2014

I-|Ii-I|

U=max×.

I100%………………(B2)

式中

:

I各测点的太阳辐射照度平均值单位为瓦每平方米2

———,(W/m);

Ii单一测点的太阳辐射照度单位为瓦每平方米2

———,(W/m);

U模拟的太阳辐射照度均匀度

———。

按照式计算太阳辐射照度不均匀度

(B.3)