建筑玻璃建筑用太阳能光伏夹层玻璃透光率测量方法标准立项发展报告

建筑玻璃建筑用太阳能光伏夹层玻璃透光率测量方法标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:Glassinbuilding—Laminatedsolarphotovoltaicglassforuseinbuildings—Lighttransmittancemeasurementmethod摘要关键词：太阳能光伏夹层玻璃；透光率；测量方法；国际标准；ISO23237；建筑一体化光伏（BIPV）Keywords:Laminatedsolarphotovoltaicglass;Lighttransmittance;Measurementmethod;Internationalstandard;ISO23237;BuildingIntegratedPhotovoltaics(BIPV);Energyefficiency正文一、标准立项背景与必要性随着全球气候变化议题的深化和“双碳”目标的推进，建筑领域作为能源消耗和碳排放的主要来源之一，其绿色转型已成为各国关注的焦点。建筑一体化光伏（BuildingIntegratedPhotovoltaics，简称BIPV）技术，将光伏发电产品与建筑材料有机结合，不仅能够提供清洁能源，还能替代部分传统建筑材料，是实现建筑零能耗或近零能耗的关键路径。建筑用太阳能光伏夹层玻璃，即通过夹层工艺将太阳能电池片封装于两层或多层玻璃之间形成的兼具发电与建筑围护功能的产品，在幕墙、采光顶、遮阳系统等领域获得了广泛应用。在此背景下，太阳能光伏夹层玻璃的性能评价，尤其是其光学性能——透光率的准确测量，成为了制约行业发展的核心问题。一方面，透光率是决定建筑室内自然采光效果、热负荷及视觉舒适度的关键参数，直接影响建筑设计的科学性与居住者的体验。另一方面，透光率与光伏组件的发电效率（由电池片的封装密度和类型决定）相互制约，是产品设计优化的重要平衡点。然而，在ISO23237发布之前，业界普遍采用单一或未经充分验证的测试方法，例如直接借用传统平板玻璃的透光率测试标准（如ISO9050）或太阳能组件的测试标准（如IEC61215、IEC60904），但这些方法未能充分考虑到光伏夹层玻璃的以下特殊性：1.结构不均一性：与传统均质玻璃不同，光伏夹层玻璃内部含有不透明或半透明的太阳能电池片（如晶体硅电池片、薄膜电池片），其透光性具有显著的空间分布特征。2.散射与折射效应：电池片之间的间隙、封装材料（如EVA、PVB）以及电池片表面的电极栅线，会导致光线的散射和局部折射，传统总透光率测量方法（如积分球法）的适用性和准确性需要明确界定和规范。3.光谱选择性：太阳能电池片对不同波长的光吸收特性差异巨大，这与建筑采光对可见光透射比的要求密切相关，需要建立针对特定光谱范围的测量规范。为了解决上述行业痛点，促进BIPV技术在建筑领域的规范应用，制定一项专门针对建筑用太阳能光伏夹层玻璃透光率测量方法的国际标准显得尤为迫切和必要。这不仅是推动技术进步的内在要求，也是消除国际贸易壁垒、提升产品质量互认水平的客观需要。二、标准主要内容与技术解析ISO23237:2023《建筑玻璃建筑用太阳能光伏夹层玻璃透光率测量方法》于2023年11月22日由国际标准化组织（ISO）正式发布。该标准为建筑用太阳能光伏夹层玻璃的透光率测量提供了一套严谨、明确、可重复的标准化程序。1.标准范围与适用性该标准明确规定了建筑用太阳能光伏夹层玻璃的可见光透射比（τv）的测量方法。标准适用于所有类型的建筑用太阳能光伏夹层玻璃，包括但不限于采用晶体硅电池、薄膜电池（如碲化镉、铜铟镓硒）等技术的产品。标准涵盖了从裸玻璃到最终封装成品的测量，但不涉及光伏组件的电性能（如功率、效率）测量。2.核心测量原理与方法标准采用分光光度计法，这是当前光学测量中最精确、最基础的方法之一。其核心原理是：使用带积分球或等同功能附件的分光光度计，在可见光波段（通常为380nm-780nm）内，以5nm或更小的间隔测量样品的光谱透射比，然后根据标准照明体（如D65标准光源）和人眼视觉函数（V(λ)）进行加权积分，最终计算得出可见光透射比（τv）。-准直光束的使用：标准强调了准直光束的重要性，以最大限度地减少由于样品内部散射引起的误差。测量时，光束应垂直入射于样品表面。-积分球的作用：采用积分球收集所有透过的光线，包括镜面透射光和漫透射光，从而获得样品的总光谱透射比。积分球的直径和开口设计需符合标准要求，以确保测量精度。3.样品制备与条件样品制备是保证测量结果准确性的关键环节。标准对样品提出了以下要求：-尺寸与代表性：样品应具有代表性，其测量区域应能充分反映产品整体的透光性能，特别是需包含典型的电池片区域和间隙区域。对于电池片排列规则的产品，标准建议测量一个完整的最小重复单元（胞元）。-清洁与状态：样品在测量前必须保持清洁、无指纹、无灰尘。环境条件（温度、相对湿度）应控制在规定范围内，以减少对光学性能的干扰。-特殊防护：对于有接线盒或其他附件的产品，测量前应移除附件或选择避开附件的区域进行测量。4.结果计算与表达标准提供了详细的加权积分公式，并明确了如何计算样品的可见光透射比（τv）。对于包含不同透光区域（如电池片区域和间隙区域）的样品，标准鼓励测量并报告整体平均透光率，同时为使用者提供必要的说明。此外，标准还建议报告测量时的光谱数据、所使用的积分球类型及校准信息，以确保数据的可追溯性和可比性。5.与现有标准的协调性ISO23237并非凭空产生，而是与国际标准化组织内的其他标准（如ISO9050《建筑玻璃光透射比、太阳直接透射比、总太阳能透射比及窗户相关参数的计算》、IEC60904-3《光伏器件第3部分：标准太阳光谱辐照度数据》、IEC61215《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》）进行了充分的协调与衔接。它专门解决了光伏夹层玻璃这个特殊交叉领域的测量问题，是对现有标准体系的补充和完善，避免了标准适用性的模糊地带。三、标准的主要参与单位介绍本标准的制定工作主要由国际标准化组织建筑玻璃技术委员会（ISO/TC160）主导。该技术委员会的秘书处由国际玻璃协会（InternationalCommissiononGlass,ICG）承担，其核心成员单位包括多个国家的标准化机构，如中国、美国、德国、日本、法国等。其中，中国建筑材料科学研究总院有限公司作为中国在该领域的重要代表，在标准制定中发挥了关键作用。该院是中国最早从事建筑材料与工程科学研究的综合性科研机构之一，在建筑玻璃、特种玻璃及光伏玻璃领域拥有超过六十年的深厚积累。-核心地位：中国建材总院不仅是中国建筑材料联合会玻璃专业委员会的挂靠单位，更是ISO/TC160国内技术对口单位。这意味着，总院代表中国参与国际玻璃标准的制定与修订工作，是中国在玻璃领域国际标准化活动的主要入口和出口。-技术贡献：在ISO23237的制定过程中，总院汇集了来自其下属的国家玻璃深加工工程技术研究中心、国家太阳能光伏产品监督检验中心等的顶尖专家。他们利用自身在光学测试、光伏组件性能评估、玻璃深加工工艺等方面的深厚造诣，针对光伏夹层玻璃的透光率测量难题，提出了关键的解决方案。例如，在如何准确定义包含电池片的“代表性区域”、如何处理由于电池片局部遮挡导致的测量不确定性等方面，总院的专家团队提供了大量的实验数据和理论分析，有力地推动了标准技术的完善。-中国实践与国际化：中国建材总院还将中国在该领域积累的大量企业标准、行业标准（如GB/T38264-2019《建筑太阳能光伏玻璃组件透光率试验方法》）的成功经验带入国际标准，积极协调各国立场，最终促成了ISO23237的顺利发布。这不仅彰显了中国技术在国际标准化舞台上的影响力，也为中国企业更好地融入全球BIPV市场扫清了规则障碍。此外，总院通过组织国际研讨会、培训会等方式，在标准发布初期就积极开展宣贯和推广工作，促进了标准的全球共识和采纳。四、结论与展望ISO23237:2023的发布，是国际建筑玻璃与光伏领域标准化工作的一项里程碑式成果。它解决了长期困扰行业的“测量方法不统一、数据不可比”这一核心痛点，首次为建筑用太阳能光伏夹层玻璃的透光率测量建立了一个全球通用的、科学严谨的、具有可操作性的方法论框架。本标准的实际应用价值体现在：1.促进公平竞争：为所有制造商提供了统一的“裁判规则”，使得不同品牌、不同技术的产品性能可以在同一计量基准上进行客观评价，促进了市场公正竞争。2.提升建筑性能设计：建筑师和设计师现在可以基于标准化的数据，更准确地评估BIPV产品对室内采光、照明能耗和热环境的影响，从而进行更科学、更优化的建筑方案设计。这直接推动了“零能耗建筑”、“健康建筑”等绿色建筑理念的落地。3.降低贸易壁垒：统一的国际标准为全球范围内的产品认证、质量控制和贸易互认提供了基础，有助于打破国家间的技术壁垒，加速BIPV产品和技术的全球化流通与普及。4.支撑监管与政策：各国政府监管部门可以依据本标准，制定更精准的能效标识、绿色建筑评价规程或市场准入要求，有效引导行业向高透明、高效率的平衡方向发展。展望未来，本标准的应用将催生一系列深刻变化：-技术迭代加速：随着标准对透光率测量精度的要求提高，将倒逼BIPV产品制造商在电池片选择、间距设计、封装材料优化等方面进行持续创新，以追求更好的光学性能和更高的发电效率。-标准体系完善：ISO23237有可能成为“母标准”，催生出一系列相关子标准，例如针对不同建筑应用场景（如幕墙、天窗、遮阳板）的特定透光率要求，或针对光伏玻璃在复杂光照条件下的综合性能（如色散、雾度、紫外透射比）的测量方法标准。-标准本土化采纳：预计众多国家（包括中国）将迅速采纳或转化该国际标准为本国标准，并可能在此基础上，结合本国气候特点、建筑规范和市场偏好，制定更具针对性或更严格的区域标准。-数字化与智能化：未来，该标准的实施将可能结合机器视觉、人工智能和云平台技术，实现光伏夹层玻璃透光率的在线、快速、无损检测，并与BIM（建筑信息模型）系统