透光围护结构太阳得热系数检测方法

透光围护结构太阳得热系数检测方法

国家标准 GB/T30592一2014 透光围护结构太阳得热系数检测方法 Iestmethodforsolarheatgaincnefieientftransparentenvelope 2014-06-09发布 2014-12-01实施 国家质量监督检监检疫总局 发布 国家标准花管理委员会国家标准
GB/T30592一2014 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由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(SAC/TC454)归口 本标准主要起草单位: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)有眼公司,浙江省建设工醒质量检验踏有限公司,四川省建筑科学研究院J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、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、赵土怀、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
GB/T30592一2014 透光围护结构太阳得热系数检测方法 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 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 GB/T2680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 GB/T4132绝热材料及相关术语 GB/T4271一2007太阳能集热器热性能试验方法 GB/T17683.1太阳能在地面不同接收条件下的太阳光谱辐照度标准第1部分;大气质量1.5 的法向直接日射辐照度和半球向日射辐照度 术语和定义 GB/T4132确立的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 透光围护结构transparentenvelope 太阳光可直接透人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 3.2 太阳得热量solarheatgain 经由透光围护结构进人室内的太阳能量,包括透过的太阳辐射得热和进人室内的传热两部分 3.3 太阳得热系数solarheatgaincerieient SHGC' 通过透光围护结构进人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 热计量箱thermalcalorimeter 用于计量通过透光围护结构进人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 3.5 太阳辐射照度solarirradianee 投射到围护结构表面单位面积上的太阳辐射能通量
GB/T30592一2014 3.6 人工模拟光源artifieiallight sOurce 模拟太阳光辐射能量的人工辐射光源,其光谱与AM1.5的太阳光谱300nm一2500nm波段相似 大气质量1.5airmass1.5;AM1.5 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1.5 其适用的条件为;物体表平面与太阳之间的AM等于1.5,视场角 为5.8° 注:地面反照率取0.2. 检测方法 4.1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人热计 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 4.2检测装置 4.2.1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 I 说明: 控制室; 热计量箱体 热室 集热器" 环境空间; -环境空间空调系统 10- 数据采集及控制系统 -制冷机组 热室空调系统; 11 -冷却水循环系统; 12 排风系统 -风扇; 人人工模拟光源; 热计量箱内空气温度测点 13 热室空气温度测点; 14 试件; 试件框; 移动支架 15 图1太阳得热系数检测装置示意
GB/T30592一2014 4.2.2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25C士 0.5C 当无法满足时,可控制在25C一28.0C,温度波动幅度不大于0.5K 4.2.3人工模拟光源 4.2.3.1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 4.2.3.2光源系统由短弧缸灯或镐灯与滤光镜等组成,模拟太阳光应满足GB/T17683.1中规定的 AM1.5的光谱分布要求 4.2.3.3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 4.2.3.4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士5%以内的要求,当 其不均匀度大于5%时,应按照附录B的规定进行调整 4.2.3.5 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 4.2.4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 4.2.5热计量箱 4.2.5.1热计量箱壁板由匀质材料组成,其热阻值不宜小于10.0mK/w 热计量箱体构造应进行绝热处理 4.2.5.2 4.2.5.3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 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 4.2.5.4 设定范围内,且温度波动幅度不大于0.5K 4.2.5.5应按附录C的规定进行热计量箱热流系数标定 4.2.6集热器 4.2.6.1集热器表面的太阳辐射吸收系数p,应大于或等于0.95 4.2.6.2集热器的面积应能保证进人热计量箱内的辐射热量被及时吸收并带走,其角系数9不应低于 0.9 4.2.7冷却水循环系统 4.2.7.1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
GB/T30592一2014 说明: 热计量箱 集热器; -进水温度测点 制冷机组 循环水泵 流量计 出水温度测点 图2冷却水系统原理图 4.2.7.2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0.5级,温 度传感器的精度为士0.1C 4.2.8试件框 4.2.8.1试件框构造应进行断热处理,其热阻值不宜小于10.0m' K/w 4.2.8.2试件框的洞口尺寸不宜小于3800mm×2200mm,其厚度不应小于200mm 4.3检测程序 4.3.1试件准备 4.3.1.1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 4.3.1.2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 4.3.2试验条件 4.3.2.1热室控制温度宜设定为24.5C28.5C范围内某一温度值,温度波动幅度不宜大于0.5K 4.3.2.2热计量箱内空气温度设定为24.5C一25.5C范围内某一温度值,温度波动幅度不应大 于0.3K 4.3.2.3试件热室侧表面太阳辐射照度控制范围为500w/m'一700w/m',热室侧表面风速不宜大于 3m/s 4.3.3试验步骤 4.3.3.1按照附录B的规定,进行人工模拟光源辐射照度分布不均匀度调试 4.3.3.2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 4.3.3.3装置启动顺序如下:
GB/T30592一2014 a启动环境空间和热室空调设备及控制系统 b 打开人工模拟光源、排风系统和热计量箱内设备; c 启动热计量箱内的风扇冷却水循环系统等相关设备 4.3.3.4调整试件热室侧表面风速不大于3m/s. 4.3.3.5测量各控温点温度,检查判断是否稳定 4.3.3.6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 当测试工况满足4.3.3.1和4.3.3.2的要求，且各测量参数不单向变化时,开始记录冷却水进 4.3.3.7 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2nmin,测试时间不应少于20min 4.3.3.8结束测量 数据处理 5.1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6次有效试验数据平均值,进行太阳得热系数 计算 5.2太阳得热系数计算 将各参数测试数据代人式(1),计算试件的太阳得热系数: SHGC= A I× 式中: SHGC -试件太阳得热系数,其值取2位有效数字 -单位时间内通过试件进人热计量箱内的太阳得热量,单位为瓦(w),按式(2)计算 Q -试件热室侧表面人射的模拟太阳光辐射热量,单位为瓦每平方米(w/m'); A -试件的有效面积,单位为平方米m') 2 Q，=G×C×p×(一/iw)十Q -A×K，×AT 式中; G 冷却水流量单位为立方米每秒m='/s); 冷却水比热，单位为焦耳每千克开尔文[J/kg K)]; 冷却水密度,单位为千克每立方米(kg/m='); 冷却水出水温度,单位为开尔文(K); te 冷却水进水温度,单位为开尔文(K); lim 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(w),按式(3)计算; Q -单位时间内热计量箱内风扇散热量,单位为瓦(w); K 试件的传热系数,单位为瓦每平方米开尔文[w/m'K] T 试件两侧的空气温差,单位为开尔文(K). (3 Q.=(G 一司)×M，+(G 一云.)×M 式中: 云 热计量箱壁内表面平均温度,单位为开尔文(K); 热计量箱壁外表面平均温度,单位为开尔文(K) m 热计量箱热流系数,单位为瓦每开尔文(w/K); M
GB/T30592一2014 -试件框内表面平均温度,单位为开尔文(K); 云 云 -试件框外表面平均温度,单位为开尔文(K); M， 试件框热流系数,单位为瓦每开尔文(w/K) 检测报告 检测报告应包括下列内容 委托和生产单位; a b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 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 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 dD 流量和温差等; 检测结果， e 测试人、审核人及负责人签名 f g)检测单位
GB/T30592一2014 附 录A 资料性附录 自然光检测装置 A.1检测装置 A.1.1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.l) 1o 说明: 标定小室 数据采集及控制系统; 室外空气温度测点， 集热器 -热计量箱; 风扇; -冷却水循环系统 -热计量箱内空气温度测点; 标定小室空调系统; 10- 试件; 制冷机组; 11 试件框 自然光检测装置示意图 图A.1 A.1.2热计量箱 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 A.1.2.1 制系统,在计量进人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 A.1.2.2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人射被测试件 A12.3热计量箱壁板的热阻值不应小于5.0m=K/w,集热器表面的太阳吸收系数p，应大于或等 于0.95
GB/T30592一2014 A.1.2.4热计量箱内应设置空气温度传感器 A.13冷却水循环系统 A.1.3.1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 A.1.3.2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 A.1.3.3冷却水测量温度传感器的精度为士0.1Kk,流量计的精度不低于0.5级 A.2数据采集测点设置 A.2.1温度 温度数据采集测点设置如下: a)冷却水循环系统设置进、出水温度测点各1个; D 热计量箱内部设置空气温度控温点1个,空气平均温度测点6个; 距离热计量箱箱体外2m以内设置室外空气温度测点1个; d) 热计量箱各壁面内、外分别设置温度测点12个; 试件框内、外表面分别设置温度测点不少于16个; 标定板内、外表面分别设置温度测点不少于18个 A.2.2冷却水流量 冷却水循环系统出口(或进口)设置流量计1台 A.2.3太阳辐射照度 在面向光源的试件框表面设置总辐射表1台 并设置一细长杆件,观察其投影,以判定太阳光为法 线方向人射 A.3数据处理 A.3.1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 A.3.2试验宜在太阳辐射照度不小于500w/nm'、室外风速不大于2m/s的条件下进行 将各参数测 试数据分别代人式(1),式(2)和式(3),计算试件的太阳得热系数SHGC A.4标定 热计量箱壁面热流 A.4.1 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22C 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 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)] QM=m(r十a (A.1 式中 Q0 通过壁面传递的热流量,单位为瓦(w) Ar -箱壁内外表面的温差,单位为开尔文(K); 待定系数 1、a
GB/T30592一2014 A.4.2试件框侧向热损失 在试件框上安装标定板(在室外进行),在太阳人射角5°以内跟踪太阳,每隔1min采集一次实验数 据 试件框侧向热损失按式(A.2)进行计算 =Q (A.2 Q山-Q-Q,-Q g、= 式中: 试件框侧向热损失,单位为瓦(w); q 冷却水循环从热计量箱中带走的热量,单位为瓦(w); Q 风扇的发热量.单位为瓦(w). Q 通过试件框的热流量,单位为瓦(w)(按照传热基本方程式计算得到) Q 通过标定板的热流量,单位为瓦(w)(按照传热基本方程式计算得到. Q
GB/T30592一2014 附 录 B 规范性附录 光源辐射照度均匀度标定与调试 B.1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 B.2测点设置及仪表 B.2.1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9个测点(见图B.1),相邻测点间距 不应大于500mm. 1500mm 8 & & 说明 辐射照度测点 图B.1辐射照度均匀度测试布点示意图 B.2.2测试仪表 采用总辐射表测量人工模拟光源辐射照度,总辐射表的精度为士2.0% B.3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,将实测数据代人式(B.1)和式(B.2),计算得到人工模拟光源 辐射照度均匀度 了-习" (B,1 10
GB/T30592一2014 I一了 maX ×100% U= (B.2 式中: -各测点的太阳辐射照度平均值,单位为瓦每平方米(w/m') 单一测点的太阳辐射照度,单位为瓦每平方米(w/m'); -模拟的太阳辐射照度均匀度 按照式(B.3)计算太阳辐射照度不均匀度 NU=1一U B.3 式中: NU 太阳辐射照度不均匀度 B.4标定与调试程序 B,4.1在热计量箱试件框上安装标准试件 B.4.2启动人工模拟光源照射系统,调整人工模拟光源与标准试件的距离 B4310min后,采用总制射表测量各个测点的抓射照度 测量应符合G8/T4271一207中附录! 的规定 按照B.3中的规定,计算辐射照度均匀度 若均匀度不能满足要求,则在调整光源与试件的距 B.4.4 离后,再次重复以上步骤,直至满足要求为止并记录光源与试件的距离 B.4.5测试供电功率与辐射照度的关系,通过调整功率,将所需光源的稳定度控制在士2%以内 B,4.6根据模拟太阳辐射照度与功率的测试结果,绘制太阳辐射照度和功率的相关性曲线图 11
GB/T30592一2014 附 录 C 规范性附录 热流系数标定 C.1标定内容 热计量箱外壁热流系数M和试件框热流系数Ma c.2标准试件 C.2.1材料及性能要求 C.2.1.1标准试件应为经钢化处理后的中空玻璃系统 其玻璃厚度为3mm,系统的遮蔽系数宜为 0.40 c.2.1.2标准试件应进行传热系数和遮蔽系数测定 遮蔽系数测定应符合GB/T2680的相关规定 C.2.2尺寸 标准试件的尺寸可略小于检测装置试件框的洞口尺寸 C.3标定方法 C.3.1标定试验及数据处理 C3.1.1将标准试件安装在试件框洞口上,标准试件周边与洞口之间的缝隙采用聚苯乙烯泡沫塑料条 塞紧、密封 C3.1.2标定试验应在与太阳得热系数试验相同的条件下,设定不同的环境温度,采用标准试件分别 进行两次稳定状态下的试验,并记录相关参数测试数据 C.3.1.3采用最后6次测试数据的平均值代人式(C.1)和式(C.2)联解求出热流系数M和Mg r0.889Sc" +(' -r')M，+('-')M.(c.1 I0.889SC" ("山-") M十(",-") M, C.2 式中 SC'、SC" 分别为两次标定时试件遮蔽系数; 分别为两次标定时试件表面人射人工模拟光源发生的辐射热量,单位为瓦每平方米 W/m'); -标准试件的有效面积,单位为平方米m'); 分别为两次标定试验的循环水流量,单位为立方米每秒(m'/s); 分别为两次标定试验的循环水比热容，单位为焦耳每千克开尔文[J/(kg K]; 分别为两次标定试验的循环水密度,单位为千克每立方米(kg/m); -分别为两次标定试验的热计量箱冷却水出水温度,单位为开尔文(K); 分别为两次标定试验的热计量箱冷却水进水温度单位为开尔文(K). 分别为两次标定试验的热计量箱体内表面温度，单位为开尔文K) 分别为两次标定试验的热计量箱体外表面温度,单位为开尔文(K) Mlo、hlo 12
GB/30592一2014 分别为两次标定试验的试件框内表面温度,单位为开尔文(K); 分别为两次标定试验的试件框外表面温度,单位为开尔文(K); -热计量箱热流系数,单位为瓦每开尔文(w/K); M M， -试件框热流系数,单位为瓦每开尔文(w/K 右上角标有“”的参数为第一次标定试验测量的参数,右上角标有“""的参数为第二次标定试验测 量的参数 C.3.2标定试验的规定 两次标定试验应在标雅试件两侧空气温差相同或相近的条件下进行,热计量箱箱体内、外表 C.3.2.1 面温差的绝对值|'l-'和|"-"不应小于4.5K,且ll-'出-'|一l-"-"tl|应大于 9.0K c.3.2.2热流系数M，和M 应每年定期标定一次 如试验箱体构造尺寸发生变化.应重新标定 c3.3标定试验的误差分析 新建透光围护结构的太阳得热系数检测装置,应进行热流系数M和M，标定误差和透光围护结 构太阳得热系数(SHGC)试验误差分析 13
GB/T30592?2014 [1]IEC60904-9Photovoltaicdevices- Part9Solar simulatorperormancerequirements 14

透光围护结构太阳得热系数检测方法GB/T30592-2014

透光围护结构是指在建筑物外表面或内部设置有一定透光性的装饰材料，通过它可以实现采光、节能等目的。然而，在透光围护结构设计与施工中，需要考虑到其对太阳辐射的吸收和反射情况，以避免因过度吸收太阳辐射而导致建筑物内部温度升高。

针对透光围护结构太阳得热系数的检测问题，国家标准化管理委员会发布了《透光围护结构太阳得热系数检测方法GB/T30592-2014》标准，该标准规定了透光围护结构太阳得热系数的测定方法和计算方法，旨在保证透光围护结构的热性能及其对环境的影响均符合国家规定。

该标准的具体检测方法包括：采用太阳模拟辐射源进行室内试验；测试样品放置于特定位置，通过测量其表面温度、空气温度以及大气压力等参数，计算太阳得热系数。在具体操作时，需要注意标准中所规定的细节，如太阳模拟辐射源的要求、试验室的温湿度控制等。

此外，标准还规定了透光围护结构太阳得热系数的计算公式，以及太阳得热系数的技术要求和报告要求。在检测过程中，如果发现不符合标准要求的情况，需要采取相应措施进行调整或改进，以确保检测结果的准确性和可靠性。

总之，透光围护结构太阳得热系数是建筑物节能设计与施工中的一个重要指标，其正确检测方法和计算方法对于保证建筑物的热性能和使用效果具有重要意义。因此，建议在透光围护结构设计与施工中，必须遵守GB/T30592-2014标准的规定。

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2022/10/21 13:37:22 现行