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窗熱阻R值和遮陽(yáng)系數(shù)SC值的實(shí)驗(yàn)研究

來(lái)源:華南理工大學(xué)建筑學(xué)院建筑節(jié)能與DeST研究中心　作者:張磊孟慶林張百慶　日期:2007-1-11
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　　前言
　　窗是建筑節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)有關(guān)研究，全球居住建筑以及非居住建筑冷負(fù)荷的一半為太陽(yáng)輻射得熱負(fù)荷，其中通過(guò)窗戶的太陽(yáng)輻射得熱又占絕大部分，因此，窗的熱特性特別是熱阻R值和遮陽(yáng)系數(shù)SC值是評(píng)價(jià)室內(nèi)負(fù)荷所必需的重要參數(shù)，雖然，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬的方法得到上述數(shù)據(jù)，但更多的設(shè)計(jì)者、專家和研究人員還是依靠通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)確定熱阻R值和遮陽(yáng)系數(shù)SC值，這就意味著基于上述目的的實(shí)驗(yàn)方法必須足夠精確并且可以提供能為專業(yè)人員和用戶所接受的信息。防護(hù)熱箱法是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的一種常用的方法，本文通過(guò)測(cè)試廣州匯景新城住宅小區(qū)一套十層住宅的頂層房間西向窗的熱阻R值和遮陽(yáng)系數(shù)SC值，詳細(xì)闡述了用防護(hù)熱箱法測(cè)量R值和SC值的原理和過(guò)程，以及數(shù)據(jù)處理的方法。

　　本測(cè)試與前人所做的測(cè)試工作有以下幾點(diǎn)不同：

　　1.計(jì)量箱內(nèi)采用空調(diào)機(jī)提供冷量，維持箱內(nèi)空氣干球溫度恒定。

　　2.防護(hù)箱采用與計(jì)量箱內(nèi)相同型號(hào)的空調(diào)機(jī)，并且設(shè)定相同空調(diào)參數(shù)，從而減少通過(guò)計(jì)量箱壁的熱損失。數(shù)據(jù)采集和記錄采用先進(jìn)的自動(dòng)化采集和記錄儀器，避免了人為誤差的影響。

　　實(shí)驗(yàn)原理
　　防護(hù)熱箱法測(cè)量窗熱阻R值和遮陽(yáng)系數(shù)SC值的原理如圖1所示：

通過(guò)窗戶進(jìn)入室內(nèi)的熱量可以分為兩部分，一部分是由室內(nèi)外溫度差造成的溫差傳熱，由于玻璃蓄熱能力很小，因此，這部分熱量可以按穩(wěn)定傳熱計(jì)算，另外一部分是由太陽(yáng)輻射造成的熱量傳遞，這部分熱量中又可以分為兩部分，一部分太陽(yáng)輻射直接透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)，全部成為房間得熱量；另外一部分被玻璃吸收，然后通過(guò)輻射和對(duì)流傳入室內(nèi)，因此，在時(shí)刻通過(guò)單位面積窗戶進(jìn)入室內(nèi)的熱量為：

圖1 防護(hù)熱箱原理圖

　　式中：

　　

　　公式（1）和（1’）中，加號(hào)前面的部分是代表太陽(yáng)輻射造成的得熱量，后面的部分代表溫差傳熱造成的得熱量。

　　由于太陽(yáng)得熱率與陽(yáng)光入射角有關(guān)，因此，對(duì)于不同入射角的條件下，遮陽(yáng)系數(shù)并不相同。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以把遮陽(yáng)系數(shù)取為定值，將遮陽(yáng)系數(shù)定義為：在法向入射條件下，通過(guò)透光系統(tǒng)（包括透光材料和遮陽(yáng)措施）的太陽(yáng)得熱率，與相同入射條件下的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)得熱率之比，即

　　式中：

　　M——白天記錄個(gè)數(shù)代入到公式（2）中，分別得到窗玻璃和窗系統(tǒng)的遮陽(yáng)系數(shù)SC值。

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