在严寒地区,由于纬度较高,正午太阳高度角较低,直接照射到建筑的太阳能较少,全年一般公考虑供暖,而不考虑供冷,所以在严寒地区,太阳得热系数不做限值要求;在其他地区,由于需要考虑夏季供冷,建筑透光围护结构(门窗或透光幕墙)的太阳得热系数必须要加以限制,以降低建筑通风与空调运行负荷,减少建筑能源消耗。
透光围护结构的太阳得热系数由透光部分的得热与非透光部分的得热组成,为限制其太阳得热系数在设计要求或技术要求之下,需对透光部分与非透光部分的得热进行限制:
(1)透光部分,一般为玻璃,其得热主要与玻璃的太阳光总透射比有关,而太阳光总透射比由下式计算得到:
As——透光部分面积太阳光直接吸收比;
hin——透光部分内表面对流换热系数[W/(m2*K)];
hout——透光部分外表面对流换热系数[W/(m2*K)]。
由此可见,太阳光总透射比由两部分组成,一部分为太阳光直接透射,另一部分为太阳光直接吸收中向室内传热的部分。因此,为限制太阳光总透射比,须对太阳光直接透射与直接吸收进行限制。对于透光围护结构而言,太阳得应尽量降低,但对于其中的透光部分,即玻璃,并不能一味降低其得得热,这部分的得热需控制在一定的范围,即太阳光总透射比不能太低也不可太高。太阳光总透射比太高,透光围护结构的太阳得热系数增大,加大了通风与空调系统运行负荷,使建筑能耗增加;而太低的太阳光总透射比,虽然使透光围护结构的冷负荷减少了,但是太低的太阳光总透射比会导致其可见光透射比降低,建筑室内不能有效采用,不仅影响生产生活,而且有时还可能因为无法有效采光导致在白天需要打开照明灯具而进行生产生活,反而更加重了通风与空调系统的运行负荷,所以为兼顾透光部分的得热与采光效果,对玻璃的选择应较为慎重,下面通过三种工程上常见的玻璃品种的光谱图进行节能分析。
由三种不同玻璃品种的光谱图及表1可以看出,无色透明玻璃对可见光与红外光,透射相当高(70%以下),对室内采光而言,是没有问题的,但其太阳得热非常显著;阳光控制镀膜玻璃透射较低,对室内采光影响较大,且其对可见光与红外光的吸收为三者中最髙,由此而产生的对室内的二次传热较大,但其得热较无色透明玻璃还是有所降低;低辐射镀膜玻璃,其对可见光与红外光的反射为三者是最高,可有效降低其得热,同时对可见光的透射处于中等水平,又能够保证生产生活的瓶度。
⑵非透光部分,一般是组成门窗或透光幕墙的铝合金型材、胶及相关的五金配件等,主要的影响其得热的部件是铝合金型材,其得热的影响因素为:太阳辐射的吸收比与传热系数。铝合金型材的太阳辐射吸收比显而易见对其得热影响较大,应最大限度地降低太阳辐射吸收比,即应最大限度得提髙铝合金型材的建筑外表面壁的太阳辐射反射比,可采用表面有经喷涂或漆膜的铝合金型材;因为铝合金型材导热系数较大,热阻较小,为降低其传热系数,建议选取铝合金隔热型材,以阻断室外向室内的传热,降低建筑房间通风与空调冷负荷。