遮陽(yáng)系數(shù)的計(jì)算方法

建筑外窗遮陽(yáng)系數(shù)的確定建筑節(jié)能窗研討會(huì)發(fā)言稿楊仕超孟慶林石民祥廣東省建筑科學(xué)研究院華南理工大學(xué)節(jié)能中心第一頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑外窗遮陽(yáng)系數(shù)的確定1建筑遮陽(yáng)2遮陽(yáng)系數(shù)的定義3玻璃的遮蔽系數(shù)4窗的遮陽(yáng)系數(shù)5遮陽(yáng)百葉、花格的遮陽(yáng)系數(shù)6遮陽(yáng)板的遮陽(yáng)系數(shù)7結(jié)論第二頁(yè)，共六十二頁(yè)。典型的建筑遮陽(yáng)第三頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑遮陽(yáng)的作用夏季空調(diào)的主要負(fù)荷來(lái)自太陽(yáng)輻射；夏季空調(diào)的主要能耗來(lái)自太陽(yáng)輻射；降低外窗的負(fù)荷和能耗必須采取遮陽(yáng)措施；減少空氣滲透、降低傳熱系數(shù)等手段作用很有限；建筑的外遮陽(yáng)是非常有效的遮陽(yáng)措施；降低玻璃的遮蔽系數(shù)也非常有效；可拆卸（或活動(dòng)）的外遮陽(yáng)更靈活、適應(yīng)范圍廣。第四頁(yè)，共六十二頁(yè)。各節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)遮陽(yáng)的要求《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》：外窗（包括陽(yáng)臺(tái)門(mén)透明部分）面積不應(yīng)過(guò)大，外窗宜設(shè)置活動(dòng)外遮陽(yáng)?！堵糜温灭^建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》：主體建筑標(biāo)準(zhǔn)層窗墻面積比不宜大于0.45，非嚴(yán)寒地區(qū)外窗遮陽(yáng)系數(shù)應(yīng)小于0.60，或采取外遮陽(yáng)措施?！睹裼媒ㄖ峁ぴO(shè)計(jì)規(guī)范》：空調(diào)建筑的向陽(yáng)面，特別是東、西向窗戶(hù)，應(yīng)采取熱反射玻璃、反射陽(yáng)光涂膜、各種固定式和活動(dòng)式遮陽(yáng)等有效的遮陽(yáng)措施?！恫膳L(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》：空調(diào)房間應(yīng)盡量減少外窗的面積，并應(yīng)采取遮陽(yáng)措施。以上標(biāo)準(zhǔn)均未提出遮陽(yáng)系數(shù)的相關(guān)定義和計(jì)算方法第五頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)措施——不同玻璃以及百葉第六頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)措施——朝向與建筑外遮陽(yáng)第七頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑外窗遮陽(yáng)系數(shù)的確定1建筑遮陽(yáng)2遮陽(yáng)系數(shù)的定義3玻璃的遮蔽系數(shù)4窗的遮陽(yáng)系數(shù)5遮陽(yáng)百葉、花格的遮陽(yáng)系數(shù)6遮陽(yáng)板的遮陽(yáng)系數(shù)7結(jié)論第八頁(yè)，共六十二頁(yè)。節(jié)能的遮陽(yáng)計(jì)算與負(fù)荷的遮陽(yáng)計(jì)算不同：負(fù)荷計(jì)算太陽(yáng)得熱的峰值，節(jié)能計(jì)算整個(gè)夏季的太陽(yáng)得熱能耗；負(fù)荷計(jì)算時(shí)根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的計(jì)算條件計(jì)算，根據(jù)太陽(yáng)高度角、方位角及直射、散射強(qiáng)度計(jì)算可以計(jì)算出遮陽(yáng)系數(shù)；節(jié)能計(jì)算則要采用標(biāo)準(zhǔn)氣象年進(jìn)行全年的計(jì)算，等效的遮陽(yáng)系數(shù)較難得到。負(fù)荷計(jì)算與節(jié)能計(jì)算所用的遮陽(yáng)系數(shù)第九頁(yè)，共六十二頁(yè)。與負(fù)荷有關(guān)的遮陽(yáng)計(jì)算在空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí)，透過(guò)窗的熱流計(jì)算如下：式中：Se——窗玻璃的遮蔽系數(shù)；

Sf——窗框的遮蔽系數(shù)；

Cw——窗的外遮陽(yáng)系數(shù)；

Cn——窗的內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù)；

DF——日射得熱因素。第十頁(yè)，共六十二頁(yè)。與負(fù)荷有關(guān)的總遮陽(yáng)系數(shù)定義在空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí)，遮陽(yáng)系數(shù)的計(jì)算建議如下：式中：SZ.F——窗與負(fù)荷有關(guān)的總（綜合）遮陽(yáng)系數(shù)；

Se——窗玻璃的遮蔽系數(shù)；

Sf——窗框的遮蔽系數(shù)；

Cw——窗的外遮陽(yáng)系數(shù)；

Cn——窗的內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù)。第十一頁(yè)，共六十二頁(yè)。與節(jié)能有關(guān)的遮陽(yáng)系數(shù)空調(diào)的節(jié)能計(jì)算與采暖不同，由于它是動(dòng)態(tài)的，因而只能通過(guò)動(dòng)態(tài)的計(jì)算軟件進(jìn)行分析計(jì)算；遮陽(yáng)系數(shù)是隨著太陽(yáng)位置的改變而改變的，沒(méi)有一個(gè)固定值；所謂與節(jié)能有關(guān)的遮陽(yáng)系數(shù)是一個(gè)等效值（或當(dāng)量值），不是在某一時(shí)刻所存在的；遮陽(yáng)系數(shù)可以根據(jù)節(jié)能計(jì)算來(lái)反算出一個(gè)固定的“當(dāng)量值”。第十二頁(yè)，共六十二頁(yè)。與節(jié)能有關(guān)的遮陽(yáng)系數(shù)定義在節(jié)能計(jì)算時(shí)，窗的綜合遮陽(yáng)系數(shù)的定義建議如下：式中：SZ.E——窗的綜合遮陽(yáng)系數(shù)；

Se——窗玻璃的遮蔽系數(shù)；

Sf——窗框的遮蔽系數(shù)；

Mw——窗的外遮陽(yáng)系數(shù)；

Mn——窗的內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù)。一般按慣例，不將內(nèi)遮陽(yáng)作為參與節(jié)能計(jì)算的措施，主要是因?yàn)檎趯徟鷷r(shí)不易控制。第十三頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑外窗遮陽(yáng)系數(shù)的確定1建筑遮陽(yáng)2遮陽(yáng)系數(shù)的定義3玻璃的遮蔽系數(shù)4窗的遮陽(yáng)系數(shù)5遮陽(yáng)百葉、花格的遮陽(yáng)系數(shù)6遮陽(yáng)板的遮陽(yáng)系數(shù)7結(jié)論第十四頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃太陽(yáng)光直接透射：

玻璃的太陽(yáng)光直接透射比

τe——為試樣的太陽(yáng)光直接透射比，%；τ(λ)——試樣的光譜透射比，%；

Sλ——太陽(yáng)光輻射相對(duì)光譜分布；

Δλ——波長(zhǎng)間隔，此處為10nm。第十五頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃太陽(yáng)光直接反射：

玻璃的太陽(yáng)光直接反射比

ρe——試樣的太陽(yáng)光直接反射比，%；

ρ(λ)——試樣的光譜反射比，%；

Sλ——太陽(yáng)光輻射相對(duì)光譜分布；

Δλ——波長(zhǎng)間隔，此處為10nm。第十六頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃太陽(yáng)光直接吸收：

玻璃的太陽(yáng)光直接吸收比

ρe+τe+αe=1第十七頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃的太陽(yáng)光總透射：

玻璃的太陽(yáng)光總透射比

g

=τe+qi

εe——半球輻射率，普通透明玻璃取0.83；

hi——試樣內(nèi)側(cè)表面的傳熱系數(shù)；

he——試樣外側(cè)表面的傳熱系數(shù)，23W/m2.K。第十八頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃的遮蔽系數(shù)（遮陽(yáng)系數(shù)）：

玻璃的遮蔽系數(shù)

Se——試樣的遮蔽系數(shù)；τs——3mm厚的普通透明玻璃的太陽(yáng)能總透射比，理論值為0.889。第十九頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃的遮蔽系數(shù)（遮陽(yáng)系數(shù)）第二十頁(yè)，共六十二頁(yè)。透明玻璃的特性玻璃厚度可見(jiàn)光太陽(yáng)輻射遮蔽系數(shù)半球輻射系數(shù)透射率反射率直接透射直接反射30.8370.0750.8980.0811.000.8460.7750.0710.8810.0800.950.84120.6530.0640.8410.0770.840.84第二十一頁(yè)，共六十二頁(yè)。吸熱玻璃品種厚度可見(jiàn)光透射率%陽(yáng)光總透射%遮蔽系數(shù)U值H綠577640.765.7F綠577640.765.7藍(lán)片654620.725.7茶色550620.725.7灰色542600.695.7第二十二頁(yè)，共六十二頁(yè)。熱反射玻璃品種厚度可見(jiàn)光透射%陽(yáng)光總透射%遮蔽系數(shù)U值YAC0156656560.645.7YAC0140640430.495.4YCR0115615260.304.6SGSS2214611270.314.7SGPGN221469250.294.6第二十三頁(yè)，共六十二頁(yè)。Low-E玻璃品種厚度可見(jiàn)光透射%陽(yáng)光總透射%遮蔽系數(shù)U值高透光6+12A+672470.621.9中透光6+12A+662370.501.8較低透光6+12A+648280.381.8低透光6+12A+635200.301.8第二十四頁(yè)，共六十二頁(yè)。Solar–E玻璃第二十五頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃系統(tǒng)的隔熱原則采用單片吸熱玻璃或熱反射玻璃、Low-E玻璃（在線(xiàn)）、遮陽(yáng)型Low-E玻璃（在線(xiàn)）節(jié)能效果有限；采用這些玻璃組成的中空玻璃比較好；中空玻璃外片玻璃采用吸熱、熱反射、遮陽(yáng)Low-E玻璃，內(nèi)片采用透明、Low-E玻璃等；外片玻璃吸收絕大部分的太陽(yáng)輻射熱，空氣層將外片玻璃的熱輻射阻擋在外面而不對(duì)室內(nèi)產(chǎn)生傳熱。第二十六頁(yè)，共六十二頁(yè)。太陽(yáng)能透過(guò)中空玻璃第二十七頁(yè)，共六十二頁(yè)。中空玻璃在南方隔熱、在北方保溫南方，中空玻璃的采用不僅可以減少太陽(yáng)輻射，也能有效阻止溫差傳熱。但首先是為了減少太陽(yáng)輻射。南方，中空玻璃首先是反射或吸收太陽(yáng)短波輻射，再利用中空玻璃的空氣層有效隔絕溫差傳熱和長(zhǎng)波輻射，而使得大量的太陽(yáng)輻射不進(jìn)入室內(nèi)。北方，中空玻璃一般是盡量減少對(duì)太陽(yáng)短波輻射的阻擋，而使得大量的太陽(yáng)輻射進(jìn)入室內(nèi)。北方，中空玻璃傳熱系數(shù)小，可有效阻止溫差傳熱。第二十八頁(yè)，共六十二頁(yè)。不同種類(lèi)中空玻璃的光學(xué)熱工性能玻璃品種可見(jiàn)光太陽(yáng)輻射遮蔽系數(shù)傳熱系數(shù)透射率反射率直接透射直接反射6透明+9空氣+6透明0.780.140.630.110.783.186灰色吸熱+9空氣+6透明0.380.070.350.070.513.186綠色吸熱+9空氣+6透明0.660.120.380.070.543.186SB55022C+9空氣+6透明0.220.360.170.360.262.866SB55013C+9空氣+6透明0.120.490.090.490.172.786透明Low-E+9空氣+6透明0.740.110.470.200.631.836遮陽(yáng)Low-E+9空氣+6透明0.440.060.280.100.411.83第二十九頁(yè)，共六十二頁(yè)。LOW-E玻璃與透明玻璃的配合第三十頁(yè)，共六十二頁(yè)。吸熱玻璃與LOW-E玻璃的配合第三十一頁(yè)，共六十二頁(yè)。Solar-E與透明玻璃的配合第三十二頁(yè)，共六十二頁(yè)。中空玻璃的遮陽(yáng)隔熱效果透明的中空玻璃對(duì)遮陽(yáng)不起什么作用；吸熱的中空玻璃有較好的遮陽(yáng)作用；熱反射玻璃遮陽(yáng)作用最好，但可見(jiàn)光透過(guò)率低；一般的透明Low-E中空玻璃遮陽(yáng)作用有限；遮陽(yáng)型Low-E中空玻璃遮陽(yáng)效果較好。陽(yáng)光控制型的Low-E中空玻璃有很好的遮陽(yáng)效果，又有很好的可見(jiàn)光透過(guò)率。第三十三頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑外窗遮陽(yáng)系數(shù)的確定1建筑遮陽(yáng)2遮陽(yáng)系數(shù)的定義3玻璃的遮蔽系數(shù)4窗的遮陽(yáng)系數(shù)5遮陽(yáng)百葉、花格的遮陽(yáng)系數(shù)6遮陽(yáng)板的遮陽(yáng)系數(shù)7結(jié)論第三十四頁(yè)，共六十二頁(yè)。雙層通風(fēng)幕墻加百葉遮陽(yáng)第三十五頁(yè)，共六十二頁(yè)。玻璃內(nèi)百葉遮陽(yáng)第三十六頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)設(shè)施——內(nèi)活動(dòng)卷簾第三十七頁(yè)，共六十二頁(yè)。窗自身遮陽(yáng)系數(shù)的定義在空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí)，遮陽(yáng)系數(shù)的定義建議如下：式中：SW——窗的綜合遮陽(yáng)系數(shù)；

Se——窗玻璃的遮蔽系數(shù)；

Sf——窗框（包括內(nèi)百葉等）的遮蔽系數(shù)。第三十八頁(yè)，共六十二頁(yè)。窗框（包括窗內(nèi)百葉等）的遮陽(yáng)系數(shù)窗框的遮陽(yáng)系數(shù)可以用下式表示考慮到窗框一般不透明，透過(guò)窗框的太陽(yáng)輻射熱不多，而且窗框所占面積小，令Se.f為零：第三十九頁(yè)，共六十二頁(yè)。窗框的遮陽(yáng)系數(shù)這一遮陽(yáng)系數(shù)會(huì)隨著太陽(yáng)的位置變化而變化；對(duì)負(fù)荷計(jì)算而言，太陽(yáng)的位置可以由計(jì)算得到；對(duì)于節(jié)能而言，太陽(yáng)的位置是不定的，因而窗框的遮陽(yáng)系數(shù)只能近似計(jì)算；為了簡(jiǎn)化，可以近似地直接將正面入射時(shí)的透光面積比作為窗框的遮陽(yáng)系數(shù)，顯然這樣存在誤差，但偏于保守。第四十頁(yè)，共六十二頁(yè)。窗本身遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)其它窗內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)可以分為透光部分和不透光部分；透光部分的遮陽(yáng)系數(shù)為玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)；不透光部分應(yīng)先計(jì)算太陽(yáng)輻射的吸收比，再采用熱平衡方程計(jì)算吸收后熱量向室內(nèi)的二次傳遞；窗的自身遮陽(yáng)較為復(fù)雜，計(jì)算方法應(yīng)視情況采用相應(yīng)的模型計(jì)算。第四十一頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑外窗遮陽(yáng)系數(shù)的確定1建筑遮陽(yáng)2遮陽(yáng)系數(shù)的定義3玻璃的遮蔽系數(shù)4窗的遮陽(yáng)系數(shù)5遮陽(yáng)百葉、花格的遮陽(yáng)系數(shù)6遮陽(yáng)板的遮陽(yáng)系數(shù)7結(jié)論第四十二頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑遮陽(yáng)——百葉遮陽(yáng)第四十三頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)設(shè)施——內(nèi)外卷簾第四十四頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)設(shè)施——外活動(dòng)百葉第四十五頁(yè)，共六十二頁(yè)。穿孔板遮陽(yáng)第四十六頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)設(shè)施——鋁合金百葉第四十七頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)設(shè)施——鋁合金卷簾第四十八頁(yè)，共六十二頁(yè)。窗外百葉、花格的遮陽(yáng)系數(shù)當(dāng)窗僅有外百葉、花格或檔板時(shí)：考慮到百葉、花格不一定透明，其遮陽(yáng)系數(shù)為：第四十九頁(yè)，共六十二頁(yè)。有關(guān)系數(shù)的意義η——遮陽(yáng)裝置的輪廓透光比。為窗面積扣除遮陽(yáng)裝置輪廓在窗面上陰影面積的剩余面積與窗面積的比值。遮陽(yáng)裝置各朝向的η值，應(yīng)按該朝向上的典型太陽(yáng)光線(xiàn)入射角分別計(jì)算或?qū)嶒?yàn)測(cè)定。η*——遮陽(yáng)裝置構(gòu)造透光比。為檔板在給定的典型太陽(yáng)入射角時(shí)的透光比例。第五十頁(yè)，共六十二頁(yè)。有關(guān)材料的構(gòu)造透光比膜、板類(lèi)材料混凝土、金屬類(lèi)擋板取η*=0.15;

厚帆布、玻璃鋼類(lèi)擋板取η*=0.5；有色玻璃、有色卡布隆、有色有機(jī)玻璃類(lèi)擋板取η*=0.7;

透明玻璃、透明卡布隆、透明有機(jī)玻璃類(lèi)擋板取η*=0.9。第五十一頁(yè)，共六十二頁(yè)。窗的外遮陽(yáng)系數(shù)百葉、花格、檔板的遮陽(yáng)系數(shù)也會(huì)隨著太陽(yáng)的位置變化而變化；對(duì)負(fù)荷計(jì)算而言，太陽(yáng)的位置可以計(jì)算，因而透光面積可以計(jì)算；對(duì)于節(jié)能而言，太陽(yáng)的位置是不定的，因而窗框的遮陽(yáng)系數(shù)只能近似計(jì)算；為了簡(jiǎn)化，可以采用動(dòng)態(tài)計(jì)算軟件，進(jìn)行一定的擬合計(jì)算。第五十二頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑外窗遮陽(yáng)系數(shù)的確定1建筑遮陽(yáng)2遮陽(yáng)系數(shù)的定義3玻璃的遮蔽系數(shù)4窗的遮陽(yáng)系數(shù)5遮陽(yáng)百葉、花格的遮陽(yáng)系數(shù)6遮陽(yáng)板的遮陽(yáng)系數(shù)7結(jié)論第五十三頁(yè)，共六十二頁(yè)。建筑遮陽(yáng)——水平遮陽(yáng)第五十四頁(yè)，共六十二頁(yè)。遮陽(yáng)板的外遮陽(yáng)系數(shù)遮陽(yáng)板的遮陽(yáng)系數(shù)可以用下式表示這一系數(shù)還應(yīng)用DOE-2之類(lèi)的能耗計(jì)算軟件進(jìn)行節(jié)能計(jì)算進(jìn)行計(jì)算擬合得到：第五十五頁(yè)，共六十二頁(yè)。PF的定義遮陽(yáng)板外挑系數(shù)：

PF=A/B第五十六頁(yè)，共六十二頁(yè)。計(jì)算公式在夏熱冬暖地區(qū)的有關(guān)系數(shù)裝置系數(shù)