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窗热阻R值和遮阳系数SC值的实验研究

来源:华南理工大学建筑学院建筑节能与DeST研究中心　作者:张磊孟庆林张百庆　日期:2007-1-11
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　　前言
　　窗是建筑节能的薄弱环节，根据有关研究，全球居住建筑以及非居住建筑冷负荷的一半为太阳辐射得热负荷，其中通过窗户的太阳辐射得热又占绝大部分，因此，窗的热特性特别是热阻R值和遮阳系数SC值是评价室内负荷所必需的重要参数，虽然，可以通过计算机模拟的方法得到上述数据，但更多的设计者、专家和研究

　　前言
　　窗是建筑节能的薄弱环节，根据有关研究，全球居住建筑以及非居住建筑冷负荷的一半为太阳辐射得热负荷，其中通过窗户的太阳辐射得热又占绝大部分，因此，窗的热特性特别是热阻R值和遮阳系数SC值是评价室内负荷所必需的重要参数，虽然，可以通过计算机模拟的方法得到上述数据，但更多的设计者、专家和研究人员还是依靠通过实验的方法来确定热阻R值和遮阳系数SC值，这就意味着基于上述目的的实验方法必须足够精确并且可以提供能为专业人员和用户所接受的信息。防护热箱法是实现上述目标的一种常用的方法，本文通过测试广州汇景新城住宅小区一套十层住宅的顶层房间西向窗的热阻R值和遮阳系数SC值，详细阐述了用防护热箱法测量R值和SC值的原理和过程，以及数据处理的方法。

　　本测试与前人所做的测试工作有以下几点不同：

　　1.计量箱内采用空调机提供冷量，维持箱内空气干球温度恒定。

　　2.防护箱采用与计量箱内相同型号的空调机，并且设定相同空调参数，从而减少通过计量箱壁的热损失。数据采集和记录采用先进的自动化采集和记录仪器，避免了人为误差的影响。

　　实验原理
　　防护热箱法测量窗热阻R值和遮阳系数SC值的原理如图1所示：

通过窗户进入室内的热量可以分为两部分，一部分是由室内外温度差造成的温差传热，由于玻璃蓄热能力很小，因此，这部分热量可以按稳定传热计算，另外一部分是由太阳辐射造成的热量传递，这部分热量中又可以分为两部分，一部分太阳辐射直接透过玻璃进入室内，全部成为房间得热量；另外一部分被玻璃吸收，然后通过辐射和对流传入室内，因此，在时刻通过单位面积窗户进入室内的热量为：

图1 防护热箱原理图

　　式中：

　　

　　公式（1）和（1’）中，加号前面的部分是代表太阳辐射造成的得热量，后面的部分代表温差传热造成的得热量。

　　由于太阳得热率与阳光入射角有关，因此，对于不同入射角的条件下，遮阳系数并不相同。为了简化计算，可以把遮阳系数取为定值，将遮阳系数定义为：在法向入射条件下，通过透光系统（包括透光材料和遮阳措施）的太阳得热率，与相同入射条件下的标准太阳得热率之比，即

　　式中：

　　M——白天记录个数代入到公式（2）中，分别得到窗玻璃和窗系统的遮阳系数SC值。

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