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GBT 30592-2014 透光围护结构太阳得热系数检测方法PDF文本

1CS91.040.01P31GB中华人民共和国国家标准GB/T30592-2014透光围护结构太阳得热系数检测方法Test method for solar heat gain coefficient of transparent envelope2014-06-09发布2014-12-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布筑素前网JZC.ET
GB/T30592-2014前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中华人民共和国住房和城乡设部提出。本标准由全国筑构配件标准化技术委员会(SAC/TC454)归。本标准主要起草单位：中国筑科学研究院、宝业集团浙江设产业研究院有限公司。本标准参加起草单位：广东省筑科学研究院、福省筑科学研究院、上海市筑科学研究院（集团)有限公司、浙江省设工程质量检验站有限公司、四川省筑科学研究院、广州市筑科学研究院有限公司、江苏省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、中国筑材料科学研究院、北京市可持续发展促进会、北京中筑科学研究院有限公司、大连市筑科学研究设计院股份有限公司、山东省筑设计研究院、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、赵士怀、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、月文蕾、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、张军。理览Z.ZC.WE
GB/T30592-2014透光围护结构太阳得热系数检测方法1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A2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.只太阳能在地面不词接收条件下的太阳光谱辐照度标准第部分：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3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transparent envelope太阳光可直接透入室内的筑外围护结构件，如筑外窗、透明幕墙、外门及玻璃砖砌体等结构。3.2太阳得热量solar heat gain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solar heat gain coefficientSHGC通过透光围护结构进入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。3.4热计量箱thermal calorimeter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solar irradiance投射到围护结构表面单位面积上的太阳辐射能通量。1蜀素衬网Z.Z0.ET
GB/T30592-20143.6人工模拟光源artificial light 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~2500nm波段相似.3.7大气质量1.5 air mass1.5: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。4,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入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辑室、热室和环境究阿构成，主要包括人工桃拟光源、热计量箱、集热器及冷却水循环系统等，见图1。1514312说明：1—一控制室：7一一热计量箱体：Ⅱ一热室：8—一集热器；Ⅲ一环境空间；9—环境空间空调系统—一数据采集及控制系统：10一制冷机组：2一热室空测系统：11—冷却水循环系统：3一排风系统：12—风扇：4一人工模拟光源：13一热计量箱内空气温度测点：5一热室空气温度测点：14—试件；6一试件框：15一移动支架。图1太阳得热系数检测装置示意2筑素荷网Z.ZC.ET
GB/T30592-20144.2.2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25℃士0.5℃。当无法满足时，可控制在25℃一28.0℃，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光源系统由短弧氙灯或镝灯与滤光镜等组成，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。4.23.4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0.5K425热计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10.0m2·K/W。4.2.5.2热计量箱体构造应进行绝热处理。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。4.2.5.4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4.27.1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。3理筑素村阀Z..ET
GB/T30592-2014说明：I一热计量箱：1一集热器：2—进水温度测点：3-制冷机组：4—循环水泵：5—流量计：6一出水温度测点。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，温度传悠器的度为1筑J.N正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10.0m2·K/W。4.2.8.2试件框的洞尺寸不宜小于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24.5℃~28.5℃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24.5℃25.5℃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/m2~700W/m2,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：4興素前网ZC.ET
GB/T30592-2014a)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；?)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。4.3.3.7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2min,测试时间不应少于20min。4.3.3.8结束测量。5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太阳得热系数计算格各参数终臀楚第禁大格系.J.NE?SHGC=IXA…(1)式中：SHGC一试件太阳得热系数，其值取2位有效数字；Q一单位时间内通过试件进入热计量箱内的太阳得热量，单位为瓦(W),按式(2)计算；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/m2);A试件的有效面积，单位为平方米(m2)。Q.=GXCXPX(tw-tw)+Qs-Q:-AXK,X△T:…(2)式中：G冷却水流量，单位为立方米每秒(m3/s)；C一冷却水比热，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/m3)；冷却水出水温度，单位为开尔文(K);tw一冷却水进水温度，单位为开尔文(K);Q。一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:一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/(m2·K)];△T,—试件两侧的空气温差，单位为开尔文(K)。Q=(T-)X M+(T-7)X M2………(3)式中：τ—热计量箱壁内表面平均温度，单位为开尔文(K);T。一热计量箱壁外表面平均温度，单位为开尔文(K);M:一一热计量箱热流系数，单位为瓦每开尔文(W/K);蜀素前网Z.JZC.WET
GB/T30592-2014ī，一试件框内表面平均温度，单位为开尔文(K):T。一试件框外表面平均温度，单位为开尔文(K):M2一试件框热流系数，单位为瓦每开尔文(W/K)。6检测报告检测报告应包括下列内容：a)委托和生产单位；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；d)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流量和温差等；e)检测结果；)测试人、审核人及负责人签名：g)检测单位。J.NE6蜀素前网Z.JZC.WET
GB/T30592-2014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.1)。10独.NE说明：一标定小室：6一数据采集及控制系统：1一室外空气温度测点：7—集热器：2一热计量箱：8—风扇：3一—冷却水循环系统：9—热计量箱内空气温度测点：4一标定小室空调系统：10—试件：5一一制冷机组：11一试件框。图A.1自然光检测装置示意图A.1.2热计量箱A.12.1热计量箱为一个可控的、模拟筑物内部热环境的装置。通过集热器、冷却水循环系统和控制系统，在计量进入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入射被测试件。A.1.2.3热计量箱壁板的热阻值不应小于5.0m2·K/W,集热器表面的太阳吸收系数p,应大于或等于0.95.甄素前网Z沁
GB/T30592-2014A.1.2.4热计量箱内应设置空气温度传感器。A.1.3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0.1K,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；b)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：c)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：c)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冷却水流量冷却水英系花毫选浪葵网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入射。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/m2、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入式(1)、式(2)和式(3)，计算试件的太阳得热系数SHGC。A.4标定A.4.1热计量箱壁面热流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22℃。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)]:Qb=m(△x)十a…(A.)式中：Q一通过壁面传递的热流量，单位为瓦(W):△x箱壁内外表面的温差，单位为开尔文(K):m、a一待定系数。蜀素前阀Z.Z心.ET
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