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一、 光與熱
太陽的表面溫度大約6000℃，內(nèi)部溫度更高。太陽光是地球上幾乎一起生命所需熱量的來源，因此一般認(rèn)為太陽光“很熱”。現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，熱是組成物質(zhì)分子的熱運(yùn)動。根據(jù)斯蒂芬—波爾茲曼定律，任何物體，只要溫度在0K以上，由于分子的熱運(yùn)動，每時每刻都在輻射電磁波，無需介質(zhì)。其輻射的能量密度為：
太陽光中雖然沒有熱量，但是太陽光有熱效應(yīng)，即太陽光照射在物質(zhì)表面上，物質(zhì)吸收太陽光子獲得能量，使得物質(zhì)中分子的熱運(yùn)動加劇，溫度升高，特別是太陽光中的近紅外線的熱效應(yīng)更顯著。這也就是太陽光溫暖地球的機(jī)理。
圖一太陽光譜和熱輻射波譜
按照斯蒂芬—波爾茲曼定律，只要高于0K，如何物質(zhì)都在輻射熱輻射，人們所在的空間充滿了熱輻射。北方冬季，人們主要采用暖氣采暖，暖氣使得房間溫暖的主要途徑就是暖氣向其周圍不斷發(fā)射熱輻射。由于熱輻射位于遠(yuǎn)紅外線，人們只是看不見而已，但是遠(yuǎn)紅外線無時不刻環(huán)繞在人們周圍。
二、 建筑玻璃（詞條“建筑玻璃”由行業(yè)大百科提供）傳熱機(jī)理及表征方法
圖二是浮法玻璃的光譜圖。由圖二可見，浮法玻璃對于太陽光幾乎是完全透明的，而對于熱輻射則是完全不透明的，這也是玻璃能夠作為維護(hù)材料使用的根本原因。試想，如果玻璃對于熱輻射是透明的，那么對于熱量即沒有室內(nèi)外之分，熱量在室內(nèi)外之間傳遞沒有任何阻力，玻璃也就不能作為維護(hù)材料使用了。
圖二浮法玻璃光譜圖
圖三表示了浮法玻璃對于太陽光的傳播特性。
圖三浮法玻璃太陽光傳播
圖中顯示，85%的透射比稱為太陽光的一次透射比或直接透射比，這85%透過的是太陽光。2%的透射比稱為二次透射比或再次透射比，這2%透過的就不是太陽光了，雖然它源于太陽光，但它是玻璃吸收部分太陽光，使得自身溫度升高，向室內(nèi)發(fā)射的熱輻射，即這2%透過的是遠(yuǎn)紅外線。太陽光一次透射比加上二次透射比稱為太陽光總透射比。
設(shè)太陽光的輻射照度為 ，玻璃的太陽光總透射比為G，則單位時間通過玻璃單位面積進(jìn)入室內(nèi)的太陽能為E：
太陽光總透射比完美、準(zhǔn)確地表征了玻璃對于太陽光的透過性能，即表征了太陽光對室內(nèi)的熱效應(yīng)。
《建筑玻璃可見光透射比、太陽光直接透射比、太陽能總透射比、紫外線透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測定》GB/T2680—94是參照ISO9050—1990標(biāo)準(zhǔn)制訂的。在該標(biāo)準(zhǔn)中，雖然給出了玻璃太陽能總透射比這一參量，但是僅僅將其作為過程量使用，表征玻璃太陽光透過性能采用的是遮陽系數(shù)（詞條“遮陽系數(shù)”由行業(yè)大百科提供）。玻璃遮陽系數(shù)的定義是：玻璃太陽光總透射比與3mm透明玻璃太陽光總透射比理論值0.889的比值。此后我國建筑玻璃行業(yè)和玻璃幕墻行業(yè)全部采用遮陽系數(shù)表征玻璃、門窗和玻璃幕墻的太陽光透過特性，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189—2005也采用遮陽系數(shù)表征玻璃幕墻和遮陽系統(tǒng)對太陽光的透過性能。
如采用遮陽系數(shù)，設(shè)太陽光的輻射照度為 ，玻璃的遮陽系數(shù)為S，則單位時間通過玻璃單位面積進(jìn)入室內(nèi)的太陽能為E：
G為玻璃的太陽光總透射比，公式(3)恢復(fù)的公式(2)。由此可見，遮陽系數(shù)的引進(jìn)純屬多此一舉。
《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151—2008是參考ISO15099、ISO10077和ISO9050制訂的。在該標(biāo)準(zhǔn)中采用了遮陽系數(shù)，但與GB/T2680不同的是，該標(biāo)準(zhǔn)3mm透明玻璃太陽光總透射比的理論值采用0.87。玻璃太陽光總透射比是絕對值，一塊玻璃只有一個值。而遮陽系數(shù)是相對值，同一塊玻璃采用GB/T2680是一個值，采用JGJ/T151是另外一個值。
《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189—2015版摒棄遮陽系數(shù)，采用太陽得熱系數(shù) ，對于玻璃而言，太陽得熱系數(shù)即是玻璃太陽光總透射比。由于《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)（詞條“建筑節(jié)能設(shè)計(jì)”由行業(yè)大百科提供）標(biāo)準(zhǔn)》GB50189—2015是建筑行業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)的綱領(lǐng)性標(biāo)準(zhǔn)，其他相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)將會陸續(xù)采用太陽得熱系數(shù)替代遮陽系數(shù)。
三、 透明幕墻的太陽得熱系數(shù)
透明幕墻一定是玻璃幕墻，但透明幕墻除玻璃外，還有型材等非透明部分。設(shè)太陽輻射照度為 ，幕墻玻璃的太陽光總透射比即太陽得熱系數(shù)為G，幕墻玻璃面積為 ，幕墻型材太陽輻射吸收率為 ，型材的傳熱系數(shù)為 ，型材的面積為 ，幕墻外表面換熱系數(shù)為 。根據(jù)牛頓定律，由室外傳入室內(nèi)的熱量為：
對于玻璃，太陽得熱系數(shù)即是玻璃的太陽光總透射比。對于透明幕墻，太陽得熱系數(shù)也可理解成太陽光總透射比，只不過此時的非透明部分的太陽光直接透射比為零，透明部分和非透明部分按面積進(jìn)行了計(jì)權(quán)平均。
四、結(jié)束語
名詞術(shù)語的定義非常重要，理解其物理內(nèi)涵更重要，只有準(zhǔn)確理解其物理內(nèi)涵，應(yīng)用時才會正確。
作者單位：北京中新方建筑科技研究中心
