建筑門窗太陽得熱系數(shù)測試研究

　　2009年，同濟大學(xué)趙明明等采用了1000W的紅外燈和1000W的氙燈作為模擬光源針對建筑遮陽產(chǎn)品隔熱性能測試進(jìn)行了研究，實驗采用模擬光源對遮陽制品進(jìn)行測試，避免了外界環(huán)境條件波動的干擾。

　　2013年，中國建筑科學(xué)研究院環(huán)能院幕墻門窗研究中心完成了院應(yīng)用技術(shù)研究項目“建筑門窗遮陽系數(shù)測試裝置研制”課題，開發(fā)了一套基于人工光源的建筑門窗太陽得熱系數(shù)測試設(shè)備。該設(shè)備的模擬光源采用了AM1.5濾鏡及光學(xué)積分系統(tǒng)，使得光源在與自然光的光譜匹配度、試件表面輻照均勻度、輻照穩(wěn)定度及輻照角度均達(dá)到了有關(guān)ISO標(biāo)準(zhǔn)的要求;設(shè)備采用水冷-熱計量系統(tǒng)測試透過試件的得熱量，由熱吸收冷卻板、水循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、流量計等組成。見圖10。

　　在此基礎(chǔ)上，中國建筑科學(xué)研究院與國際有關(guān)機構(gòu)合作，完成了ISO標(biāo)準(zhǔn)的立項申請。2013年9月12日，由中、日、韓三國共同完成的ISO標(biāo)準(zhǔn)提案“Thermal performance of windows and doors -- Determination of solar heat gain coefficient using solar simulator”在ISO/TC 163的2013年瑞典年會上立項成功，標(biāo)志著該項ISO標(biāo)準(zhǔn)由NWIP(New Work Item Propsal)進(jìn)入NWI(New Work Item)階段。會上同時成立了工作組，由中國、日本、韓國、德國、瑞典五國有關(guān)單位及專家組成WG17工作團(tuán)隊。工作組于2013年12月6日召開了第一次工作組全體成員網(wǎng)絡(luò)工作會議;此后分別在日本、中國、德國召開了多次工作會議，目前已完成征求意見的處理，處于CD階段，即ISO CD 19467;該ISO標(biāo)準(zhǔn)將于2016年9月30日前最終完成。

　　3、測試原理及方法研究

　　由公式1可知，測量太陽光總透射比必須先測定無照射時試驗箱體內(nèi)外溫差形成的熱流量，并測算試件的傳熱系數(shù)K值，測試原理見圖11。

　　4、測試設(shè)備研究開發(fā)

　　根據(jù)測試原理，我們設(shè)計并開發(fā)了相應(yīng)測試設(shè)備。測試設(shè)備主要有太陽能模擬器、外環(huán)境箱、試件框、計量箱、防護(hù)熱箱及水冷計量系統(tǒng)構(gòu)成，見圖14。

　　光源選擇的合適與否，對最后輻照面的光譜特性和輻照度將有著直接影響。太陽模擬裝置的光源應(yīng)具有發(fā)光效率高、功率可調(diào)、光譜與太陽光譜盡可能接近、發(fā)光穩(wěn)定和壽命長等特性。經(jīng)綜合比較，我們選用了短弧氙燈作為光源，光譜見圖15。

　　從圖15可以看出，氙燈光譜與太陽光較為接近，而透過AM1.5濾鏡后氙燈光譜與自然光譜幾乎一致，見圖16。太陽能模擬器由氙燈、AM1.5濾鏡、反射鏡等組成。熱吸收板、試件框及外環(huán)境箱見圖17。

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