對于玻璃半球輻射率（校正輻射率）計算的研究

秦 超，孫樹榮

（1.安徽省建筑工程質量第二監督檢測站淮南分站，安徽 淮南 232001；2.安徽職業技術學院，安徽 合肥 230000）

0 引言

建筑玻璃的光學特性主要包括可見光透射比、可見光反射比、太陽光輻射通量、太陽光直接透射比、太陽光直接反射比、太陽光直接吸收比，太陽能總透射比、向室內側的二次熱傳遞系數、遮陽系數、光熱比、紫外線透射比、輻射率、太陽紅外熱能總透射比等。

隨著《建筑玻璃可見光透射比、太陽光直接透射比、紫外線透射比及有關玻璃參數的測定》（GB/T 2680—2021）的實施，其中對試樣的要求以及對儀器設備參數的要求均發生了較大的變化。最大的變化在于增加了垂直輻射率的測試條件，提供了校正系數，從而計算出不同玻璃種類的半球輻射率，從而使得試驗結果更加精準。

《建筑玻璃可見光透射比、太陽光直接透射比、紫外線透射比及有關玻璃參數的測定》（GB/T 2680—2021）詳細的規定了建筑玻璃可見光透射比、垂直輻射率等參數的測定方法，適用于單層玻璃和多層玻璃等透明材料。

1 半球輻射率的計算

半球輻射率的計算方法如下：半球輻射率=垂直輻射率×相應玻璃的校正系數。

1.1 依據GB/T 2680—94 第3.7 條的規定

半涂膜的平板玻璃表面校正系數，0.94。

涂金屬氧化物膜的玻璃表面，0.94。

涂金屬膜或含有金屬膜多層涂膜的玻璃表面，1.0。

同時規定了常見玻璃的半球輻射率，如表1 所示。

表1 半球輻射率εi

垂直入射的熱輻射，其熱輻射吸收率定為垂直輻射率。

1.2 依據GB/T 2680—2021 第5.12 條的規定

測得試樣分別在5.5um、6.7um、7.4um、8.1um、8.6um、9.2um、9.7um、10.2um、10.7um、11.3um、11.8um、12.4um、12.9um、13.5um、14.2um、14.8um、15.6um、16.3um、17.2um、18.1um、19.2um、20.3um、21.7um、23.3um、25.2um、27.7um、30.9um、35.7um、43.9um、50.0um 波長處的接近垂直的光譜反射比，其數學平均值即為283K 溫度下的常規反射比。測定時波長范圍至少應達到25um，25um 以上的各波長處的反射比可用25um 波長處的光譜反射比替代。測量的環境溫度應在253~313K 范圍內。

283K 溫度條件下的常規反射比：

式中：Rn——試樣283K 溫度下的常規反射比；λi——波長；Rnλi（）——波長處的光譜反射比。

283K 溫度下的垂直輻射率εn采用式（2）計算。

式中：εn——283K 溫度下的垂直輻射率；Rn——試樣283K 溫度下的垂直反射比。283k 溫度下的膠裝輻射率ε 由283K 溫度下的標準輻射率εn乘以下表中給出的系數得出。

根據淮南本地實際使用情況，隨機選擇三組中空玻璃共計六片玻璃，其中一片為市場使用較為普遍的鍍膜玻璃，掃描后樣品的反射率如表2、表3、表4 所示，283K 溫度條件下的標準輻射率εn對應的校正系數如表5 所示，透（反）射曲線如圖1 所示。

表5 283K 溫度條件下的標準輻射率εn 對應的校正系數

圖1 透（反）射曲線

表2 實驗數據（一）

表3 實驗數據（二）

表4 實驗數據（三）

2 試驗結果計算

依據GB/T 2680—94 根據表1 直接查表得出普通透明玻璃、真空磁控陰極、濺射鍍膜玻璃、離子鍍膜玻璃、電浮法玻璃等五種玻璃的半球輻射率。如表6所示。

表6 計算結果

依據GB/T 2680—2021 則是根據每一個玻璃的在5.5~50um 掃描出試樣的光譜反射比，依據公式（1）計算出試樣在283K 條件下的常規反射比，再根據式（2）計算出試樣在283K 溫度下的垂直輻射率。

283K 溫度下的校正輻射率則是依據表2，用283K 溫度下的標準輻射率乘以283K 溫度下的校正輻射率的系數，經過計算得出所測結果與給出的結果相差約20%。

3 結語

（1）分別依據GB/T 2680—94 和GB/T 2680—2021計算出的玻璃半球輻射率（校正輻射率）差別較大。

（2）依據GB/T 2680—2021 是通過掃描每一種玻璃再283K 條件下的常規反射比，進而算出每一種玻璃的半球輻射率（校正輻射率），其結果更加精準，更能反映出玻璃的光學特性。