对于玻璃半球辐射率（校正辐射率）计算的研究

秦 超，孙树荣

（1.安徽省建筑工程质量第二监督检测站淮南分站，安徽 淮南 232001；2.安徽职业技术学院，安徽 合肥 230000）

0 引言

建筑玻璃的光学特性主要包括可见光透射比、可见光反射比、太阳光辐射通量、太阳光直接透射比、太阳光直接反射比、太阳光直接吸收比，太阳能总透射比、向室内侧的二次热传递系数、遮阳系数、光热比、紫外线透射比、辐射率、太阳红外热能总透射比等。

随着《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》（GB/T 2680—2021）的实施，其中对试样的要求以及对仪器设备参数的要求均发生了较大的变化。最大的变化在于增加了垂直辐射率的测试条件，提供了校正系数，从而计算出不同玻璃种类的半球辐射率，从而使得试验结果更加精准。

《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》（GB/T 2680—2021）详细的规定了建筑玻璃可见光透射比、垂直辐射率等参数的测定方法，适用于单层玻璃和多层玻璃等透明材料。

1 半球辐射率的计算

半球辐射率的计算方法如下：半球辐射率=垂直辐射率×相应玻璃的校正系数。

1.1 依据GB/T 2680—94 第3.7 条的规定

半涂膜的平板玻璃表面校正系数，0.94。

涂金属氧化物膜的玻璃表面，0.94。

涂金属膜或含有金属膜多层涂膜的玻璃表面，1.0。

同时规定了常见玻璃的半球辐射率，如表1 所示。

表1 半球辐射率εi

垂直入射的热辐射，其热辐射吸收率定为垂直辐射率。

1.2 依据GB/T 2680—2021 第5.12 条的规定

测得试样分别在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 波长处的接近垂直的光谱反射比，其数学平均值即为283K 温度下的常规反射比。测定时波长范围至少应达到25um，25um 以上的各波长处的反射比可用25um 波长处的光谱反射比替代。测量的环境温度应在253~313K 范围内。

283K 温度条件下的常规反射比：

式中：Rn——试样283K 温度下的常规反射比；λi——波长；Rnλi（）——波长处的光谱反射比。

283K 温度下的垂直辐射率εn采用式（2）计算。

式中：εn——283K 温度下的垂直辐射率；Rn——试样283K 温度下的垂直反射比。283k 温度下的胶装辐射率ε 由283K 温度下的标准辐射率εn乘以下表中给出的系数得出。

根据淮南本地实际使用情况，随机选择三组中空玻璃共计六片玻璃，其中一片为市场使用较为普遍的镀膜玻璃，扫描后样品的反射率如表2、表3、表4 所示，283K 温度条件下的标准辐射率εn对应的校正系数如表5 所示，透（反）射曲线如图1 所示。

表5 283K 温度条件下的标准辐射率εn 对应的校正系数

图1 透（反）射曲线

表2 实验数据（一）

表3 实验数据（二）

表4 实验数据（三）

2 试验结果计算

依据GB/T 2680—94 根据表1 直接查表得出普通透明玻璃、真空磁控阴极、溅射镀膜玻璃、离子镀膜玻璃、电浮法玻璃等五种玻璃的半球辐射率。如表6所示。

表6 计算结果

依据GB/T 2680—2021 则是根据每一个玻璃的在5.5~50um 扫描出试样的光谱反射比，依据公式（1）计算出试样在283K 条件下的常规反射比，再根据式（2）计算出试样在283K 温度下的垂直辐射率。

283K 温度下的校正辐射率则是依据表2，用283K 温度下的标准辐射率乘以283K 温度下的校正辐射率的系数，经过计算得出所测结果与给出的结果相差约20%。

3 结语

（1）分别依据GB/T 2680—94 和GB/T 2680—2021计算出的玻璃半球辐射率（校正辐射率）差别较大。

（2）依据GB/T 2680—2021 是通过扫描每一种玻璃再283K 条件下的常规反射比，进而算出每一种玻璃的半球辐射率（校正辐射率），其结果更加精准，更能反映出玻璃的光学特性。