浅析建筑玻璃光学热工性能现场检测技术

章维伟

杭州东鑫工程质量检测有限公司 浙江 杭州 311100

引言

随着建筑节能工作的不断深入，建筑玻璃作为重要的热工性能检测指标之一，其光学热工性能在建筑工程中发挥着越来越重要的作用，对工程的质量、进度及安全等均产生重要影响。因此，提高建筑玻璃热工性能的现场检测技术对建筑工程的开展具有重要意义。

1 规范热工现场检测的必要性

首先，规范热工现场检测技术有利于促进建筑节能目标的实现。玻璃在建筑是重要的材料，在玻璃幕墙以及建筑外窗等内容上有广泛的应用，而玻璃的光学热工性能在建筑中有重要的作用，其中对建筑的节能影响最大。按照我国的国家标准《建筑节能施工质量的验收标准》GB/T 50411-2019，对玻璃进行可见光透射比，遮阳系数，传热系数以及中空玻璃密封性能的检测，并根据检测结果进行计算，可以对玻璃的光学热工性能进行有效的控制，这也是实现建筑节能目的的有效措施[1]。

其次，有利于反映工程的真实性。在施工的过程中对相关的玻璃材料进行现场检测，是最直接最有效的检测方式，可以进一步确定材料是否能达到工程建设的质量要求，并且可以进一步确定玻璃材料的光学性能，从而保证工程建设的整体质量。

2 建筑玻璃光学热工性能检测原理

建筑玻璃光学热工性能是光学性能及热工性能的简称。光学性能包括可见光透射比、可见光反射比、太阳光直接透射比、太阳光直接反射比、太阳光直接吸收比、太阳光红外热能直接透射比；热工性能包括太阳能总透射比、太阳能红外热能总透射比、遮阳系数、传热系数、光热比等。

建筑玻璃现场检测包括：①玻璃系统构造检测：玻璃构造总厚度和平均总厚度；各层玻璃厚度；气体间隔层厚度，包括构造厚度和平均厚度；惰性气体含量；膜面位置及膜面辐射率；②玻璃系统的光学及热工参数检测：可见光透射比；可见光反射比；太阳能总透射比、传热系数等。

4.1.1 玻璃构造厚度。玻璃系统构造厚度指的是玻璃系统的设计厚度或者按照设计要求加工配置的玻璃厚度。中空玻璃构造厚度包括各玻璃层厚度与气体间隔层厚度之和，一般以玻璃边缘附近的测量厚度确定。玻璃系统构造厚度检测结果，可以用于现场验收时检验被测玻璃的厚度值是否与设计值一致，也可以用于现场验收中的热工参数计算。

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对于玻璃系统的平均厚度检测，在实际的测量过程中，需要将其与建筑的节能性能要求进行结合，并要考虑到天气气候等客观因素。同时如果是矩形玻璃则就需要均等地筹划每个测量边界，并保证每个边界的长度在500mm以内。然后再根据划分的结果，测量不同分区中点的厚度。同时还需要对每层玻璃的厚度以及气体间的层厚进行检测。如果玻璃呈三角形，在检测的过程中需要连接每条边上的中点，将其划分成四个区域，再测量每个区域中的中点厚度，在测量的过程中也要保证每个边界的长度在500mm以内[6]。

3 建筑玻璃光学热工性能现场检测程序分析

4.2.1 中空玻璃露点及传热系数。中空玻璃传热系数通常指的是在稳定条件下，在围护结构中的两侧，形成的空气温差为1度时，在单位时间内单位面积下产生的热量传递。在不受到边效应的影响下，如果中空玻璃中央区域处于正常的温度环境下，则玻璃表面单位时间以及单位温度并不会发生过多改变，产生的单位面积热量不会受到较多影响[4]。

4 建筑玻璃光学热工性能检测内容分析

4.1 玻璃性能参数

建筑玻璃光学热工性能检测原理：①检测各层玻璃及间隔层厚度、光谱透射比、光谱反射比、膜面校正辐射率、间隔层惰性气体体积浓度等基础参数；②可见光透射比；可见光反射比；太阳能总透射比、传热系数等参数由基础参数按照《建筑玻璃 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/T 2680-2021和《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008计算获得。

③治理工程透水性。治理工程实施后河道径流和地下水之间应顺利完成交换，使地下水能够在丰水期得到补充，并在枯水期对河道径流予以逆向补给。

5.4.1 首先需根据抽样方案确定被测玻璃，宜选取被测样品中心点作为光谱透反射比的测量区域，清洁被测区域。

4.1.3 惰性气体含量。中空玻璃中的惰性气体主要是指在施工现场状态下，气体的含量，玻璃间层中空气中的惰性气体会受到环境温度以及安装时的不同角度的影响，会出现分布不均匀的情况[3]。目前主要的检测方法有两种，即等离子体发射光谱法以及半导体激光吸收光谱法。

在对建筑工程进行验收时，需要计算相应的热工参数，并且在对建筑进行节能评估工作时也需要热工参数，而这一过程中需要膜面的位置，以及需要对其半球辐射率值的参数进行计算。为了避免在检测的过程中，测量仪受到玻璃边部的金属材料的影响，在选择检测点时要将检测点与玻璃边部的距离控制在100mm以上，进而可以有效保证最终测量结果的精准性。在实际的测量过程中需要注意两方面的问题。首先是检测点的选择，要确保是在玻璃边部较远的地方，距离要超过100mm，并且要选择至少3个检测点或者超过3个；其次要选择每个检测点的平均值作为膜面半球辐射率的检测值。

由中国质量万里行促进会发布的《2017年中国质量诚信产品与服务质量明查暗访情况》显示：明查暗访共累计查访企业1662家，涉及行业22个，品牌278个，合格品牌235个，占调查总数的85%。经分析，属于产品质量问题占30%，服务问题占36%，商业欺诈（质量诚信）占22%，价格问题占7%，虚假宣传占5%。[7]

4.2 光学性能参数

在平时现场检测过程中，结合工程实际情况可以按照以下程序展开检测工作：①接受委托单位的委托，并明确检测目的和要求；②向委托单位获取工程资料；③勘验现场、查阅设计文件、制定检测方案；④双方确认检测方案；⑤位开展现场检测；⑥出具检测报告[2]。

4.2.2 可见光透射比。可见光透射比系数通常由太阳光入射量、太阳光反射量以及吸收量所组成，通过可见光透射比，可以判断建筑玻璃的入射以及反射能力，同时可见光透射比可以对玻璃墙的吸收能力产生最直接的影响。当建筑玻璃吸收掉大量的热量后，会通过其他传递方式直接输送到建筑物内，从而调控建筑物室内温度。可以通过对玻璃入射量以及玻璃表面可见光通量的比值来确定可见光透射比的系数。

4.2.3 遮阳系数。遮阳系数受玻璃厚度影响，其数值与玻璃阻挡阳光辐射能力呈现反比关系，如果玻璃的遮阳系数值较大的话，则太阳能辐射效果会降低，进入建筑物室内阳光量较低，这样就很容易使建筑物的环境温度出现下降的趋势，一直处于比较阴冷的状态。为此需要通过对建筑物玻璃遮阳系数的调整，加强对室内温度环境的控制，保证建筑物内随时处于合适的温度环境。

4.2.4 太阳能总传热系数。建筑玻璃太阳能总传热系数通常与玻璃构件的吸热能力有关，对太阳光直接透射与辐射强度产生影响[5]。受介质传热作用的影响，进入到建筑物的室内能量会逐渐提高，同时在玻璃幕墙厚度影响下，一旦进入到室内的太阳光能量提高，室内温度就会出现失衡的现象。为使建筑玻璃材料的选择更加科学有效，根据太阳能总传热系数展开选择，逐渐提升其价值效果。

我正在吃饭，听到邻桌一个女生对同伴说：“什么男孩要穷养、女孩要富养都是胡说，我说啊，女人最重要的是保养。”

5 建筑玻璃光学热工性能现场检测技术分析

5.1 玻璃系统厚度的检测

为避免玻璃的厚度在温度等因素的影响下出现变化，因此需要对玻璃的边角进行厚度的测量。在进行测量的过程中，需要注意使用的检测仪器，分辨率要在0.5mm以内。同时，需要选择不同的检测点，检测点的位置要选择在玻璃的四个角上，进而对玻璃的构造厚度以及气体间的层厚等参数进行检测，在检测的过程中，要使测点的位置与玻璃边的距离保持在50～120mm以内。在四个检测点得到的参数中应当取平均值。这一检测数值的作用主要是完成验收工作中的尺寸核验，并且在计算热工参数中也需要用到这一参数。此外，要将参数结果修正到0.1mm。此外，如果玻璃的形状不是标准的，在检测中对于检测点的选择，要选择在距离顶点找50～120mm的地方，并要选择三个以上的检测点。

目前现场检测设备主要有激光测厚仪、卡尺、金属尺、超声波测厚仪、玻璃低辐射镀膜辐射率测量仪、中空玻璃惰性气体分析仪、玻璃现场光热参数综合测量系统。

5.2 中空玻璃惰性气体含量检测

对于玻璃间层中空气中的惰性气体的检测，在实际的工作中，需要注意的是检测点的选择，要保证检测点是五个，并且要均匀选择，同时要将检测点与边部的距离要控制在100mm以内。此外，最后的检测结果要选取十个检测点的平均值。

5.3 半球辐射率检测

4.1.4 膜面位置。玻璃镀膜参数检测主要检测玻璃镀膜表面金属化合物的含量，对于玻璃的光学性能进行合理判断，满足现场检测要求。在玻璃镀膜参数检测中，可对热反射玻璃、低辐射玻璃、导电膜玻璃进行参数检测。检测时可以采用仪器检测和感应检测的方式。仪器检测专业性加强，检测更加便捷。感应检测以感应设备为主，通用设备为感应笔。

5.4 玻璃光学和热工参数现场检测

4.1.2 玻璃系统的平均厚度。玻璃系统的平均厚度指的是在工程现场实际的使用环境中，玻璃系统不同部位的厚度按面积的加权平均值就是平均厚度。玻璃系统平均厚度，不仅用于现场节能评估时的玻璃厚度评价，同时参与热工参数计算。此外，玻璃的平均厚度也会影响计算传热系数。在测量的过程中，采用的方式是等面积均匀，需要将检测的区域进行划分，进而可以提高检测结果的准确性。

5.4.2 按照上述测量方法获得玻璃系统结构参数，包括各层玻璃厚度、各层气体间隔层厚度、膜面位置、膜面辐射率、惰性气体含量，并输入光热参数测试软件中。

总而言之，体验式学习的应用对于提高小学生的学习兴趣以及数学教学质量具有积极作用。在应用体验式学习的过程中，教师首先应该明确小学数学的教学目标，同时秉承以学生为主体的教学理念，通过情境教学和游戏教学方法的合理运用强化学生的自主学习，切实提升课堂教学效果。与此同时，教师应该注重学生动手操作能力的培养，可以通过动手操作推进学生的参与，并且应该在课堂中加强学生之间的探讨交流，从而高效发挥体验式教学的优势。

5.4.3 将仪器的测试探头分别置于被测玻璃两侧，依次进行光谱透射比、室外侧光谱反射比和室内侧光谱反射比测试。

看病时，周岱翰总会依次询问3件事：吃、睡、拉。在他看来，能吃、能睡、能拉代表病人的生活状态较好。有时，他甚至会劝病人，不该吃的东西也可适当尝尝。

5.4.4 仪器测试软件对测试数据进行采集和计算，输出测量结果，并记录测试数据，至少应包括可见光透射比、可见光反射比、太阳能总透射比和传热系数。配合整窗光学与热工参数计算，软件还应输出一个可导入整窗光学与热工参数计算软件的玻璃测试数据文件。

主桁采用不带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度10.5m，主桁上弦采用折线形，主桁高度10.5～17m；两片主桁中心距为27.5m，桥面宽26m；主桁上、下弦杆及端斜杆采用箱形截面，截面内宽为800mm，内高为1400mm，采用焊接整体节点。其余斜腹杆采用箱形截面及H型截面。箱形腹杆采用对拼连接方式，H形腹板均采用插入连接连接方式。

5.5 不能现场无损测量获得热工参数的玻璃检测

目前的建筑玻璃品种中，有的可以在现场直接无损测量所有光热参数，有的只能现场无损测量光学参数而不能直接无损测量获得热工参数。对于不能现场无损测量获得热工参数的玻璃，一般使用小块替代样品进行实验室测试，但无法保证小块替代样品与被测玻璃样品的特性一致。可以先提供与之相同工艺相同配置的小块替代样品，按国家标准《建筑用节能玻璃光学及热工参数现场测量技术条件与计算方法》GB/T 36261-2018中附录A的规定进行小块替代样品与被测样品的一致性验证。验证通过后，再将小块替代样品拆解成单片，再进行热工参数测试[7]。

6 结束语

综上所述，建筑玻璃是建筑物的围护结构，其热工性能须满足建筑节能要求。本文通过对规范热工性能现场检测的必要性、建筑玻璃光学热工性能检测原理进行阐述，可以发现玻璃的热工性能主要受玻璃性能参数

以及光学性能参数的影响。可以通过对玻璃系统厚度，中空玻璃惰性气体含量，半球辐射率，玻璃遮阳系数以及玻璃传热系数进行检测，进一步确定玻璃材料的光学性能，从而保证工程建设的整体质量。