1、研究背景
建筑物的各種能耗中，外窗能耗占據(jù)了非常重要的地位。據(jù)測(cè)算，每年通過(guò)門窗流失的能量，占到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗的45%～50%，約占社會(huì)總能耗的10%。
外窗的遮陽(yáng)性能是影響建筑外窗節(jié)能效果的一個(gè)重要指標(biāo)。在建筑外窗的能耗中，遮陽(yáng)能耗占有相當(dāng)可觀的比例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，夏熱冬暖地區(qū)夏季透過(guò)外窗的太陽(yáng)輻射得熱所消耗的空調(diào)能耗占建筑總空調(diào)能耗的30%～40%。因此遮陽(yáng)性能成為評(píng)價(jià)外窗節(jié)能性能的重要指標(biāo)。
近年來(lái)，隨著建筑節(jié)能工作的深入開(kāi)展，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到遮陽(yáng)在建筑節(jié)能中的地位，外窗的遮陽(yáng)性能成為了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)遮陽(yáng)評(píng)價(jià)的核心之一。住建部先后批準(zhǔn)發(fā)布了多項(xiàng)重要的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中與建筑外窗遮陽(yáng)要求有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189-2005)，除對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)遮陽(yáng)不作規(guī)定外，其它地區(qū)按不同的窗墻面積比對(duì)外窗的遮陽(yáng)系數(shù)值進(jìn)行了規(guī)定。(2)《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 26-2010)中規(guī)定寒冷地區(qū)B區(qū)(2000≤HDD18<3800，100
建筑外窗遮陽(yáng)性能測(cè)試是目前建筑節(jié)能領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。在我國(guó)現(xiàn)行的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)遮陽(yáng)系數(shù)的評(píng)價(jià)方法只有簡(jiǎn)單的計(jì)算方法和測(cè)試與計(jì)算相結(jié)合的方法。《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 75-2012)、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 134-2010)和《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189-2005)提出了建筑外遮陽(yáng)系數(shù)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。《建筑玻璃可見(jiàn)光透射比、太陽(yáng)光直接透射比、太陽(yáng)能總透射比、紫外線透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測(cè)定》(GB/T 2680-94)參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9050-1990提出了建筑玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)計(jì)算方法，通過(guò)測(cè)試單片玻璃中心點(diǎn)的光譜數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算得到，并未考慮窗框和窗扇等影響，與實(shí)際相比誤差比較大。《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》(JGJ/T 151-2008)規(guī)定了玻璃、窗框及玻璃幕墻遮陽(yáng)系數(shù)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，它通過(guò)軟件模擬計(jì)算得到，根據(jù)測(cè)定的單片玻璃光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算玻璃部分的遮陽(yáng)系數(shù)，不同的是該方法考慮了窗框遮陽(yáng)系數(shù)的計(jì)算，理論上結(jié)果相對(duì)可靠。但是以上方法都是基于簡(jiǎn)化計(jì)算或軟件模擬得到的結(jié)果，其合理性和有效性并沒(méi)有得到驗(yàn)證。
因此，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建筑門窗遮陽(yáng)性能測(cè)試方法方面的研究，努力制定出適用于我國(guó)的準(zhǔn)確可靠的、操作簡(jiǎn)單的測(cè)試方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
早在20世紀(jì)80年代，西方歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始投入大量人力物力研究建筑門窗遮陽(yáng)系統(tǒng)熱工性能測(cè)試，形成了一系列的有關(guān)太陽(yáng)得熱系數(shù)測(cè)試技術(shù)及設(shè)備。1997年美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)了一套建筑外窗現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，這套裝置由兩個(gè)并排的保溫?zé)崃鳒y(cè)試箱組成，能同時(shí)測(cè)試兩套門窗在實(shí)際的室外條件下的性能。整個(gè)測(cè)試裝置是可移動(dòng)的，可以放置到任何地點(diǎn)，調(diào)整到任何朝向，可以直接測(cè)試太陽(yáng)輻射得熱和能夠確定多種門窗及其遮陽(yáng)組合的遮陽(yáng)效果