CN103512727A - 太阳光测定遮阳系数系统 - Google Patents

Abstract

本发明太阳光测定遮阳系数系统，属于建筑玻璃检测领域。本发明主要包括数据自动采集处理系统、太阳光直接采集系统、太阳光直射校正杆、转动轴、丝杠机构；通过摇动丝杠上下移动滑块连接杆，用滑块连接杆推动安装试件的平面，带动放在转动轴水平面上的太阳光直接采集系统的旋转运动，达到太阳光可以直射进入太阳光直接采集系统，同时还可以模拟实际建筑的太阳光从不同的入射角入射玻璃而达到实际的遮阳系数；本发明结构简单，检测操作灵活方便，对样品大小无限制、适用性强，并且通过太阳光直接照射检测，检测结果更加真实可靠。

Description

太阳光测定遮阳系数系统

技术领域：

本发明属于建筑玻璃检测领域，特别涉及一种玻璃遮阳系数检测系统。

背景技术：

现代建筑是能源消耗的重要组成部分，同时也是构成建筑物使用成本的主要内容。当前我国的建筑能耗已接近社会终端总能耗的30％，到2020年，可能逼近40％。在当前能源日趋紧张的形势下，建筑节能已成为社会关注度极高的现实问题。

外窗的能耗在现代建筑中占有相当大的比重，尤其是近年来，由于人们希望空间更加通透明亮、立面更加美观、形态更为丰富，公共建筑的窗墙面积比有越来越大的趋势。在建筑节能中，建筑门窗耗能约30％，其中玻璃性能影响因素达80％以上，在玻璃的节能特性指标中，最主要的是传热系数和遮阳系数这两项性能参数。而在早期的建筑节能设计标准中，仅规定了玻璃的传热系数，但合理控制遮阳系数对减少外窗太阳辐射所引起的空调负荷至关重要：合适的遮阳可控制室内外热量的交换量或有选择的调节进入室内的能量，遮阳玻璃可以选择性将太阳光谱中紫外线98％吸收和反射掉，让可见光部分80％以上进入室内，满足室内光线需要，夏季可以将室外的红外光线和远红外部分挡在室外，减少热量传入室内，冬季正好相反，把室内的红外和远红外能量阻挡的室内，阻止室内的热量室外传递，降低空调的负荷。可以选择性；另外，合适的遮阳可以作为建筑本身的一种外立面元素，起到丰富建筑外立面形式的作用，兼有装饰、美观的作用，使建筑和节能有机结合。因此，建筑节能工程施工质量验收规范和建筑节能设计标准中对遮阳系数均作出了具体强制性规定，玻璃遮阳系数作为节能项目的强制性指标在设计时根据不同的地区有着严格的要求，生产企业按照设计要求生产符合要求的玻璃，验收时根据检测单位出具的检测报告对照设计指标进行符合性验收。最近几年，新制定的标准中都增加了玻璃遮阳系数的详细限制指标。因此无论是生产企业还是建筑设计人员都必须全面准确地测定门窗的遮阳系数。

目前，最常使用的检测玻璃遮阳系数的方法是通过实验室测量光谱数据进行计算得出，依据的标准是GB/T2680-1994。这种方法是目前使用最普遍的，但对于遮阳系数的检测方法还存在以下不足：1)很难直接测量门窗遮阳系数和综合遮阳系数，主要通过计算确定，使用过程较为复杂；2)光谱采用的是人造光源模拟太阳光，与真实太阳光谱存在误差，气候条件与大气环境无法模拟，与实际存在误差、地理纬度不同存在误差；3)只能处理常见的水平式、垂直式、综合式和挡板式等几种简单的遮阳形式，对于不断涌现的许许多多的不规则的构造形式无法处理；4)计算数学模型只能将中空玻璃按照单片分开，无法作为一个系统来处理，对其中充入气体也只能根据经验值，统一处理，无法细分按照实际情况和相关性处理；5)计算的数学模型只是将太阳光谱分为有限的若干段，在每一段中取中间一条光谱来代替本段光谱的有限模拟数学模型，无法真实反映太阳光的全波段。

为了克服以上所述遮阳系数检测的不足，本发明从检测真实性、方便性、实用性等方面考虑，设计了太阳光测定遮阳系数系统，可直接采用太阳光进行测量，实现了对建筑外窗、建筑幕墙、建筑用玻璃等构件遮阳系数的整体检测。除了克服以上缺点以外还具有：1)设备节能、环保低碳：检测一块中空玻璃遮阳系数，传统方法需要2个小时，耗电约5.6度，而本系统仅需5份月0.2度电量即可，耗电量仅为前者的1/28。2)适应性强，不受玻璃尺寸大小的限制，传统方法仅能检测300mm以下的样品；3)非破坏性检测：传统方法需要将送检的中空玻璃拆开，分片检测，对样品属于破坏性的，破坏后的样品的玻璃、胶、合分子筛、铝隔条等均作为废品，既浪费材料又对环境造成污染，本发明作为一个整体，对样品检测属于无损检测，检测后的样品可以使用，不会造成浪费和环境污染等问题。4)传统方法需要根据检测室尺寸大小专门制作样品，需要同种材料和工艺；本系统只要将现场提供任何一块样品即可，避免专门制作的不便和样品不同之间的差异。

玻璃遮阳系数是透过窗玻璃的太阳辐射得热与透过标准3mm透明窗玻璃的太阳辐射得热的比值，用SC表示。本发明是一种全新的检测系统，根据遮阳系数的定义来研发的，是对遮阳系数定义的直接诠释。

发明内容：

本发明太阳光测定遮阳系数系统，主要包括数据自动采集处理系统、标准板太阳光采集暗箱、样品太阳光采集暗箱、太阳光直射校正杆、转动轴、丝杠机构、辐照度计、滑轮、活接、支柱，标准板太阳光采集暗箱与样品太阳光采集暗箱构成太阳光直接采集系统，手摇柄、丝杆、锁紧螺母、滑块、滑块连接杆、丝杆前座、丝杆底座构成摇动丝杆装置，通过摇动丝杠上下移动滑块连接杆，用滑块连接杆推动安装试件的平面，底座360°转动轮；其特征是：通过手摇动手摇柄，使得丝杆旋转运动转变成滑块的直线运动，以致滑块连接杆推动转动轴旋转运动，带动放在转动轴水平面上的太阳光直接采集系统的旋转运动，达到太阳光可以直射进入太阳光直接采集系统，同时还实际可以模拟建筑的太阳光从不同的入射角入射玻璃而达到实际的遮阳系数。

本发明的特征也在于：

所述的旋转机构包括丝杆、滑块、滑块连接杆、支柱、转动轴和活接，在所述的固定轴上安装手摇丝杆装置，在丝杆装置上有滑块，滑块连接杆一端与滑块固定连接，另一端与转动轴连接，整个底座安装360°转动轮。转动轴与支柱采用活接连接可旋转运动，构成旋转装置。太阳光直接采集系统采用耐高温和防漫反射材料制造，四周用良好吸光率涂料涂黑，满足箱体内黑度要求，并且内表面有一定度粗糙度，防止光的漫反射造成光能量的额外增加，满足检测系高统精度要求。

本发明的有益效果是：

1)样品大小无限制、适用性强。除了可以解决水平式、垂直式、综合式和挡板式等简单的遮阳形式的测定，还可以解决不断涌现的许许多多的不规则的构造形式的测定。

2)可移动式设计，通过太阳光直接照射检测，检测结果更加真实可靠，解决通过实验室测量光谱数据进行计算得出遮阳系数的繁琐和不准确。

3)可旋转式设计，可以得到从不同角度的太阳光照射的检测，检测数据更加全面。

附图说明：

图1为本发明太阳光测定遮阳系数系统的主视图；

图2是本发明太阳光测定遮阳系数系统的俯视图；

图3是本发明太阳光测定遮阳系数系统的局部侧视图。

1数据自动采集处理系统，2标准板太阳光采集暗箱，2-1外箱，2-2内箱，2-3辐射度计凸罩，2-4辐射度计，3样品太阳光采集暗箱，4转动轴，5丝杆构件，6右侧支柱，7底轴，8底盘360°转动轮，9固定支柱，10左侧支柱，13纵轴，14半圆连接块，15活接，5-1手摇柄，5-2锁紧螺母，5-3手摇柄底座，5-4丝杆顶座，5-5丝杆，5-6滑块，5-7丝杆底座，5-8固定三角，5-9滑块连接杆，5-10滑块外接件，16太阳光直射校正杆。

具体实施方式：

下面结合附图进一步说明本发明太阳光测定遮阳系数系统的具体实施方式。

本发明太阳光测定遮阳系数系统的结构如图1所示，主要包括数据自动采集处理系统1，标准板太阳光采集暗箱2，样品太阳光采集暗箱3，太阳光直射校正杆16，转动轴4，丝杆构件5，右侧支柱6，底轴7，底盘360°转动轮8，固定支柱9，左侧支柱10；2-1外箱，2-2内箱，2-3辐射度计凸罩，2-4辐射度计，3mm标准板构成标准板太阳光采集暗箱2；样品太阳光采集暗箱3与标准板太阳光采集暗箱2构造相同，两者组成太阳光直接采集系统；手摇柄5-1、丝杆5-5、锁紧螺母5-2、滑块5-6、滑块连接杆5-9、丝杆底座5-7构成丝杆装置，通过摇动手摇柄5-1，使得丝杆5-5旋转运动转变成滑块5-6的直线运动，以致滑块连接杆5-9推动转动轴4旋转运动，带动放在转动轴4水平面上的标准板太阳光采集暗箱2和样品太阳光采集暗箱3的旋转运动，达到太阳光可以直射或从不同的入射角入射太阳光直接采集系统的效果。

测量时，拿掉辐射度计凸罩2-3，在标准板太阳光采集暗箱2和样品太阳光采集暗箱3上分别安装上3mm标准板金和需要检测的玻璃样品，太阳光照射标准板太阳光采集暗箱2和样品太阳光采集暗箱3，由于装置可以水平面方向360°旋转及垂直方向上升降，利用太阳光直射校正杆将太阳光垂直入射或者以不同入射角入射，标准板太阳光采集暗箱2和样品太阳光采集暗箱3里面装有辐照度计2-4，辐照度计2-4把接收到的光照能量数据传送数据自动采集处理系统1，在数据自动采集处理系统1里将光能能转化为电信号经过自动快速处理，显示在数据自动采集处理系统1的显示屏上。

标准板太阳光采集暗箱2和样品太阳光采集暗箱3的外箱2-1，内箱2-2均采用耐高温和防漫反射材料制造，四周用良好吸光率涂料涂黑，满足箱体内黑度要求，并且内表面有一定度粗糙度，防止光的漫反射造成光能量的额外增加，满足检测系高统精度要求。

本发明根据建筑遮阳材料特性和现实生活中太阳光辐射的不确定性，采用开放式放置检测样品的方法和旋转的方式接受太阳光，不但具备测定许多的不规则遮阳建筑材料的能力，直接采用太阳光而非人造光源，检测真实可靠，解决了目前遮阳系数测定的技术难题。

Claims (4)

1.太阳光测定遮阳系数系统，主要包括数据自动采集处理系统(1)，标准板太阳光采集暗箱(2)，样品太阳光采集暗箱(3)，太阳光直射校正杆(16)，转动轴(4)，丝杆构件(5)，右侧支柱(6)，底轴(7)，底盘360°转动轮(8)，固定支柱(9)，左侧支柱(10)；外箱(2-1)，内箱(2-2)，辐射度计凸罩(2-3)，辐射度计(2-4)，3mm标准板构成标准板太阳光采集暗箱(2)；样品太阳光采集暗箱(3)与标准板太阳光采集暗箱(2)构造相同，两者组成太阳光直接采集系统；手摇柄(5-1)、丝杆(5-5)、锁紧螺母(5-2)、滑块(5-6)、滑块连接杆(5-9)、丝杆底座(5-7)构成丝杆装置；其特征是：通过摇动手摇柄(5-1)，使得丝杆(5-5)旋转运动转变成滑块(5-6)的直线运动，以致滑块连接杆(5-9)推动转动轴(4)旋转运动，带动放在转动轴(4)水平面上的太阳光直接采集系统的旋转。

2.如权利要求1所述的太阳光测定遮阳系数系统，特征在于所述的旋转机构包括丝杆(5-5)、滑块(5-6)、滑块连接杆(5-9)、左侧支柱(10)、转动轴(4)和活接(15)，在所述的固定支柱(9)上安装手摇丝杆装置，在丝杆(5-5)装置上有滑块(5-6)，滑块连接杆(5-9)一端与滑块(5-6)固定连接，另一端与转动轴(4)连接，整个底座安装底盘360°转动轮(8)。

3.如权利要求1所述的太阳光测定遮阳系数系统，特征在于转动轴(4)与左侧支柱(10)利用活接(15)可旋转连接，构成旋转装置。

4.如权利要求1所述的太阳光测定遮阳系数系统，特征在于标准板太阳光采集暗箱(2)与样品太阳光采集暗箱(3)采用耐高温和防漫反射材料，四周涂黑。

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