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技術流
（第61期）
01
“什麼是SHGC值”
GB50189-2015《公共建築節能設計規範》、JGJ26-2010《嚴寒和寒冷地區居住建築節能設計標準》、JGJ134-2010《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》、JGJ 75-2012《夏熱冬暖地區居住建築節能設計標準》中，對於建築立面，不同的窗牆比的玻璃材料，都有遮陽係數Sc或者太陽得熱係數SHGC的具體參數限制。
SHGC可以直接計算或測量,遮陽係數Sc無法直接計算或測量，只可以從SHGC換算。遮陽系 數Sc起初是作為一個單一數值來比較玻璃對太陽得熱的控制能力，簡單但不夠精確。Sc只定義了窗戶玻璃這部分的太陽得熱能力(Scg)，整窗遮陽係數 Scw是以玻璃Scg乘以玻窗比來計算，也就是忽略了窗框的影響。Sc還可以用來表徵一定範圍太陽方位角下玻璃的太陽得熱性能，但是當太陽入射角較大時，精度上就得不到滿足。美國已經廢除了遮陽係數這個概念。
目前國內普遍採用SHGC值來進行建築能耗分析, 國內2015版GB50189《公共建築節能設計標準》中，外窗的Sc值也由SHGC值替換了，兩者關係如公式(10)，0.87是3mm透明玻璃的SHGC。
在自然條件下，太陽輻射包括直接輻射和漫射輻射，直接輻射相對於玻璃表面有一定角度，而且角度隨時間變化。SHGC也是基於理想化的環境條件，在SHGC的定義中，僅考慮直接太陽輻射，並且太陽輻射方向和玻璃表面垂直。美國NFRC標準體系中SHGC標準用於門窗系統評級，玻璃的SHGC計算是標準的一部分，使用數值計算法求解每個節點的溫度和熱流量，太陽照度被定義為783 W/㎡，可用WINDOW軟件直接計算玻璃的SHGC值，使用計算公式(11)。
玻璃的SHGC值增大時，意味著可以有更多的太陽直射熱量進入室內;減小時，則將更多的太陽直射熱量阻擋在室外。SHGC值對節能效果的影響，是與建築物所處的不同氣候條件相聯繫的。在炎熱氣候條件下，應該減少太陽輻射熱量對室內溫度的影響，此時需要玻璃具有相對低的SHGC值。而在寒冷氣候條 件下，應充分利用太陽輻射熱量來提高室內的溫度，此時需要高SHGC值的玻璃。
根據圖6，我們從太陽得熱原理來分析，太陽得熱Q應該包括直接透射得熱和二次得熱，如公式(12)。
ISO 9050-2003《建築玻璃、光透率、日光直射率、太陽能總透射率及紫外線透射率及有關光澤係數的測定》僅適用於玻璃SHGC評級，使用解析法，並未具體計算溫度分佈，不需要知道太陽照度，使用計算公式(13)。太陽能透射比和反射比是光學性質，只有熱輻射，沒有對流和傳導。內流分數N是一個熱學性質，同時有輻射、對流和傳導。綜上，SHGC的二次得熱原理和U值的傳熱原理幾乎一樣。
02
“玻璃SHGC值”
通過分析表1中SHGC值對比可以看出，增加玻璃層數、增大中空層厚度、Low-e鍍膜可以有效降低SHGC值，使用Low-e膜是目前最有效的降低SHGC值的措施。Low-e膜通過兩種機制影響SHGC值：a.改變玻璃在太陽光譜範圍內的光學性質，例如降低太陽能透射比 ;b.降低內流分數(N)，使較少熱量傳到室內。前者是主要作用，後者是次要作用。
如圖7所示，對於雙層中空玻璃Low-e膜位置不影響U值，但會影響SHGC，在表1中也已經驗證過。Low-e膜不管位於#2表面還是#3表面，太陽能透射比 並沒有改變。膜位於#2表面時，太陽能吸收比 較高，但是總體SHGC較低，因為內流分數較小，較多熱量被吸收，但較少被傳到室內，SHGC較低，適用於常年製冷地區。膜位於#3表面時，太陽能吸收比 較低，但是總體SHGC較高，因為內流分數較大，較少熱量被吸收，但較多被傳到室內，SHGC較高，適用於常年採暖地區。
03
“窗框SHGC值”
鋁窗框對於太陽輻射是不透明的，但熱量一定會從高溫側傳遞到低溫側，所以太陽熱量可以通過窗框以二次得熱的形式傳遞。窗框SHGC值可以被認為是一種沒有直接太陽透射的特例，太陽能透射比=0，只考慮二次傳熱，如圖8所示。
在JGJ/T 151-2008《建築門窗玻璃幕牆熱工計算規程》7.6中窗框SHGC值使用公式(14)：
由公式(14)得出兩種降低太陽得熱的方法：a.降低窗框的表面太陽能吸收係數，比如採用淺色外表面；b.提高窗框的保溫性能降低U值，比如增加隔熱條寬度、增加發泡。
通過公式(14)計算三個系列的框扇組合部分框的SHGC值，如表4所示。綜上，降低窗框U值，也可以降低窗框的SHGC值，65系列隔熱斷橋鋁窗與40系列普鋁窗相比，窗框SHGC值降低了47.9%；91系列隔熱斷橋鋁窗與40系列普鋁窗相比，窗框SHGC值降低了80.0%。
04
“整窗SHGC值”
JGJ/T 151-2008《建築門窗玻璃幕牆熱工計算規程》3.4.1中規定了整窗SHGC計算使用公式(15)：
在分別模擬了三個系列框、中梃、梃扇部分SHGC值(具體計算步驟不再贅述和展示)，按照公式(15)搭配不同配置的玻璃來計算整窗的 SHGC值，計算出三個系列整窗SHGC值(如表5)。對比表5中數值可以得出，不管是優化玻璃配置還是增加窗框的保溫性能都有助於降低整窗的SHGC。採用相同配置玻璃時，65系列隔熱斷橋鋁窗與40系列普鋁窗相比，整窗SHGC值降低了9.3%；91系列隔熱斷橋鋁窗與40系列普鋁窗相比，整窗SHGC值降低了16.3%。
05
“總結”
門窗的保溫隔熱性能主要通過U值和SHGC值來體現，保溫性能由U值大小決定，隔熱性能由SHGC值大小決定。
整窗U值與玻璃U值、窗框U值、間隔條選用以及玻窗比有關，整窗SHGC值與玻璃SHGC值、窗框SHGC值以及玻窗比有關。在常年取暖或者採暖能耗高於製冷能耗地區，節能型門窗具有相對低的U值和相對高的SHGC值;在常年製冷或者製冷能耗高於採暖能耗地區，節能型門窗具有相對低的U值和相對低的SHGC值。但是U值和SHGC值並不是兩個完全沒有關係的數值，對於玻璃來說，大部分降低U值的措施都是可以降低SHGC值的，但兩者之間並沒有絕對性關係，Low-e膜位置對SHGC值起著決定性作用;對於不透明的窗框來說，SHGC值與U值成正比關係。
