Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7737:2007 về Kính xây dựng - Phương pháp xác định độ xuyên quang, độ phản quang, tổng năng lượng bức xạ mặt trời truyền qua và độ xuyên bức xạ tử ngoại
Glass in building – Method for determination of light transmittance, light reflectance, total solar energy transmittance and ultraviolet transmittance
Lời nói đầu
TCVN 7737 : 2007 được xây dựng trên cơ sở ISO 9050:2003 Glass in building – Determination of light transmittance, solar direct transmittance, total solar energy transmittance, ultraviolet transmittance and related glazing factors.
TCVN 7737 : 2007 do Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 160 Thủy tinh trong xây dựng hoàn thiện trên cơ sở dự thảo đề nghị của Viện Vật liệu xây dựng – Bộ Xây dựng, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
KÍNH XÂY DỰNG – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ XUYÊN QUANG, ĐỘ PHẢN QUANG, TỔNG NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ MẶT TRỜI TRUYỀN QUA VÀ ĐỘ XUYÊN BỨC XẠ TỬ NGOẠI
Glass in building – Method for determination of light transmittance, light reflectance, total solar energy transmittance and ultraviolet transmittance
Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ xuyên quang, độ phản quang, tổng năng lượng bức xạ mặt trời truyền qua và độ xuyên bức xạ tử ngoại đối với các loại kính phẳng và kết cấu kính phẳng trong xây dựng.
Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với các loại kính có tính khuyếch tán ánh sáng như kính hoa văn và các loại thủy tinh tương tự khác.
Tiêu chuẩn này sử dụng ký hiệu các đại lượng đặc trưng sau:
|
D65 |
- Nguồn sáng chuẩn D65 (standard illuminant D65); |
|
UV |
- Bức xạ tử ngoại (ultraviolet radiation); |
|
tUV |
- Độ xuyên bức xạ tử ngoại (ultraviolet transmittance); |
|
t(l) |
- Phổ xuyên quang (spectral transmittance); |
|
r(l) |
- Phổ phản quang (spectral reflectance); |
|
tV |
- Độ xuyên quang (light transmittance); |
|
rV |
- Độ phản quang (light reflectance); |
|
te |
- Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct transmittance); |
|
re |
- Độ phản xạ bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct reflectance); |
|
g |
- Tổng năng lượng bức xạ mặt trời truyền qua – hay hệ số nhiệt mặt trời (total solar energy transmittance of illuminant D65); |
|
Dl |
- Công suất quang phổ nguồn sáng chuẩn D65 tại bước sóng l (relative spectral distribution of illuminant D65); |
|
V(l) |
- Hiệu suất phát sáng (spectral luminous efficiency); |
|
ae |
- Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct absorbtance); |
|
Fe |
- Nguồn năng lượng bức xạ mặt trời (incident solar radiant flux); |
|
qi |
- Hệ số truyền nhiệt thứ cấp theo hướng vào trong (secondary internal heat transfer factor); |
|
q0 |
- Hệ số truyền nhiệt thứ cấp theo hướng ra ngoài (secondary external heat transfer factor); |
|
Sl |
- Công suất quang phổ nguồn bức xạ mặt trời tại bước sóng l (relative spectral distribution of solar radiation); |
|
he |
- Hệ số truyền nhiệt của thủy tinh theo hướng ra ngoài (heat transfer coefficients of the glazing towards the outside); |
|
hi |
- Hệ số truyền nhiệt của thủy tinh theo hướng vào trong (heat transfer coefficients of the glazing towards the inside); |
|
el |
- Độ đen (hemispherical emissivity); |
|
l |
- Bước sóng (wavelength); |
|
Dl |
- Hiệu số bước sóng của hai lần đo liền kề (wavelength interval); |
|
Ul |
- Công suất quang phổ nguồn bức xạ mặt trời tại bước sóng l trong vùng tử ngoại (relative spectral distribution of UV in solar radiation). |
Các thuật ngữ sử dụng trong tiêu chuẩn này được hiểu như sau:
3.1. Độ xuyên quang (light transmittance)
Tỷ số giữa cường độ ánh sáng xuyên qua kính và cường độ ánh sáng chiếu tới theo góc pháp tuyến.
Độ xuyên quang được đo trong vùng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng l từ 380 nm đến 780 nm.
3.2. Độ phản quang (light reflectance)
Tỷ số giữa cường độ ánh sáng phản xạ và cường độ ánh sáng chiếu tới, đo trong vùng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng l từ 380 nm đến 780 nm.
3.3. Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct transmittance)
Tỷ số giữa năng lượng bức xạ mặt trời xuyên qua kính và năng lượng bức xạ mặt trời chiếu tới (tính bằng 100 %), đo trong phạm vi bước sóng l từ 280 nm đến 2500 nm.
3.4. Độ xuyên bức xạ tử ngoại (ultraviolet transmittance)
Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp (3.3) trong vùng tử ngoại, đo trong phạm vi bước sóng l từ 280 nm đến 380 nm.
3.5. Độ phản xạ bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct reflectance)
Tỷ số giữa năng lượng bức xạ mặt trời phản xạ lại và năng lượng bức xạ mặt trời tới (tính bằng 100 %), đo trong phạm vi bước sóng l từ 280 nm đến 2500 nm.
3.6. Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct absorbtance)
Tỷ số giữa phần năng lượng bức xạ mặt trời bị hấp thụ vào kính và năng lượng bức xạ mặt trời chiếu tới, tính bằng bức xạ mặt trời tới (100 %) trừ đi tổng của độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp và độ phản xạ bức xạ mặt trời trực tiếp, đo trong phạm vi bước sóng l từ 280 nm đến 2500 nm.
3.7. Tổng năng lượng bức xạ mặt trời truyền qua (total solar energy transmittance)
Tổng của độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp và hệ số truyền nhiệt thứ cấp qi của kính theo hướng vào bên trong phòng.
4.1. Nguyên tắc
Đo phổ xuyên quang t(l), phổ phản quang r(l) tại các vùng bước sóng l quy định, từ đó tính: Độ xuyên quang tV; độ phản quang rV; độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp te; độ phản xạ bức xạ mặt trời trực tiếp re và độ xuyên bức xạ tử ngoại tUV, theo các công thức tương ứng.
4.2. Lấy mẫu
Đối với kính một lớp, lấy mẫu trên chính tấm kính đó.
Đối với kính hộp nhiều lớp, lấy mẫu trên từng loại kính đơn tương ứng.
4.2. Lấy mẫu
Đối với kính một lớp, lấy mẫu trên chính tấm kính đó.
Đối với kính hộp nhiều lớp, lấy mẫu trên từng loại kính đơn tương ứng.
Kích thước mẫu phụ thuộc vào hướng dẫn chi tiết đối với thiết bị. Có thể đo trực tiếp trên kết cấu kính, nếu điều kiện thiết bị cho phép.
4.3. Thiết bị đo
Máy quang phổ kế, có nguồn sáng chuẩn D65. Năng lượng phổ ở nguồn dây tóc bóng đèn T = 6500 0K.
Quy trình và qui tắc vận hành theo hướng dẫn cụ thể của từng thiết bị.
4.4. Tính kết quả
4.4.1. Độ xuyên quang của kính một lớp, tV
Độ xuyên quang tV được tính theo công thức (1):
|
tV |
(1) |
Trong đó:
|
Dl |
Là công suất quang phổ nguồn sáng chuẩn D65 tại bước sóng l (xem Bảng A.1); |
|
t(l) |
Là phổ xuyên quang của kính đo được tại bước sóng l; |
|
V(l) |
Là hiệu suất phát sáng; |
|
Dl |
Là hiệu số bước sóng của hai lần đo liền kề, trong phạm vi bước sóng từ 380 nm đến 780 nm có giá trị là 10. |
4.4.1.1. Phổ xuyên quang của kính hai lớp, t(l)
Phổ xuyên quang t(l) đối với kính hai lớp, được tính theo công thức (2):
|
|
(2) |
Trong đó:
là phổ xuyên quang
của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong;
r2(l) là phổ phản quang của tấm kính thứ hai theo thứ tự từ ngoài vào trong, đo trực tiếp bức xạ tới;
là phổ phản quang
của tấm kính lớp ngoài, đo ngược hướng bức xạ tới.
Sau cùng, 
được
thay vào công thức (1) để tính độ xuyên quang 
của
kính hai lớp.
4.4.1.2. Phổ xuyên quang đối với kính ba
lớp,
Phổ xuyên quang đối với kính ba lớp, được tính theo công thức (3):
|
|
(3) |
Trong đó:
là phổ xuyên
quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong;
r1(l), r2(l) và r3(l) là phổ phản quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong;
là phổ phản quang
của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong, đo ngược hướng bức xạ tới;
Sau cùng, được
thay vào công thức (1) để tính độ xuyên quang tv của kính ba lớp.
4.4.1.3. Phổ xuyên quang đối với kính nhiều
hơn ba lớp,
Đối với kính được lắp nhiều hơn ba lớp, vẫn được tính theo công thức (2) và (3). Sau đó, tính chúng là các lớp đơn và tính tiếp. Ví dụ như kính 5 lớp, ta sẽ tính như sau:
a) Ba lớp đầu, tính như loại ba lớp theo công thức (3).
b) Hai lớp tiếp theo, tính như loại hai lớp của công thức (2)
c) t(l) của năm lớp được tính như hai lớp theo công thức (2) của hai phần đã tính ở mục a) và mục b).
Sau cùng, t(l) được thay vào công thức (1) để tính độ xuyên quang tV của kính được lắp nhiều hơn ba lớp.
4.4.2. Độ phản quang, rv
Độ phản quang, rv, được tính theo công thức (4):
|
|
(4) |
Trong đó:
|
r(l) |
Là phổ phản quang của kính, đo được tại bước sóng l; |
|
Dl |
Là công suất quang phổ nguồn sáng chuẩn D65 tại bước sóng l (Xem Bảng A.1); |
|
V(l) |
Là hiệu suất phát sáng theo người quan sát; |
|
Dl |
Là hiệu số bước sóng của hai lần đo liền kề, trong phạm vi bước sóng từ 380 nm đến 780 nm có giá trị là 10. |
4.4.2.1. Phổ phản quang đối với kính hai lớp, r(l)
Phổ phản quang đối với kính hai lớp, r(l) được tính theo công thức (5):
r(l) = r1(l) + (5)
Trong đó:
t1(l) là phổ xuyên quang của tấm kính thứ nhất;
r1(l), r2(l) là phổ phản quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong, đo trực tiếp bức xạ tới;
r1l(l) là phổ phản quang của tấm thứ nhất, đo ngược hướng bức xạ tới.
Sau cùng, thay r(l) vào công thức (4) để tính độ phản quang rv của kính hai lớp.
4.4.2.2. Phổ phản quang đối với kính ba lớp, r(l)
Phổ phản quang đối với kính ba lớp, r(l) được tính theo công thức (6)
|
r(l) = r1(l)+ |
t12(l)r2(l)[1 - rl2(l)r3(l)] + t21(l)t22(l)r3(l) |
(6) |
|
[1 - rl1(l)r2(l)] x [1 - rl2(l)r3(l)] - t22(l)rl1(l)r3(l) |
Trong đó:
t1(l),t2(l) và t3(l) là phổ xuyên quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong;
r1(l), r2(l) và r3(l) là phổ phản quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong;
rl1(l),rl2(l) là phổ phản quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong, đo ngược hướng bức xạ tới.
Sau cùng, thay r(l) vào công thức (4) để tính độ phản quang rv của kính ba lớp.
4.4.2.3. Phổ phản quang đối với kính lắp nhiều hơn ba lớp, r(l)
Tương tự như quá trình tính độ xuyên quang của kính nhiều hơn ba lớp, ở đây sử dụng công thức để tính là (5) và (6). Sau cùng, thay r(l) vào công thức (4) để tính độ phản quang rv của kính nhiều hơn ba lớp.
4.4.3. Tổng năng lượng bức xạ mặt trời truyền qua, g
Tổng năng lượng bức xạ mặt trời truyền qua, g, được tính theo công thức (7):
G = te + qi
Trong đó: te được tính theo công thức (10) và qi được tính theo công thức (12).
4.4.3.1. Sự phân chia bức xạ mặt trời tới
Bức xạ mặt trời tới được phân chia thành ba phần (xem Hình 1)
- Phần xuyên quang, te fe
- Phần phản quang, re fe
- Phần hấp thụ, ae fe
Trong đó: te, re, ae được nêu trong các điều 3.3; 3.4; 3.5.
Sự tương quan giữa ba đại lượng được biểu thị bằng công thức (8):
|
te + re + ae = 1 |
(8) |
Kích thước tính bằng milimét
Hình 1 – Thí dụ về phân chia bức xạ tới
4.4.3.2. Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp, ae
Phần hấp thụ sau đó tách ra thành hai phần, qi fe và qo fe với năng lượng truyền vào trong và ra bên ngoài:
|
ae = qi + qo |
(9) |
Trong đó: qi và qo là hệ số truyền nhiệt theo hướng vào trong và ra ngoài của kính.
Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp ae được tính theo công thức (8).
4.4.3.3. Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp, te
Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp được tính theo công thức (10):
|
|
(10) |
Trong đó:
|
Sl |
Là công suất quang phổ của bức xạ mặt trời tại bước sóng l (Xem Bảng A.2 và Bảng A.3); |
|
t(l) |
Là phổ xuyên quang của kính, có thể tính như theo công thức (2) hoặc (3) cho các loại hai hoặc ba lớp tương ứng. |
|
|
Là hiệu số bước sóng của hai lần đo liền
kề. |
4.4.3.4. Độ phản xạ bức xạ mặt trời trực tiếp, re
Độ phản xạ bức xạ trời trực tiếp được tính theo công thức (11):
|
|
(11) |
Trong đó:
|
r(l) |
Là phổ phản quang của kính, có thể tính theo công thức (5) và (6) cho các loại kính 2 và 3 lớp hoặc hơn; |
|
Sl |
Là công suất quang phổ của bức xạ mặt trời tại bước sóng l (Xem Bảng A.2 và Bảng A.3); |
|
|
Là hiệu số bước sóng của hai lần đo liền
kề. |
4.4.3.5. Hệ số truyền nhiệt thứ cấp theo hướng vào trong
Điều kiện giới hạn trong việc tính qi.
Thông số truyền nhiệt của kính về phía bên ngoài he và về bên trong hi phụ thuộc vào vận tốc gió, được chọn khoảng 4 m/s, độ đen e1 = 0,83 cho thủy tinh thường.
Vậy: hi = 8 (W/m2 K) và he = 23 (W/m2 K).
Giá trị qi với kính lắp đơn được tính theo công thức (12):
|
qi = ae x |
(12) |
Giá trị qi với kính hai lớp được tính theo công thức (13)
|
|
(13) |
Trong đó: 
là độ dẫn nhiệt
giữa các lớp.
Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp ae1 của lớp kính ngoài được tính theo công thức (14):
|
|
(14) |
Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp ae2 của lớp kính thứ hai được tính theo công thức (15):
|
|
(15) |
Trong đó:
|
Sl |
Là công suất quang phổ của bức xạ mặt trời tại bước sóng l (Xem Bảng A.2 và Bảng A.3); |
|
Dl |
Là hiệu số bước sóng của hai lần đo liền kề, Dl = 40 tại Bảng A.2 trong trường hợp đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 1; và Dl = 50 tại Bảng A.3 trong trường hợp đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 2; |
r1(l), r2(l) là phổ phản quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong, đo trực tiếp bức xạ tới;
t1(l),t2(l) là phổ xuyên quang của các tấm kính theo thứ tự từ ngoài vào trong;
al1(l) = 1 - t1(l) - rl1(l)
4.4.4. Độ xuyên bức xạ tử ngoại, tuv
Trong phạm vi vùng tử ngoại, bức xạ toàn phần của mặt trời bao gồm hai phần:
- Vùng UVB phạm vi bước sóng từ 280 nm đến 315 nm;
- Vùng UVA phạm vi bước sóng từ 315 nm đến 380 nm.
Giá trị UlDl với khoảng Dl bằng 5 nm trong vùng UVB và UVA cho trong Bảng A.4.
Độ xuyên bức xạ tử ngoại được tính theo công thức (16):
|
|
(16) |
4.5. Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo kết quả thử nghiệm bao gồm các thông tin chính sau:
- thông tin về mẫu thử (loại kính, xuất xứ nếu có);
- các kết quả đo và tính toán được theo 4.4;
- nơi, ngày và người thử nghiệm.
Bảng A1 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) và tích số DlV(l)Dl
|
l |
DlV(l)Dl |
l |
DlV(l)Dl |
|
380 |
0,0000 |
580 |
7,8994 |
|
390 |
0,0005 |
590 |
6,3306 |
|
400 |
0,0030 |
600 |
5,3542 |
|
410 |
0,0103 |
610 |
4,2491 |
|
420 |
0,0352 |
620 |
3,1502 |
|
430 |
0,0948 |
630 |
2,0812 |
|
440 |
0,2274 |
640 |
1,3810 |
|
450 |
0,4192 |
650 |
0,8070 |
|
460 |
0,6663 |
660 |
0,4612 |
|
470 |
0,9850 |
670 |
0,2485 |
|
480 |
1,5189 |
680 |
0,1255 |
|
490 |
2,1336 |
690 |
0,0536 |
|
500 |
3,3491 |
700 |
0,0276 |
|
510 |
5,1393 |
710 |
0,0146 |
|
520 |
7,0523 |
720 |
0,0057 |
|
530 |
8,7990 |
730 |
0,0035 |
|
540 |
9,4427 |
740 |
0,0021 |
|
550 |
9,8077 |
750 |
0,0008 |
|
560 |
9,4308 |
760 |
0,0001 |
|
570 |
8,6891 |
770 |
0,0000 |
|
|
|
780 |
0,0000 |
Bảng A.2 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) với tích số Sl (nm) với tích số SlDl (Đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 1)
|
l |
SlDl |
l |
SlDl |
|
300 |
0,005 |
700 |
0,046 |
|
340 |
0,024 |
740 |
0,041 |
|
380 |
0,032 |
780 |
0,037 |
|
420 |
0,050 |
900 |
0,139 |
|
460 |
0,065 |
1100 |
0,097 |
|
500 |
0,063 |
1300 |
0,058 |
|
540 |
0,058 |
1500 |
0,039 |
|
580 |
0,054 |
1700 |
0,026 |
|
620 |
0,055 |
1900 |
0,018 |
|
660 |
0,049 |
2500 |
0,044 |
Bảng A.3 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) với tích số SlDl (Đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 2)
|
l |
SlDl |
l |
SlDl |
|
350 |
0,0128 |
1250 |
0,0247 |
|
400 |
0,0353 |
1300 |
0,0185 |
|
450 |
0,0665 |
1350 |
0,0026 |
|
500 |
0,0813 |
1400 |
0,0001 |
|
550 |
0,0802 |
1450 |
0,0016 |
|
600 |
0,0788 |
1500 |
0,0103 |
|
650 |
0,0791 |
1550 |
0,0148 |
|
700 |
0,0694 |
1600 |
0,0136 |
|
750 |
0,0595 |
1650 |
0,0118 |
|
800 |
0,0566 |
1700 |
0,0089 |
|
850 |
0,0564 |
1750 |
0,0051 |
|
900 |
0,0303 |
1800 |
0,0003 |
|
950 |
0,0291 |
1850 |
0,0000 |
|
1000 |
0,0426 |
1900 |
0,0000 |
|
1050 |
0,0377 |
1950 |
0,0013 |
|
1100 |
0,0199 |
2000 |
0,0013 |
|
1150 |
0,0145 |
2050 |
0,0038 |
|
1200 |
0,0256 |
2100 |
0,0058 |
Bảng A.4 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) với tích số UlDl
|
l |
UlDl |
l |
UlDl |
|
282,5 |
0,00000 |
332,5 |
0,07062 |
|
287,5 |
0,00000 |
337,5 |
0,07258 |
|
292,5 |
0,00000 |
342,5 |
0,07454 |
|
297,5 |
0,00082 |
347,5 |
0,07601 |
|
302,5 |
0,00461 |
352,5 |
0,07700 |
|
307,5 |
0,01373 |
357,5 |
0,07896 |
|
312,5 |
0,02746 |
362,5 |
0,08043 |
|
317,5 |
0,04120 |
367,5 |
0,08337 |
|
322,5 |
0,05591 |
372,5 |
0,08631 |
|
327,5 |
0,06572 |
377,5 |
0,09073 |
Ý kiến bạn đọc
