Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7737:2007 Kính xây dựng - Xác định độ xuyên quang, độ phản quang

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7737:2007

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

1. Phạm vi áp dụng

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.

2. Ký hiệu

Tiêu chuẩn này sử dụng ký hiệu các đại lượng đặc trưng sau:

3. Thuật ngữ và định nghĩa

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 q_i của kính theo hướng vào bên trong phòng.

4. Phương pháp xác định

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 t_V; độ phản quang r_V; độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp t_e; độ phản xạ bức xạ mặt trời trực tiếp r_e và độ xuyên bức xạ tử ngoại t_UV, 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, t_V

Độ xuyên quang t_V được tính theo công thức (1):

Trong đó:

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):

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):

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 t_v 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 t_V của kính được lắp nhiều hơn ba lớp.

4.4.2. Độ phản quang, r_v

Độ phản quang, r_v, được tính theo công thức (4):

Trong đó:

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):

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;

r₁^l(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 r_v 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)

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;

r^l₁(l),r^l₂(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 r_v 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 r_v 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 = t_e + q_i

Trong đó: t_e được tính theo công thức (10) và q_i 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, t_e f_e

- Phần phản quang, r_e f_e

- Phần hấp thụ, a_e f_e

Trong đó: t_e, r_e, a_e 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):

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, a_e

Phần hấp thụ sau đó tách ra thành hai phần, q_i f_e và q_o f_e với năng lượng truyền vào trong và ra bên ngoài:

Trong đó: q_i và q_o là hệ số truyền nhiệt theo hướng vào trong và ra ngoài của kính.

Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp a_e được tính theo công thức (8).

4.4.3.3. Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp, t_e

Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp được tính theo công thức (10):

Trong đó:

4.4.3.4. Độ phản xạ bức xạ mặt trời trực tiếp, r_e

Độ phản xạ bức xạ trời trực tiếp được tính theo công thức (11):

Trong đó:

4.4.3.5. Hệ số truyền nhiệt thứ cấp theo hướng vào trong

Điều kiện giới hạn trong việc tính q_i.

Thông số truyền nhiệt của kính về phía bên ngoài h_e và về bên trong h_i phụ thuộc vào vận tốc gió, được chọn khoảng 4 m/s, độ đen e₁ = 0,83 cho thủy tinh thường.

Vậy: h_i = 8 (W/m² K) và h_e = 23 (W/m² K).

Giá trị q_i với kính lắp đơn được tính theo công thức (12):

Giá trị q_i với kính hai lớp được tính theo công thức (13)

Trong đó: là độ dẫn nhiệt giữa các lớp.

Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp a_e1 của lớp kính ngoài được tính theo công thức (14):

Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp a_e2 của lớp kính thứ hai được tính theo công thức (15):

Trong đó:

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;

a^l₁(l) = 1 - t₁(l) - r^l₁(l)

4.4.4. Độ xuyên bức xạ tử ngoại, t_uv

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 U_lDl 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):

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.

PHỤ LỤC A

(Quy định)

Bảng A1 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) và tích số D_lV(l)Dl

Bảng A.2 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) với tích số S_l (nm) với tích số S_lDl (Đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 1)

Bảng A.3 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) với tích số S_lDl (Đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 2)

Bảng A.4 – Tương quan giữa bước sóng l (nm) với tích số U_lDl