表3-2 几种主要类型玻璃窗的传热系数[1] 窗户构造 3 mm单玻窗（中国数据） 3.2 mm 单玻，塑钢窗 3.2 mm 单玻，带保温的铝合金框 双玻铝塑窗，空气层12.7mm 双玻铝塑窗，空气层12.7mm，一层镀low-e膜，e=0.4 双玻铝塑窗，氩气层12.7mm，一层镀low-e膜，e=0.4 双玻铝塑窗，空气层12.7mm，一层镀low-e膜，e=0.1 注传热系数（W/m2℃） 5.8 5.14 6.12 3.0 2.7 窗户构造 双玻铝塑窗，氩气层12.7mm，一层镀low-e膜，e=0.1 三玻铝塑窗，空气层12.7mm 三玻塑钢窗，空气层12.7mm，两层镀low-e膜，e=0.1 三玻铝塑窗，氩气层12.7mm，两层镀low-e膜，e=0.1 四玻铝塑窗，氩气层12.7mm或氪气层6.4mm，两层镀膜，e=0.1 四玻窗，保温玻璃纤维塑框，氩气层12.7mm或氪气层6.4mm，两层镀膜，e=0.1 四玻不可开启窗，保温玻璃纤维塑框，氩气层12.7mm或氪气层6.4mm，两层镀膜，e=0.1 传热系数（W/m2℃） 2.22 2.25 1.76 1.61 1.54 2.55 1.23 2.41 1.05 [注] 1. 未注明玻璃厚度的均为3mm厚玻璃，导热系数为0.917 W/(m?K)；
2. 未注明不可开启的为可开启窗，含推拉和平开，尺寸为900×1500，日字框； 3. 不可开启窗尺寸为1200×1200，口字框。
图3-12 垂直双层和三层透光围护结构中央部位的传热系数[1]
注：普通玻璃发射率e=0.84，low-e膜发射率e=0.1
从图3-12可以看到，由于自然对流的出现对增加的导热热阻的抵消作用，玻璃间层的厚度在大
于13mm后对传热系数几乎没有什么影响，因此不应企图单纯依靠增加玻璃间层的厚度来增加热阻。
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窗框对整个玻璃窗的传热系数有着显著的影响，例如双玻塑钢窗，氩气层12.7mm，一层镀膜e=0.1，玻璃中央部位的传热系数只有1.53 W/m2℃，但整窗的传热系数却达到2.22 W/m2℃。如果采用没有保温的铝合金窗框，则整窗传热系数上升到3.7 W/m2℃，因为玻璃的边缘部分和窗框的传热系数比较大。
从表3-2和图3-12还可以看到，low-e膜或者low-e玻璃可以明显有效低降低透光外围护结构的传热系数，其原理在于low-e膜或low-e玻璃具有对长波辐射的低发射率和高反射率。尽管普通玻璃对长波辐射的透射率也很低，但对长波辐射的吸收率和发射率都比较高。在冬夜，普通玻璃一方面吸收了室内表面的的长波辐射热，另一方面又被室内空气加热使其具有较高的表面温度，因此会向室外低温环境以及低温天空以长波辐射的方式散热。如果玻璃窗有多层玻璃，那么内层玻璃被加热后会向外层玻璃以长波辐射的形式传热，而外层玻璃又会以长波辐射的形式向室外散热。而low-e膜或low-e玻璃由于具有对长波辐射的低发射率、低吸收率和高反射率，能够有效地把长波辐射反射回室内，降低玻璃的温升，同时其低长波发射率保证其对室外环境的长波辐射散热量也大大减小。即便是在炎热的夏季，low-e玻璃被室外空气和太阳辐射加热后向室内进行长波辐射的散热量也会显著减少。由于这种长波辐射的传热量可以折合到玻璃的总传热量中，长波辐射换热系数也可以折合在总传热系数中，这就是为什么low-e膜或者low-e玻璃可以有效地低降低玻璃窗的总传热系数的原因。
3.2.2.2 透过标准玻璃的太阳辐射得热SSG
阳光照射到玻璃或透光材料表面后，一部分被反射
图3-13 照射到窗玻璃上的太阳辐射
掉，全部不会成为房间的得热；一部分直接透过透光外
围护结构进入室内，全部成为房间得热量；还有一部分被玻璃或透光材料吸收，见图3-13。被玻璃或透光材料吸收的热量使玻璃或透光材料的温度升高，其中一部分将以对流和辐射的形式传入室内，而另一部分同样以对流和辐射的形式散到室外，不会成为房间的得热。
关于被玻璃或透光材料吸收后又传入室内的热量有两种计算的方法。一种方法是以室外空气综合温度的形式考虑到玻璃板壁的传热中，另一种办法是作为透过的太阳辐射中的一部分，计入太阳透射得热中。如果按后一种算法，透过玻璃窗的太阳辐射得热应包括透过的全部和吸收中的一部分。
透过单位面积玻璃或透光材料的太阳辐射得热量的计算方法为：
HGglass,??IDi?glass,Di?Idif?glass,dif W/m2
(3-35)
假定玻璃或透光材料吸热后同时向两侧空气放热，且两侧玻璃表面与空气的温差相等，则由于
玻璃吸收太阳辐射所造成的房间得热为：
HGglass,a?Rout(IDiaDi?Idifadif) W/m2
Rout?Rin (3-36)
其中
I ?? 太阳辐射照度，W/m2；
?glass ?? 玻璃或透光材料的透射率；
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a ?? 玻璃或透光材料的吸收率；
R ?? 玻璃或透光材料的表面换热热阻，m2℃/W； Di ?? 入射角为i的直射辐射； dif ?? 散射辐射； glass ?? 玻璃或透光材料。
下标
由于玻璃或透光材料的本身种类繁多，而且厚度不同，颜色也不同，所以通过同样大小玻璃或
透光材料的太阳得热量也不同。因此为了简化计算，常以某种类型和厚度的玻璃作为标准透光材料，取其在无遮挡条件下的太阳得热量作为标准太阳得热量，用符号SSG (Standard Solar heat Gain)来表示，单位为W/m2。当采用其他类型和厚度的玻璃或透光材料，或透光材料内外有某种遮阳设施时，只对标准玻璃的太阳得热量进行不同修正即可。
目前我国、美国和日本均采用3mm厚普通玻璃作为标准透光材料，英国以5mm厚普通玻璃作为标准透光材料。虽然各国都采用的是普通玻璃，但由于玻璃材质成分有所不同，故性能上有一定的出入。我国目前生产的普通玻璃含铁较多，断面呈墨绿色。法向入射时透射率为0.8，反射率为0.074，吸收率为0.126。而美国的普通玻璃法向入射时透射率为0.86，反射率为0.08，吸收率为0.06。
根据式(3-35)和(3-36)，可得出入射角为i时标准玻璃的太阳得热量SSG(W/m2)为：
SSG?(IDi?glass,Di?Idif?glass,dif)?
Rout(IDiaDi?Idifadif)Rout?Rin
(3-37)
?IDi(?Di?RoutRoutaDi)?Idif(?dif?adif)Rout?RinRout?Rin?IDigDi?Idifgdif?SSGDi?SSGdif式中g为标准太阳得热率，下标意义同式(3-35)和(3-36)。 3.2.2.3 遮阳设施对透过透光外围护结构太阳辐射得热的影响
为了有效遮挡太阳辐射，减少夏季空调负荷，采用遮阳设施是常用的手段。遮阳设施可安置在透光围护结构的外侧、内侧，也有安置在两层玻璃中间的。常见的外遮阳设施包括作为固定建筑构件的挑檐、遮阳板或其他形式的有遮阳作用的建筑构件，也有可调节的遮阳蓬、活动百页挑檐、外百页帘、外卷帘等。内遮阳设施一般采用窗帘和百页。两层玻璃中间的遮阳设施一般包括固定的和可调节的百页。
遮阳设施设置在透光外围护结构的内侧和外侧，对透光外围护结构的遮阳作用是不同的。尽管无论外遮阳还是内遮阳设施，都可以反射部分阳光，吸收部分阳光，透过部分阳光。但对于外遮阳设施来说，只有透过的部分阳光才会达到玻璃外表面，其中有部分透过玻璃进入室内形成冷负荷。被外遮阳设施吸收了的太阳辐射热，一般都会通过对流换热和长波辐射散到室外环境中而不会对室内造成任何影响。除非外卷帘全关闭，其所吸收太阳辐射热量会有一部分通过卷帘内表面的对流换热再通过玻璃窗传到室内。但这部分热量所占比例也是很小的。
尽管内遮阳设施同样可以反射掉部分太阳辐射，但向外反射的一部分又会被玻璃反射回来，使反射作用减弱。更重要的是内遮阳设施吸收的辐射热会慢慢在室内释放全部成为得热，只是对得热的峰值有所延迟和衰减而已，因此对太阳辐射得热的削减效果比外遮阳设施要差得多。
但外遮阳设施的缺点是比较容易损坏，容易污染而降低其反射能力，特别是可调百页更是不易
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清洗和维护。因此，把百页安置在两层玻璃之间是一种折衷的办法，例如双层皮幕墙（Double-skin facade, Double-skin curtain wall）中间常常安装有百页。两层玻璃中间安装的遮阳设施尽管消除了外遮阳设施的缺点，但由于遮阳设施吸热后升温会加热玻璃间层的空气，其中部分热量会向室内传导而降低了其隔热能力。目前解决此问题的方法之一是在玻璃间层采取通风措施，通过自然通风或者机械通风把玻璃间层里的热量排到室外，这样就可以保证两层玻璃中间安装的遮阳设施的遮阳隔热作用更接近于外遮阳设施。
遮阳设施的遮阳作用用遮阳系数Cn来描述。其物理意义是设置了遮阳设施后的透光外围护结构太阳辐射得热量与未设置遮阳设施时的太阳辐射得热量之比，包含了通过包括遮阳设施在内的整个外围护结构的透射部分和通过吸收散热进入室内的两部分热量之和。
玻璃或透光材料本身对太阳辐射也具有一定的遮挡作用，用遮挡系数Cs来表示。其定义是太阳辐射通过某种玻璃或透光材料的实际太阳得热量与通过厚度为3mm厚标准玻璃的太阳得热量SSG的比值，同样包含了通过玻璃或透光材料直接透射进入室内和被玻璃或透光材料吸收后又散到室内的两部分热量总和。不同种类的玻璃或透光材料具有不同的遮挡系数。
表3-3和表3-4分别给出不同种类玻璃和透光材料本身的遮挡系数Cs和一些常见内遮阳设施的遮阳系数Cn。
表3-3 窗玻璃的遮挡系数Cs 玻璃类型 标准玻璃 5mm厚普通玻璃 6mm厚普通玻璃 3mm厚吸热玻璃 5mm厚吸热玻璃 6mm厚吸热玻璃 双层3mm厚普通玻璃 Cs 1.00 0.93 0.89 0.96 0.88 0.83 0.86 玻璃类型 双层5mm厚普通玻璃 双层6mm厚普通玻璃 银色镀膜热反射玻璃 茶（棕）色镀膜热反射玻璃 蓝色镀膜热反射玻璃 单层low-e玻璃 Cs 0.78 0.74 0.26~0.37 0.26~0.58 0.38~0.56 0.46~0.77 双层3mm玻璃，一层贴low-e膜 0.66~0.76 表3-4 内遮阳设施的遮阳系数Cn（Shading Coefficient） 内遮阳类型 白布帘 浅蓝布帘 深黄、紫红、深绿布帘 活动百页
3.2.2.4 通过透光外围护结构的太阳辐射得热量
为求解通过透光外围护结构的实际太阳得热量，对标准玻璃的太阳得热量进行修正的方法包括玻璃或透光材料本身的遮挡系数Cs和遮阳设施的遮阳系数Cn。因此通过透光外围护结构的太阳辐射得热量HGwind，solar可表为：
颜色 浅色 中间色 深色 中间色 Cn 0.5 0.6 0.65 0.6 19
HGwind,sol?(SSGDiXs?SSGdif)CsCnXwindFwind
(3-38)
其中：
HGwind，sol ?? 通过透光外围护结构的太阳辐射得热量，W；
Xwind ?? 透光外围护结构有效面积系数（一般取单层木窗0.7，双层木窗0.6，单层钢窗0.85，
双层钢窗0.75）；
Fwind ?? 透光外围护结构面积，m2； Cn ?? 遮阳设施的遮阳系数；
Cs ?? 玻璃或其他透光外围护结构材料对太阳辐射的遮挡系数；
Xs ?? 阳光实际照射面积比，即透明外围护结构上的光斑面积与透光外围护结构面积之比，可外遮阳的作用往往可以反映在阳光实际照射面积比Xs上。由于挑檐、遮阳蓬或者部分打开的外
以通过几何方法计算求得。
百页、外卷帘等外遮阳设施并不会把吸收的辐射热又放到室内，所以它的作用本质上是减小透光外围护结构上的光斑面积，因此往往不用遮阳系数来表示，而用阳光实际照射面积比来Xs表示。 3.2.2.5 通过透光外围护结构的得热量 HGwind
综上所述，通过透光外围护结构的瞬态总得热量等于通过透光外围护结构的传热得热量与通过
透光外围护结构的太阳辐射得热量之和，即可通过以下公式来求得：
HGwind(?)?HGwind,cond(?)?HGwind,sol(?)?{Kwind[ta,out(?)?tin(?)]?[SSGDi(?)Xs?SSGdi(f?)]CsCnXgla}sFswind (3-39)
其中：
HGwind ?? 通过透光外围护结构的得热量，W/m2； HGwind,cond ?? 通过透光外围护结构的传热得热量，W/m2； HGwind,,sol ?? 通过透光外围护结构的太阳辐射得热量，W/m2。
通过透光外围护结构传热进入室内的部分热量有一部分是以玻璃表面的对流换热形式进入室内
的，另一部分是以长波辐射的形式进入室内的。或者说，Kwindow的室内侧换热系数只包含对流换热部分是不够的，还应该包含长波辐射部分，尽管这部分与其他室内表面状态有关，比较难确定。
通过透光外围护结构的太阳辐射得热量也分为两部分，一部分是直接透射进入室内，另一部分式(3-39)给出的得热也是一种在一定假定条件下通过透光围护结构进入到室内的显热量。实际则被玻璃吸收，然后再通过长波辐射和对流换热进入到室内。
上，与前面所述的通过非透光围护结构传热实际进入室内的热量与得热之间存在着差别相类似，上述方法求得的得热量与通过透光围护结构实际进入室内的热量之间是有差别的。其原因有： （1） 采用标准玻璃的太阳得热量SSG求得的HGwind,sol部分与实际情况存在偏差，偏差的原因有二。
其一，因为实际上室内外温度不同的情况居多，与前述的SSG定义中两侧玻璃表面与空气之间的温差相等的假定不一致。比如，当玻璃温度处于室内外空气温度之间时，即比一侧高，又比另一侧低，则玻璃只会向单侧对流散热，而不会向两侧对流散热。其二，玻璃吸收太阳辐射后，并不仅是通过对流换热散热，而且还会通过长波辐射来散热。
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