Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7737:2007 về Kính xây dựng - Phương pháp xác định độ xuyên quang, độ phản quang

• Số hiệu: TCVN7737:2007
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2007

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

...

...

...

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:

D₆₅

- Nguồn sáng chuẩn D₆₅ (standard illuminant D₆₅);

UV

- Bức xạ tử ngoại (ultraviolet radiation);

...

...

...

- Độ xuyên bức xạ tử ngoại (ultraviolet transmittance);

t(l)

- Phổ xuyên quang (spectral transmittance);

r(l)

- Phổ phản quang (spectral reflectance);

t_V

- Độ xuyên quang (light transmittance);

r_V

- Độ phản quang (light reflectance);

...

...

...

- Độ xuyên bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct transmittance);

r_e

- 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);

D_l

- 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);

...

...

...

- Độ hấp thụ bức xạ mặt trời trực tiếp (solar direct absorbtance);

F_e

- Nguồn năng lượng bức xạ mặt trời (incident solar radiant flux);

q_i

- 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);

S_l

- Công suất quang phổ nguồn bức xạ mặt trời tại bước sóng l (relative spectral distribution of solar radiation);

...

...

...

- Hệ số truyền nhiệt của thủy tinh theo hướng ra ngoài (heat transfer coefficients of the glazing towards the outside);

h_i

- Hệ số truyền nhiệt của thủy tinh theo hướng vào trong (heat transfer coefficients of the glazing towards the inside);

e_l

- Độ đen (hemispherical emissivity);

l

- Bước sóng (wavelength);

Dl

- Hiệu số bước sóng của hai lần đo liền kề (wavelength interval);

...

...

...

- 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).

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)

...

...

...

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

...

...

...

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

...

...

...

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):

t_V

(1)

Trong đó:

D_l

Là công suất quang phổ nguồn sáng chuẩn D₆₅ tại bước sóng l (xem Bảng A.1);

...

...

...

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)

...

...

...

 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:

...

...

...

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.

...

...

...

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

(4)

Trong đó:

r(l)

Là phổ phản quang của kính, đo được tại bước sóng l;

D_l

Là công suất quang phổ nguồn sáng chuẩn D₆₅ tại bước sóng l (Xem Bảng A.1);

V(l)

...

...

...

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;

r₁^l(l) là phổ phản quang của tấm thứ nhất, đo ngược hướng bức xạ tới.

...

...

...

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)+

t₁^2(l)r₂(l)[1 - r^l₂(l)r₃(l)] + t^2₁(l)t^2₂(l)r₃(l)

(6)

[1 - r^l₁(l)r₂(l)] x [1 - r^l₂(l)r₃(l)] - t^2₂(l)r^l₁(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;

...

...

...

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 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):

t_e + r_e + a_e = 1

(8)

Kích thước tính bằng milimét

Hình 1 – Thí dụ về phân chia bức xạ tới

...

...

...

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:

a_e = q_i + q_o

(9)

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):

(10)

...

...

...

S_l

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. = 40 tại Bảng A.2 trong trường hợp đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 1; và  = 50 tại Bảng A.3 trong trường hợp đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 2.

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:

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;

S_l

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. = 40 tại Bảng A.2 trong trường hợp đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 1; và  = 50 tại Bảng A.3 trong trường hợp đối với hệ số trọng lượng không khí tầng 2.

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

Điều kiện giới hạn trong việc tính q_i.

...

...

...

Vậy: h_i = 8 (W/m^2 K) và h_e = 23 (W/m^2 K).

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

q_i = a_e x

(12)

Giá trị q_i 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 a_e1 của lớp kính ngoài được tính theo công thức (14):

...

...

...

(14)

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

(15)

Trong đó:

S_l

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;

...

...

...

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

...

...

...

D_lV(l)Dl

l
nm

D_lV(l)Dl

380

0,0000

580

7,8994

390

0,0005

...

...

...

6,3306

400

0,0030

600

5,3542

410

0,0103

610

4,2491

...

...

...

0,0352

620

3,1502

430

0,0948

630

2,0812

440

0,2274

...

...

...

1,3810

450

0,4192

650

0,8070

460

0,6663

660

0,4612

...

...

...

0,9850

670

0,2485

480

1,5189

680

0,1255

490

2,1336

...

...

...

0,0536

500

3,3491

700

0,0276

510

5,1393

710

0,0146

...

...

...

7,0523

720

0,0057

530

8,7990

730

0,0035

540

9,4427

...

...

...

0,0021

550

9,8077

750

0,0008

560

9,4308

760

0,0001

...

...

...

8,6891

770

0,0000

780

0,0000

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)

l
nm

...

...

...

l
nm

S_lDl

300

0,005

700

0,046

340

0,024

740

...

...

...

380

0,032

780

0,037

420

0,050

900

0,139

460

...

...

...

1100

0,097

500

0,063

1300

0,058

540

0,058

1500

...

...

...

580

0,054

1700

0,026

620

0,055

1900

0,018

660

...

...

...

2500

0,044

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)

l
nm

S_lDl

l
nm

S_lDl

350

0,0128

...

...

...

0,0247

400

0,0353

1300

0,0185

450

0,0665

1350

0,0026

...

...

...

0,0813

1400

0,0001

550

0,0802

1450

0,0016

600

0,0788

...

...

...

0,0103

650

0,0791

1550

0,0148

700

0,0694

1600

0,0136

...

...

...

0,0595

1650

0,0118

800

0,0566

1700

0,0089

850

0,0564

...

...

...

0,0051

900

0,0303

1800

0,0003

950

0,0291

1850

0,0000

...

...

...

0,0426

1900

0,0000

1050

0,0377

1950

0,0013

1100

0,0199

...

...

...

0,0013

1150

0,0145

2050

0,0038

1200

0,0256

2100

0,0058

...

...

...

l
nm

U_lDl

l
nm

U_lDl

282,5

0,00000

332,5

0,07062

287,5

...

...

...

337,5

0,07258

292,5

0,00000

342,5

0,07454

297,5

0,00082

347,5

...

...

...

302,5

0,00461

352,5

0,07700

307,5

0,01373

357,5

0,07896

312,5

...

...

...

362,5

0,08043

317,5

0,04120

367,5

0,08337

322,5

0,05591

372,5

...

...

...

327,5

0,06572

377,5

0,09073