СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКОННОГО СТЕКЛА





 

Как уже отмечалось, основной функцией светопрозрачных конструкций является освещение помещений естественным светом.

Оптическим излучением или светом называют электромагнитные волны (электро­магнитное излучение), длины которых в вакууме лежат в диапазоне от 10 нм до 1мм. К оптическому излучению относятся видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излу­чения.

Инфракрасным излучением (ИК) (тепловое излучение) называется электромагнит­ное излучение, испускаемое нагретыми телами, длины волн которого в вакууме лежат в пределах от 1 мм до 770 нм (1нм=10-9 м).

Видимым излучением или видимым светом называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме от 770 до 380 нм, которое способно непосредственно вызы­вать зрительное ощущение в человеческом глазе.

Ультрафиолетовым излучением (УФ) называется электромагнитное излучение с длинами волн в вакууме от 380 до 10 нм. В области от 10 до 200 нм УФ излучение сильно поглощается.

От всего солнечного излучения интенсивность УФ составляет порядка 9%. При этом в ультрафиолетовом спектре можно условно выделить три области, оказывающие позитивное влияние на деятельность человека.

1.В области 200 - 280 нм УФ излучение применяется для стерилизации помещений.

При этом уничтожаются болезнетворные для человека микробы.

2. В области 280-315 нм ультрафиолет оказывает тонизирующее действие и спо­собствует развитию фосфорно-кальциевого обмена. УФ излучение в этом спектре применяют для лечения больных рахитом.

3.В области 315 -400 нм УФ находит разнообразное техническое применение.

Следует, однако, помнить о специфическом биологическом действии УФ, выра­жающемся в химических изменениях в поглощающих его молекулах живых клеток, что приводит к разрушению ДНК, нарушению деления и гибели клеток. Поэтому благо­творное действие на человека и животных УФ оказывает лишь в малых дозах. Кроме того, избыточное ультрафиолетовое излучение приводит к обесцвечиванию мебели, ковровых покрытий, картин и др.

Основной физической характеристикой строительного остекления, определяющей его светотехнические качества в области видимого спектра и УФ, являетсякоэффици­ент светопропускания - τ.

Коэффициент светопропускания τ применяется для расчета так называемого ко­эффициента естественной освещенности е (к.е.о), являющегося величиной, нормируемой санитарно-гигиеническими требованиями для помещений различного назначе­ния в соответствии со СНиП 11-4-79 «Естественное и искусственное освещение». При этом, помимо коэффициента светопропускання, учитываются такие факторы, как гео­метрические размеры помещения, количество, размеры и площадь светопроемов, зате­нение противостоящими зданиями, отражение света от внутренних поверхностей по­мещения и прилегающей территории и др. В целом методика расчета к.е.о является достаточно сложной и подробно изложена в [12]. Однако, в большинстве случаев при проектировании светопрозрачных конструкций, общая площадь которых составляет не менее 1/6 - 1/8 от площади пола помещения, не возникает необходимости прибегать к сложным и трудоемким расчетам. Очевидным при этом остается только желание по­лучить максимально возможное τ остекления без нанесения видимого ущерба его тепло- и звукоизоляционным качествам.

Коэффициент светопропускания стеклопакета, состоящего из n слоев стекла, опре­деляется по формуле

При проектировании светотехнических характеристик остекления необходимо рас­сматривать его работу в различных участках спектра.

В естественном природном теплообмене каждое тело излучает тепловую энергию. При этом длина волны излучения зависит от температуры тела. Стекло, установленное в ограждающей конструкции здания, прежде всего подвергается воздействию теплово­го излучения, идущего от Солнца и Земли.

Температура поверхности Солнца составляет около 6000 К. Его тепловое излучение приходится на диапазон длин волн от 300 до 2500 нм. Сосредоточенная в этом диапа­зоне тепловая энергия может быть распределена по длинам волн в соответствии с табл.2.2.


Таблица.2.3

Распределение тепловой энергии Солнца по спектру излучения

Спектр излучения Длина волны, им Тепловая энер­гия, %
Ультрафиолет - УФ <380
Видимый спектр 380-760
Инфракрасное излучение -ИК 760-2500

Температура поверхности внутри здания близка к абсолютной температуре по­верхности Земли (для данного климатического района) и составляет в среднем 293К (20°С). При этом максимум теплового излучения находится в диапазоне от 1600 до 2000 нм. Спектры теплового излучения Солнца и внутренних поверхностей помещения (условно - Земли) показаны на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Спектры теплового излучения Солнца и Земли - внутренних поверхностей помещения

В области комнатных температур в зимнее время часть тепловой энергии, падаю­щей на стекло от внутренних поверхностей помещения, проникает сквозь него, часть тепловой энергии отражается от поверхности стекла, и часть поглощается стеклом. Часть тепловой энергии, поглощенная стеклом, переносится путем конвекции наружу и внутрь помещения, как показано на рис.2.7.

Рис. 2.7. Теплопередача излучением через стеклопакет

Способность стекла отражать направленное на него длинноволновое ИК излучение (в области комнатных температур), характеризуется его излучательной способностью ε . Чем меньше ε , тем больше тепловой энергии отразится от стекла обратно в помеще­ние. Под излучательной способностью ε понимают отношение мощности излучения поверхности к мощности излучения так называемой абсолютно черной поверхности (или абсолютно черного тела — АЧТ).*

В связи со сложностью процессов теплообмена через прозрачные материалы нельзя говорить о прямой зависимости коэффициента теплопередачи от излучательной спо­собности стекла. Так, для обычного оконного стекла с излучательной способностью ε, приблизительно равной 0.84, и стекла с низкоэмиссионным покрытием (см. раздел 2.1), имеющего ε порядка 0.1, значение коэффициента теплопередачи отличается почти в два раза.

В зависимости от типа покрытия излучательная способность составляет: ε =0.16 -0.2 для стекол с покрытием типаOn-line и ε =0.04 - 0.12 для стекол с покрытиями типа Off-line. Внешний вид таких стекол практически не отличается от обычных, хотя вели­чина коэффициента светопропускания низкомиссионных стекол несколько ниже по сравнению с обычными (табл.2.4).* *

Таблица 2.4.

Тепловые и оптические характеристики стекол.

На рис. 2.8 показана спектральная характеристика обычного оконного стекла и стекла с низкоэмиссионным покрытием. Низкоэмиссионное стекло достаточно хорошо пропускает видимый свет и почти полностью отражает тепловую энергию в ИК диапа­зоне с длиной волны более 760 нм.

* - ε - излучательно-поглощательная способность тела, называемая также степенью черноты, определяется как отношение энергий излучения серого (Е ) и абсолютно черного тел (Е0 ) - ε =Е/Ео<1. Под абсолютно черным телом (АЧТ) понимается такое условное тело, которое полностью поглощает все падающее на него излучение. Для АЧТ ε =1, т.е. энергия излучения, АЧТ составляет 100% по отношению ко всем другим телам, являющимся менее мощными излучателями и называемым иначе серыми телами. Все строительные материалы, в том числе и стекла, относятся к серым телам

* -Способность стекол пропускать излучение на различных участках спектра характеризуется их ин­тегральными коэффициентами поглощения - α , пропускания -τ и отражения -ρ. Критерием классификации солнцезащитных стекол является коэффициент селективности S.

S = α/ρ (2.3.2)

При S > 1 стекло считается теплопоглощающим, при S < 1 - теплоотражающим.

Рис. 2.8. Спектральная характеристика пропускания различных стекол: 1 - обычное оконное стекло, 2 - стекло с низкоэмиссионным покрытием





Читайте также:
Социальное обеспечение и социальная защита в РФ: Понятие социального обеспечения тесно увязывается с понятием ...
Методика расчета пожарной нагрузки: При проектировании любого помещения очень важно...
Расчет длины развертки детали: Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на...
Своеобразие родной литературы: Толстой Л.Н. «Два товарища». Приёмы создания характеров и ситуаций...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.012 с.