在建筑节能领域,玻璃窗的热工性能直接影响建筑能耗与室内舒适度。日本工业标准JIS R 3106作为国际公认的测试规范,为评估节能玻璃窗的U值(热传导率)和日射热取得率(SHGC)提供了科学依据。本文将深入解析该标准的核心测试方法及其实际应用价值。
一、JIS R 3106标准概述
JIS R 3106《建筑用平板玻璃的热透射率及日照热取得率的试验方法》规定了通过实验室测量确定玻璃系统热工性能的标准化流程。其测试结果可直观反映玻璃产品在夏季隔热与冬季保温方面的效能,是建筑节能设计的关键参考数据。
二、U值测试原理与方法
1. 定义解析
U值表示单位时间内通过单位面积玻璃的热量,单位为W/(m²·K)。数值越低,隔热性能越优。JIS R 3106采用防护热板法,在模拟冬季工况(室内外温差20℃)下测量:
- 测试环境:维持冷侧温度-20℃,热侧0℃
- 数据采集:通过热电偶矩阵记录稳定状态下的温度梯度
- 计算模型:基于傅里叶定律推导传热系数
2. 影响因素
中空层气体类型(氩气U值比空气低15%)、Low-E膜层数(双银Low-E玻璃U值可达1.1以下)、间隔条材质(暖边间隔条可降低边缘热桥效应)均会显著影响测试结果。
三、日射热取得率测试要点
1. 标准条件设定
依据JIS R 3106第5.2条,测试需模拟太阳辐射强度783W/m²(AM1.5光谱),涵盖300-2500nm波长范围。分光光度计需定期用NIST标准片校准,确保透射率测量误差≤1%。
2. 关键计算式
SHGC = 直接透射率 + 二次传热系数
其中二次传热指玻璃吸收辐射后向室内的对流/辐射传热。例如某三玻两腔产品实测可见光透射率68%时,SHGC可控制在0.35以下。
四、实测数据对比分析
以6mm单玻为基准(U=5.8,SHGC=0.87),测试数据显示:
- 6mm+12A+6mm中空玻璃:U值2.8,SHGC 0.75
- 6mm单银Low-E+12Ar+6mm:U值1.6,SHGC 0.50
- 双银Low-E三玻两腔产品:U值0.9,SHGC 0.32
五、工程应用建议
1. 气候适应性选择
- 寒冷地区:优先低U值(≤1.2)配置
- 夏热冬暖地区:侧重低SHGC(≤0.4)设计
2. 认证注意事项
送检样品需包含实际使用的间隔条、密封胶等辅材,JIS认证要求同一型号产品年产量≥5000㎡方可申请型式检验。
六、技术发展趋势
2023年修订版JIS R 3106新增动态工况测试附录,要求评估玻璃在瞬态热环境下的响应特性。同时,光伏一体化玻璃等新型产品需补充光电转换效率测试模块。
结语:
通过JIS R 3106标准化的测试流程,建筑师可准确比较不同玻璃系统的节能性能。随着测试方法持续完善,该标准将为全球建筑碳中和目标提供更精准的技术支撑。建议生产企业定期参与JIS循环比对测试,确保实验室数据与现场安装性能的一致性。