全文摘自《建设科技》第十期

许海凤，张喆民，王威，侯佳音

北京奥博泰科技有限公司 北京 100070

摘要：本文从“建筑光学”的角度出发，介绍了被动房透明部分用玻璃的性能中与太阳光相关的几个关键参数，主要为可见光透射比、太阳能总透射比、红外热能总透射比以及光热比。详细介绍了不同类型玻璃光热参数的差别，对于不同地区的被动房该如何选择这些参数，给出了合理的建议。

关键词：被动房，太阳光，可见光，太阳能总透射比，玻璃

关于被动房，相信大家已经不再陌生。今天，我们从“建筑光学”的角度，来聊聊被动房与太阳光的密切关系。

关于被动房的定义，让我们来看看专业的网站和专家是怎么解释的。(来源：中国被动房网www.passivehouse.org.cn)

 被动式房屋指采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构和室内环境，极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性，使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上，通过各种被动式建筑手段，如自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等来实现室内舒适的热湿环境和采光环境，最大限度降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖或完全取消这类设施。

被动房的设计指标、在中国的发展现状，本文不再赘述，大家可以在专业的网站找到相应的资料。

被动房的各项技术指标中，和太阳光相关的有哪些呢？从上述定义中，我们不难看出两个关键词“自然采光”和“太阳能辐射”。说到这里，读者自然能够想到这两个关键词一定是指透明部分来说的。透明部分就像建筑物的双眼，透过它，我们才能够从室内看到大自然的美好；也是透过它，阳光才可以走进室内，在严寒的冬日，感受阳光的温暖。

具体到被动房透明部分的技术指标中，有三个关键指标，分别为可见光透射比τ_v、太阳能总透射比g以及光热比LSG(也称“玻璃选择性系数S”)。下面我们深入来聊聊这几项技术指标。

1.可见光透射比τ_v

生活常识告诉我们，τ_v当然越大越好，一是人的视觉感观比较好，二是能够节约室内的照明能耗。但“越大越好”是一种理想的情况，但现实中，为了提高玻璃热阻、降低热导和减少红外热量的进入，不得不使用各种镀膜玻璃，多了一个膜层之后，玻璃可见光透射比τ_v会有所下降，但这也是不得已而为之，是比较纠结的一件事情。

举个例子来说，单片白玻的可见光透射比约为90％，镀低辐射膜之后，τ_v可能为80％或者70％或者更低。被动房玻璃通常采用三玻两腔的结构，三玻中的两片一般为低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃），此时，整体的τ_v可能会下降到60％或者50％甚至更低（当然也有极少的产品可达到70％）。

一般来说，低辐射镀膜玻璃分为高透型和低透遮阳型，高透型的τ_v比较高，低透遮阳型的τ_v相对较低。有的时候又想遮阳遮热，又想可见光高透，此时，也许三银Low-E能够满足您的需求。

对于建筑设计师和用户来说，按常理来看，会选择τ_v尽量高的玻璃。但玻璃有其固有的特性，不可以违背科学。例如有些项目要求超高的可见光透射比τ_v、超低的太阳能总透射比g、超低的传热系数K值。显然，玻璃企业费了九牛二虎之力，也难以达到要求。因此，在这里倡议用户朋友在提技术指标时，一定要根据行业的技术水平、结合实际量产的成熟产品，来提出合理的要求。下面表1和表2给出了典型被动房玻璃结构的可见光透射比τ_v，供大家参考。

表1 三玻两腔双Low-E中空玻璃可见光透射比τ_v

表2 真空复合中空玻璃可见光透射比τ_v

2.太阳能总透射比g和红外热能总透射比g_IR

接下来再来说说太阳能总透射比g和红外热能总透射比g_IR。

不同的地区的被动房，应根据气候特点，选择合理的太阳能总透射比g和g_IR。通过研究《民用建筑热工设计规范》（GB 50176）和《公共建筑节能设计标准》（GB 50189）等国家标准，结合玻璃主要热工参数，给出如下基本原则，供大家参考。

（1）严寒地区（例如哈尔滨）：主要考虑冬季保温，宜选择高g值和g_IR值的玻璃。

（2）寒冷地区（例如北京）：主要考虑冬季保温，部分地区和建筑部位兼顾夏季隔热，宜选择适中g值和g_IR值的玻璃。

（3）夏热冬冷地区（例如上海）：主要考虑夏季隔热，兼顾冬季保温，宜选择低g值和g_IR值的玻璃。

（4）夏热冬暖地区（例如广州）：北区可参考夏热冬冷地区，南区主要考虑夏季隔热，宜选择低g值和g_IR值的玻璃。

（5）温和地区（例如云南）：温和地带分为北区、中区和南区，可根据具体情况参考夏热冬冷和夏热冬暖地区。

根据如上原则，结合玻璃行业产品现状，表3给出了典型被动房用玻璃的g值、g_IR值及使用建议。

表3典型被动房用玻璃g值、g_IR值及使用建议

3.光热比LSG（选择性系数S）

如果你还处在“要光不要热”的矛盾中，光热比LSG这项技术指标会帮助你解决这个问题。光热比LSG为可见光透射比τ_v和太阳能总透射比g的比值，图1为各种玻璃的LSG-K的散点图。

图1 光热比LSG-K散点图

由图1可见，在线和离线单银Low-E光热比约在1.1～1.4，双银离线Low-E系列的光热比约1.4～2.0，三银Low-E系列的光热比基本在2.0以上。

光热比越高，代表了在相同的热量进入室内时，可见光透过越高；或者说，在可见光透过相同的情况下，进入到室内的热量越少。似乎有点拗口，通俗的理解，对光热比提出较高的要求，能够有效避免“不透热也不透光”或者“透热不透光”的现象发生。

总之，被动房与太阳光密不可分，较高的可见光透过率，有助于被动房室内照明能耗的降低。合理的太阳能总透射比和光热比的设计，再结合各种遮阳装置，有助于被动房在夏季和炎热地区，实现“透光不透热”，在严寒和寒冷地区冬季实现“透热又透光”，最大限度的降低空调等主动设施的能耗。

其实太阳光的作用还不止于此，利用屋顶分布式太阳能光伏发电系统，能够有效帮助被动房变为主动房，也叫产能房。主动房在满足建筑自身能耗的基础上，还可以输出电能，多余的电能可并入公共电网，将清洁能源太阳能在建筑上得以充分利用。这是未来建筑发展的方向。