1、研究背景
建筑物的各种能耗中，外窗能耗占据了非常重要的地位。据测算，每年通过门窗流失的能量，占到建筑围护结构能耗的45%～50%，约占社会总能耗的10%。
外窗的遮阳性能是影响建筑外窗节能效果的一个重要指标。在建筑外窗的能耗中，遮阳能耗占有相当可观的比例。据统计，夏热冬暖地区夏季透过外窗的太阳辐射得热所消耗的空调能耗占建筑总空调能耗的30%～40%。因此遮阳性能成为评价外窗节能性能的重要指标。
近年来，随着建筑节能工作的深入开展，人们越来越意识到遮阳在建筑节能中的地位，外窗的遮阳性能成为了外围护结构遮阳评价的核心之一。住建部先后批准发布了多项重要的国家标准和行业标准，其中与建筑外窗遮阳要求有关的标准如下：
(1)《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)，除对严寒地区遮阳不作规定外，其它地区按不同的窗墙面积比对外窗的遮阳系数值进行了规定。
(2)《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 26-2010)中规定寒冷地区B区(2000≤HDD18<3800，100<CDD26≤200，包括北京、天津等)建筑的南向外窗(包括阳台的透明部分)宜设置水平遮阳或活动遮阳，东西向外窗宜设置活动遮阳(3)《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134-2010)中对外窗综合遮阳系数作了详细规定。
(4)《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 75-2012)中详细规定了南、北区外窗平均综合遮阳系数的具体设计规定，标准中规定居住建筑的东、西向外窗必须采取建筑外遮阳措施，建筑外遮阳系数不应大于0.8;居住建筑南、北向外窗应采取建筑外遮阳措施，建筑外遮阳系数不应大于0.9< p>
建筑外窗遮阳性能测试是目前建筑节能领域的热点和难点问题。在我国现行的建筑节能设计标准中，对遮阳系数的评价方法只有简单的计算方法和测试与计算相结合的方法。《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 75-2012)、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ 134-2010)和《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)提出了建筑外遮阳系数的简化计算方法。《建筑玻璃（词条“建筑玻璃”由行业大百科提供）可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》(GB/T 2680-94)参照采用国际标准ISO 9050-1990提出了建筑玻璃的遮阳系数计算方法，通过测试单片玻璃中心点的光谱数据，然后根据相应公式计算得到，并未考虑窗框和窗扇等影响，与实际相比误差比较大。《建筑门窗玻璃幕墙热工（词条“热工”由行业大百科提供）计算规程》(JGJ/T 151-2008)规定了玻璃、窗框及玻璃幕墙遮阳系数的计算标准，它通过软件模拟计算得到，根据测定的单片玻璃光谱数据进行计算玻璃部分的遮阳系数，不同的是该方法考虑了窗框遮阳系数的计算，理论上结果相对可靠。但是以上方法都是基于简化计算或软件模拟得到的结果，其合理性和有效性并没有得到验证。
因此，我们应加强对建筑门窗遮阳性能测试方法方面的研究，努力制定出适用于我国的准确可靠的、操作简单的测试方法和技术标准。
2、国内外研究现状
早在20世纪80年代，西方欧美等发达国家就开始投入大量人力物力研究建筑门窗遮阳系统热工性能测试，形成了一系列的有关太阳得热系数测试技术及设备。1997年美国劳伦斯伯克利国家实验室研究开发了一套建筑外窗现场实验测试装置，这套装置由两个并排的保温热流测试箱组成，能同时测试两套门窗在实际的室外条件下的性能。整个测试装置是可移动的，可以放置到任何地点，调整到任何朝向，可以直接测试太阳辐射得热和能够确定多种门窗及其遮阳组合的遮阳效果，测试装置见图1。
1999年墨西哥国家研究技术发展中心使用1000W卤钨灯代替了自然光作为光源，设计了一套实验装置，对不同类型的玻璃遮光隔热性能进行实验分析，得到了不同类型玻璃的遮阳系数，测试装置见图2。
2006年，瑞士联邦材料测试与研究实验室(EMPA)研发了一套测试外遮阳系统的测试设备，整个测试系统安置在环境中，采用自然光作为辐射光源，测试外遮阳系统的动态性能，装置见图3。
2011年，巴西研制了一套用于室外测试建筑门窗及遮阳制品太阳得热系数的装置，该热量箱有两个独立的得热测试系统：第一个系统用于测试实际尺寸的外窗、遮阳构件的得热系数，采用水冷却系统计量得热量;第二个系统用于较小面积样品的测试，采用标定法测量得热系数，设备见图4。
新加坡太阳能研究协会采用18KW金属（词条“金属”由行业大百科提供）卤素灯作为模拟光源，研制了一套用于测量建筑外窗太阳光的得热系数的热计量箱，测试系统见图5。热计量箱体是在试件传热系数测量箱体基础上改造的，包括计量箱和防护箱两部分。
日本国土交通省综合政策研究所建筑研究部仓山千春进行了大量关于开口部太阳光总透射比（词条“太阳光总透射比”由行业大百科提供）测量方法的研究，研发了带有太阳能模拟器的太阳得热系数测量装置，首次选用短弧氙灯作为模拟光源，测量箱体由恒温室和测量箱等组合而成，可以测试夏季和冬季条件下同一试验体的传热系数和太阳得热系数，整套测试装置见图6。
基于建筑门窗遮阳性能测试方法发展趋势，国内相关研究人员也进行了大量研究。2002年，华南理工大学的孟庆林等采用动态防护热箱法，对广州地区某居住建筑顶层房间西向外窗的热阻R和遮阳系数SC进行了现场测试。采用动态测量方法可以满足夏季室外热扰量剧烈变化，室内、外传递为非稳态传热情况下的测试需求，见图7。
2004年，深圳建科院田智华研制开发了动态可调式建筑遮阳（词条“建筑遮阳”由行业大百科提供）性能测试装置，在真实的外界环境条件下测试深圳地区南向外窗的遮阳性能。该测试系统由防护热箱、上下两个相同的测试箱体、温控系统以及测试系统组成，见图8。
2006年，天津大学与中国建筑科学研究院联合研发了一套跟踪太阳光的建筑遮阳测试系统，采用了标定热箱法和太阳跟踪系统进行了外窗的太阳得热系数的测试，见图 9。实验室房间提供了一个可控的热环境，并收集外来的太阳能，通过热交换装置和水循环系统来保持实验室房间的环境要求状态。
