设计常规性能外,采光顶在节能技术方面也逐渐受到业内技术人员的关注。
2 采光顶的热平衡方程
建筑采光顶作为建筑围护结构的一部分,通过其传递的热量主要有温差驱动的传热量、太阳辐射得热量和空气渗透得失热量。温差驱动的热热量大小和建筑采光顶的传热系数大小有很大的关系,太阳辐射得热量大小和太阳得热系数SHGC有关,空气渗透得失热量取决于室内外风速、温度引起的压力变化和采光顶的缝隙大小。
3 采光顶传热特性分析
和其它的建筑透明围护结构相比,采光顶的垂直角度一般大于10度,由于其受力损坏后的直接危害相当大,所以当前采光顶玻璃通常用中空上层半钢化夹层玻璃的组合形式,下面以中空上层半钢化夹层玻璃为例进行热特性分析。
3.1 采光顶的传热
简化处理,中空上层半钢化夹层玻璃的采光顶可以当作多层玻璃+封闭空气间层的组合体系,其传热如下图所示。
3.2 采光顶传热阻
4 采光顶的节能优化
建筑采光顶可从传热系数、构造、遮阳、通风等方面进行节能优化。
4.1 采光顶传热系数
采光顶传热系数的大小直接影响建筑物的整体节能效果,只有将采光顶的传热系数局降低,才能降低建筑的能耗。传热系数的降低主要有降低玻璃传热系数、增强框材隔热性能等方面入手。
4.2 采光顶的构造形式
适当减少采光顶的采光面积、增加穹顶型采光覆盖等是构造方面的节能措施。水平屋顶接受的日太阳辐射是西墙接受辐射量的2倍,通过减少采光顶面积,可以起到明显的节能效果。此外穹隆型玻璃采光屋面可以形成“蓄热仓”,也可以起到节能的作用。
4.3 采光顶的遮阳
建筑采光顶的遮阳常分为内遮阳和外遮阳两种方式。
内遮阳常用遮阳帘或遮阳百叶,考虑采光顶人工调节的局限,可以采用电动控制方式。外遮阳常用可调节外百页遮阳,综合考虑节能和采光效果,可以将百页的页片倾斜角度作不同的调整。
4.4 采光顶的通风
考虑采光顶的特殊位置,可以结合被动节能技术中的通风技术来使用。可开启的采光顶设计成出风口,而在地面设置进风口,从而可以形成 “烟囱效应”,实现建筑的被动节能。
4.5 其它
利用水的气化潜热,可以将采光顶设置为蓄水屋顶或单坡型流水结构,这样即可大大降低建筑能耗。
参考文献:
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[2]朱颖心,彦启森. 建筑环境学[M].北京.中国建筑工业出版社,2005.
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