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    玻璃采光頂下的溫室效應及解決方法

    來源:北京中新方建筑科技研究中心  作者:劉忠偉  日期:2015-4-15
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      玻璃采光頂在現代化建筑中是普遍采用的,但采光頂下面的室內溫度過高、熱輻射較強、光線刺激人眼睛等缺陷也越來越引起人們的關注,采光頂的這種現象人們稱之為溫室效應。玻璃具有溫室效應,特別是采光頂,其溫室效應更加明顯。何謂溫室效應?簡單地說,在陽光輻照下,太陽能量透過玻璃進入室內引起室內溫度升高,特別是在夏季,且進入室內的熱量不易通過建筑物自然散發,使得室內的熱舒適性和光舒適性變差。

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      遮陽通常有三種形式:1.玻璃遮陽;2.外遮陽;3.內遮陽。

      4.1 玻璃遮陽

      采光頂玻璃通常采用夾層中空Low-e玻璃,其遮陽系數一般均可滿足標準、規范要求,考慮到采光頂下面熱環境較差,設計時采光頂下面的制冷功率均較高,制冷能耗也較大,因此在降低玻璃遮陽系數的同時,其傳熱系數越低越好。

      采光頂下面的溫室效應是由于大量太陽能透過采光頂玻璃進入室內并積累,造成室內溫度升高,因此人們很自然想到能否通過采光頂玻璃盡可能將室內熱量通過玻璃傳到室外,以降低室內溫度,減少溫室效應。如果采用夾層玻璃而不是夾層中空玻璃構建采光頂是否可行?仍以長沙市為例,采用夾層玻璃,其傳熱系數為5.5—6.0W/m2K,太陽能通過采光頂玻璃進入室內的能量最高每平米每秒為311焦耳,而熱量通過玻璃由室內傳到室外,按室內外10℃溫差計算,每平米每秒最多50—60焦耳,即通過玻璃每平米每秒進入室內的太陽能量是通過玻璃每平米每秒傳出室外熱量的5倍左右。室內不斷有熱量積累,室內溫度不斷升高,即使采用傳熱系數非常高的夾層玻璃,單純靠散熱室內溫度是不會降低的。當室內溫度超過一定程度,人們就要開空調,開空調后室內溫度就會低于室外,例如夏季,室外30℃,開空調的房間室內溫度22℃,室內溫度就會低于室外溫度,環境熱量就會由室外傳向室內,此時玻璃傳熱系數越高,空調能耗越高,傳熱系數越低,空調能耗越低,因此,可以明確斷言:在任何地區,任何季節,玻璃的傳熱系數越低,越節能。

      4.2 外遮陽

      4.3 內遮陽

      通常認為外遮陽對建筑節能有貢獻,內遮陽由于位于室內,太陽光已進入室內之后才照射在內遮陽系統上,因此認為內遮陽對建筑節能無貢獻。事實上,室內遮陽對建筑節能是有貢獻的,特別是對降低室內空氣綜合溫度,增強室內熱、光環境舒適性作用顯著。下面簡述室內遮陽對建筑節能的作用和與室內空氣綜合溫度的關系。

      (1)降低遮陽系數

      在室外可以看見室內遮陽,說明室內遮陽對可見光存在反射,且反射光已傳到室外,室外人們才能看見室內遮陽,因此室內遮陽對降低遮陽系數有關系。

      (2)降低傳熱

      在室內遮陽與玻璃之間存在一個空氣

    層,該空氣層的溫度與室內外溫度均不相同。該空氣層是動態的、變化的,但是在定型方面卻不變。例如夏季,室外溫度設定為30℃,室內溫度設定為22℃,與傳熱相關的溫差為8℃。但如果有室內遮陽,遮陽與玻璃之間空氣層的溫度一定位于22—30℃之間,在有太陽光照射時,其溫度會更高,甚至會超過30℃,與玻璃傳熱相關的溫差一定小于8℃,因此通過玻璃熱量由室外接入室內的會減少,在太陽光照射下,甚至會出現熱量由室內向室外傳的情況,明顯降低建筑能耗

      (3)降低室內空氣綜合溫度

       5 結束語

      綜上所述,采光頂下面的溫室效應極為明顯,采用室內空氣綜合溫度可準確地表征其熱舒適性。單純采用玻璃遮陽不足以改善采光頂下面室內熱舒適性,同時采用外遮陽或內遮陽可顯著降低室內空氣綜合溫度,采光頂下面熱舒適性可以滿足人們的需要。

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    專家介紹

     劉忠偉

    鋁門窗幕墻委員會專家組

    工作單位:北京中新方建筑科技研究中心

    技術職稱:教授級高級工程師,工學博士

    專業:1.建筑幕墻設計與計算。 2.建筑幕墻應用技術咨詢;《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113主編。

    專長:建筑玻璃應用科學與技術、建筑物理、建筑節能、建筑幕墻、門窗等專業的設計與研究。

    原文地址:http://www.52mqw.com/info/2015-4-15/39022-1.htm
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