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玻璃采光頂下的溫室效應(yīng)及解決方法

來(lái)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(xiàn)代化建筑中是普遍采用的,但采光頂下面的室內(nèi)溫度過(guò)高、熱輻射較強(qiáng)、光線刺激人眼睛等缺陷也越來(lái)越引起人們的關(guān)注,采光頂?shù)倪@種現(xiàn)象人們稱之為溫室效應(yīng)。玻璃具有溫室效應(yīng),特別是采光頂,其溫室效應(yīng)更加明顯。何謂溫室效應(yīng)?簡(jiǎn)單地說(shuō),在陽(yáng)光輻照下,太陽(yáng)能量透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)引起室內(nèi)溫度升高,特別是在夏季,且進(jìn)入室內(nèi)的熱量不易通過(guò)建筑物自然散發(fā),使得室內(nèi)的熱舒適性和光舒適性變差。

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  遮陽(yáng)通常有三種形式:1.玻璃遮陽(yáng);2.外遮陽(yáng);3.內(nèi)遮陽(yáng)。

  4.1 玻璃遮陽(yáng)

  采光頂玻璃通常采用夾層中空Low-e玻璃,其遮陽(yáng)系數(shù)一般均可滿足標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求,考慮到采光頂下面熱環(huán)境較差,設(shè)計(jì)時(shí)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(yáng)系數(shù)的同時(shí),其傳熱系數(shù)越低越好。

  采光頂下面的溫室效應(yīng)是由于大量太陽(yáng)能透過(guò)采光頂玻璃進(jìn)入室內(nèi)并積累,造成室內(nèi)溫度升高,因此人們很自然想到能否通過(guò)采光頂玻璃盡可能將室內(nèi)熱量通過(guò)玻璃傳到室外,以降低室內(nèi)溫度,減少溫室效應(yīng)。如果采用夾層玻璃而不是夾層中空玻璃構(gòu)建采光頂是否可行?仍以長(zhǎng)沙市為例,采用夾層玻璃,其傳熱系數(shù)為5.5—6.0W/m2K,太陽(yáng)能通過(guò)采光頂玻璃進(jìn)入室內(nèi)的能量最高每平米每秒為311焦耳,而熱量通過(guò)玻璃由室內(nèi)傳到室外,按室內(nèi)外10℃溫差計(jì)算,每平米每秒最多50—60焦耳,即通過(guò)玻璃每平米每秒進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)能量是通過(guò)玻璃每平米每秒傳出室外熱量的5倍左右。室內(nèi)不斷有熱量積累,室內(nèi)溫度不斷升高,即使采用傳熱系數(shù)非常高的夾層玻璃,單純靠散熱室內(nèi)溫度是不會(huì)降低的。當(dāng)室內(nèi)溫度超過(guò)一定程度,人們就要開(kāi)空調(diào),開(kāi)空調(diào)后室內(nèi)溫度就會(huì)低于室外,例如夏季,室外30℃,開(kāi)空調(diào)的房間室內(nèi)溫度22℃,室內(nèi)溫度就會(huì)低于室外溫度,環(huán)境熱量就會(huì)由室外傳向室內(nèi),此時(shí)玻璃傳熱系數(shù)越高,空調(diào)能耗越高,傳熱系數(shù)越低,空調(diào)能耗越低,因此,可以明確斷言:在任何地區(qū),任何季節(jié),玻璃的傳熱系數(shù)越低,越節(jié)能。

  4.2 外遮陽(yáng)

  4.3 內(nèi)遮陽(yáng)

  通常認(rèn)為外遮陽(yáng)對(duì)建筑節(jié)能有貢獻(xiàn),內(nèi)遮陽(yáng)由于位于室內(nèi),太陽(yáng)光已進(jìn)入室內(nèi)之后才照射在內(nèi)遮陽(yáng)系統(tǒng)上,因此認(rèn)為內(nèi)遮陽(yáng)對(duì)建筑節(jié)能無(wú)貢獻(xiàn)。事實(shí)上,室內(nèi)遮陽(yáng)對(duì)建筑節(jié)能是有貢獻(xiàn)的,特別是對(duì)降低室內(nèi)空氣綜合溫度,增強(qiáng)室內(nèi)熱、光環(huán)境舒適性作用顯著。下面簡(jiǎn)述室內(nèi)遮陽(yáng)對(duì)建筑節(jié)能的作用和與室內(nèi)空氣綜合溫度的關(guān)系。

  (1)降低遮陽(yáng)系數(shù)

  在室外可以看見(jiàn)室內(nèi)遮陽(yáng),說(shuō)明室內(nèi)遮陽(yáng)對(duì)可見(jiàn)光存在反射,且反射光已傳到室外,室外人們才能看見(jiàn)室內(nèi)遮陽(yáng),因此室內(nèi)遮陽(yáng)對(duì)降低遮陽(yáng)系數(shù)有關(guān)系。

  (2)降低傳熱

  在室內(nèi)遮陽(yáng)與玻璃之間存在一個(gè)空氣

層,該空氣層的溫度與室內(nèi)外溫度均不相同。該空氣層是動(dòng)態(tài)的、變化的,但是在定型方面卻不變。例如夏季,室外溫度設(shè)定為30℃,室內(nèi)溫度設(shè)定為22℃,與傳熱相關(guān)的溫差為8℃。但如果有室內(nèi)遮陽(yáng),遮陽(yáng)與玻璃之間空氣層的溫度一定位于22—30℃之間,在有太陽(yáng)光照射時(shí),其溫度會(huì)更高,甚至?xí)^(guò)30℃,與玻璃傳熱相關(guān)的溫差一定小于8℃,因此通過(guò)玻璃熱量由室外接入室內(nèi)的會(huì)減少,在太陽(yáng)光照射下,甚至?xí)霈F(xiàn)熱量由室內(nèi)向室外傳的情況,明顯降低建筑能耗

  (3)降低室內(nèi)空氣綜合溫度

   5 結(jié)束語(yǔ)

  綜上所述,采光頂下面的溫室效應(yīng)極為明顯,采用室內(nèi)空氣綜合溫度可準(zhǔn)確地表征其熱舒適性。單純采用玻璃遮陽(yáng)不足以改善采光頂下面室內(nèi)熱舒適性,同時(shí)采用外遮陽(yáng)或內(nèi)遮陽(yáng)可顯著降低室內(nèi)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(huì)專家組

工作單位:北京中新方建筑科技研究中心

技術(shù)職稱:教授級(jí)高級(jí)工程師,工學(xué)博士

專業(yè):1.建筑幕墻設(shè)計(jì)與計(jì)算。 2.建筑幕墻應(yīng)用技術(shù)咨詢;《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113主編。

專長(zhǎng):建筑玻璃應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)、建筑物理、建筑節(jié)能、建筑幕墻、門窗等專業(yè)的設(shè)計(jì)與研究。

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