屋頂建筑節能的論文

　　1屋頂建筑節能的采光與通風(fēng)

　　1.1屋頂的自然采光

　　太陽(yáng)光是安全的、潔凈的可再生能源，建筑若充分利用白天的自然光進(jìn)行采光可以非常有效的達到建筑節能的目的。建筑充足良好的采光不僅可以給人們的生活提供舒適的環(huán)境，而且對的人心理積極向上的發(fā)展也起到很大的作用。屋頂，作為建筑五大立面之一，在采光方面有以下優(yōu)點(diǎn)：一是因立面門(mén)窗的采光高度較低容易造成眩光，而從屋頂漫射進(jìn)來(lái)的自然光就不會(huì )發(fā)生這種現象；二是當建筑屋頂的采光面積與立面門(mén)、窗的采光面積相同時(shí)，屋頂提供的照度是立面所提供的5-10倍；三是對于大進(jìn)深建筑的中心功能區域或四周?chē)�合的中庭，當立面采光無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)，可以利用屋頂采光來(lái)彌補其不足。屋頂采光的方式有：矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗�，F代的新技術(shù)還有采光頂。

　　1.2屋頂的自然通風(fēng)

　　建筑通風(fēng)是指將新鮮的空氣導入人們活動(dòng)的空間，以提供呼吸的新鮮空氣，調節室內的濕度，減少室內的污染物等。通風(fēng)屋頂還可以阻隔熱量進(jìn)入室內，利用屋頂設置的空氣夾層的外層抵擋太陽(yáng)輻射，熱量經(jīng)過(guò)兩次傳遞到達內表面，減少傳入室內的熱量，同時(shí)利用風(fēng)壓與熱壓形成的自然通風(fēng)帶走夾層中的熱量，降低室外熱環(huán)境對建筑室內熱環(huán)境的影響。

　　2屋頂隔熱與冷卻

　　在夏季，屋頂的太陽(yáng)輻射很強烈。熱通過(guò)輻射、對流和傳導的形式進(jìn)行傳導，所謂隔熱就是阻止由輻射對流和傳導產(chǎn)生的傳遞。從這個(gè)意義上講，降低屋頂外表面的太陽(yáng)輻射吸收率和減少輻射率，也屬于隔熱�？諝鈱α鳎何菝嫔�熱量的大小與其表面對流強度有直接的關(guān)系，材料的光滑和凸凹程度的大小也會(huì )影響屋面的冷卻效果。太陽(yáng)能輻射：物體表面散熱量的大小與其表面溫度的4次方成正比，與物體表面的輻射率也有較大的關(guān)系。對于長(cháng)波長(cháng)來(lái)說(shuō)，與表面顏色無(wú)關(guān)，粗糙面的輻射率大，接近于1，二鋁箔那樣的光滑面則很小。對于太陽(yáng)輻射（短波長(cháng)）來(lái)說(shuō)，白色的無(wú)光澤涂料容易反射太陽(yáng)輻射，但是長(cháng)波長(cháng)則完全吸收。所以如何增加對太陽(yáng)輻射的反射、減少對太陽(yáng)輻射的吸收，對建筑節能也有影響。蒸發(fā)潛熱：水從液態(tài)變成氣態(tài)的水蒸氣時(shí)，吸收四周的熱量達到散熱的目的。在不改變屋頂結構的前提下，可以利用屋頂灑水、屋頂蓄水以及在屋頂種植綠色植被來(lái)降低屋頂表面的溫度，進(jìn)而改善室內環(huán)境溫度。屋頂灑水是在太陽(yáng)光照射最為強烈的時(shí)候對屋頂進(jìn)行灑水可以達到降低溫度的效果，而且這種間歇式的降溫方式是比較快速、有效的。流水的屋面顏色宜為白色，既能反射陽(yáng)光，又不妨礙輻射冷卻。屋頂蓄水是指在建筑屋頂設置水箱或水池。這樣的設施可以收集雨水也可以人工蓄水，利用水（水的比熱容比較大）蒸發(fā)吸收熱量可以降低環(huán)境的溫度，達到降溫的效果。水在白天吸收太陽(yáng)輻射熱，夜晚是放出白天吸收的熱量，調節周?chē)鸁岘h(huán)境，提供舒適的生活溫度和濕度。屋頂綠化是在建筑物頂部及其他一些特殊空間，設置具有觀(guān)賞性的綠色景觀(guān)節點(diǎn)。利用植物本身的蒸騰作用和土壤中水分蒸發(fā)帶走熱量，降低環(huán)境溫度，使室內變得涼爽。在屋頂上種植綠色植被不僅可以增加建筑本身的美觀(guān)性，而且樹(shù)葉也可以遮擋太陽(yáng)輻射。屋頂的材料采用保水性高的材料也可以達到調節環(huán)境溫度的目的。

　　3屋頂建筑節能的集熱與保溫

　　3.1屋頂的坡度與集熱

　　到達屋頂的太陽(yáng)輻射量與太陽(yáng)入射角、屋頂坡度都有極大的關(guān)系。所以，屋面在采用集熱管集熱時(shí)，必須注意集熱管的安裝角度。朝南時(shí)受熱量會(huì )很大，然而在東西兩面也能夠有相當量的受熱，所以東西兩面也有利用的價(jià)值。當受熱面朝東或朝西是需要調整其角度。最簡(jiǎn)單的集熱的方法就是將屋頂朝南面的表面用深色的材料，由此來(lái)吸收部分熱量。還可在屋頂安裝太陽(yáng)能集熱管、太陽(yáng)能集熱板等。用朝南的大開(kāi)口部位的直接獲熱得到的熱，得到了有效的利用，而且通過(guò)設置附屬溫室還可以減少開(kāi)口部位的熱損失，通過(guò)直接獲得熱的方式進(jìn)行蓄熱。

　　3.2屋頂的保溫

　　保溫有兩種方式：一是在提供集中供暖的前提下，改善屋頂結構形式，減少屋頂、墻體等熱量的損失來(lái)達到保溫要求；二是通過(guò)在建筑空間中添加供熱設備使室內溫度達到舒適的要求。保溫不只是通過(guò)隔熱來(lái)實(shí)現，也不是只依靠供熱來(lái)保持溫度，而要這兩種方式相互結合、補充才能保持舒適的熱環(huán)境。減少建筑屋頂熱量損失最主要的方法是增加屋頂的總傳熱系數。

　　4太陽(yáng)能的收集利用

　　建筑屋頂作為建筑五大立面中獲得的太陽(yáng)能最多的立面，更需要得到充分的利用。例如，現代建筑中的屋頂上安置太陽(yáng)能集熱器或太陽(yáng)能板來(lái)吸收太陽(yáng)能，為居民日常生活提供熱水等。因為該系統結構比較簡(jiǎn)單，安裝方便，經(jīng)濟性比較高，所以在我國得到了廣泛的應用。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新型技術(shù)也越來(lái)越多地呈現于人們的眼前，其中光電屋頂是太陽(yáng)能光伏建筑一體化技術(shù)中的一種。按光伏與建筑的結合程度，可分為光伏系統與建筑相結合、光伏器件與建筑相結合兩種形式。這是一個(gè)新的太陽(yáng)能發(fā)電的應用概念，是綠色環(huán)保的新技術(shù)。其形式還包括光電幕墻和光電遮陽(yáng)板。第一種簡(jiǎn)稱(chēng)BAPV,光伏組件系統和建筑都可獨立存在。第二種是建筑與光伏器件的集成得方式中光伏組件與建筑是不可分割的，這種方式簡(jiǎn)稱(chēng)BIPV，其中的光伏器件是主體建筑的組成部分。光電屋頂的應用是十分廣闊的。光電屋頂是是光電原理和傳統的墻體屋頂組合的新型建筑屋頂。這種屋頂一般采用的電學(xué)結構是單路自然能--單蓄電池結構。在科技飛速發(fā)展的年代，國內建筑總能耗占據了全社會(huì )總能耗的很大一部分，熱水、冬季的采暖、夏季的降溫等建筑能耗約占建筑能耗的65%。降低建筑總能耗的方式中最為簡(jiǎn)單、有效的當是充分利用太陽(yáng)能。因此，全面實(shí)現光伏建筑一體化這種新技術(shù)是解決建筑能源消耗大的有效的措施之一。

　　作者:賈月 王維 單位:遼寧科技大學(xué)建筑與藝術(shù)設計學(xué)院

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