屋顶建筑节能论文
屋顶建筑节能论文 1屋顶建筑节能的采光与通风 1.1屋顶的自然采光 太阳光是安全的、洁净的可再生能源，建筑若充分利用白天的自然光进行 采光可以非常有效的达到建筑节能的目的。建筑充足良好的采光不仅可以给人们 的生活提供舒适的环境，而且对的人心理积极向上的发展也起到很大的作用。屋 顶，作为建筑五大立面之一，在采光方面有以下优点：一是因立面门窗的采光高 度较低容易造成眩光，而从屋顶漫射进来的自然光就不会发生这种现象；二是当 建筑屋顶的采光面积与立面门、窗的采光面积相同时，屋顶提供的照度是立面所 提供的5-10倍；
三是对于大进深建筑的中心功能区域或四周围合的中庭，当立面 采光无法满足要求时，可以利用屋顶采光来弥补其不足。屋顶采光的方式有：矩 形天窗、锯齿形天窗、平天窗。现代的新技术还有采光顶。
1.2屋顶的自然通风 建筑通风是指将新鲜的空气导入人们活动的空间，以提供呼吸的新鲜空气， 调节室内的湿度，减少室内的污染物等。通风屋顶还可以阻隔热量进入室内，利 用屋顶设置的空气夹层的外层抵挡太阳辐射，热量经过两次传递到达内表面，减 少传入室内的热量，同时利用风压与热压形成的自然通风带走夹层中的热量，降 低室外热环境对建筑室内热环境的影响。
2屋顶隔热与冷却 在夏季，屋顶的太阳辐射很强烈。热通过辐射、对流和传导的形式进行传 导，所谓隔热就是阻止由辐射对流和传导产生的传递。从这个意义上讲，降低屋 顶外表面的太阳辐射吸收率和减少辐射率，也属于隔热。空气对流：屋面散热量 的大小与其表面对流强度有直接的关系，材料的光滑和凸凹程度的大小也会影响 屋面的冷却效果。太阳能辐射：物体表面散热量的大小与其表面温度的4次方成 正比，与物体表面的辐射率也有较大的关系。对于长波长来说，与表面颜色无关， 粗糙面的辐射率大，接近于1，二铝箔那样的光滑面则很小。对于太阳辐射（短 波长）来说，白色的无光泽涂料容易反射太阳辐射，但是长波长则完全吸收。所 以如何增加对太阳辐射的反射、减少对太阳辐射的吸收，对建筑节能也有影响。
蒸发潜热：水从液态变成气态的水蒸气时，吸收四周的热量达到散热的目的。在不改变屋顶结构的前提下，可以利用屋顶洒水、屋顶蓄水以及在屋顶种植绿色植 被来降低屋顶表面的温度，进而改善室内环境温度。屋顶洒水是在太阳光照射最 为强烈的时候对屋顶进行洒水可以达到降低温度的效果，而且这种间歇式的降温 方式是比较快速、有效的。流水的屋面颜色宜为白色，既能反射阳光，又不妨碍 辐射冷却。屋顶蓄水是指在建筑屋顶设置水箱或水池。这样的设施可以收集雨水 也可以人工蓄水，利用水（水的比热容比较大）蒸发吸收热量可以降低环境的温 度，达到降温的效果。水在白天吸收太阳辐射热，夜晚是放出白天吸收的热量， 调节周围热环境，提供舒适的生活温度和湿度。屋顶绿化是在建筑物顶部及其他 一些特殊空间，设置具有观赏性的绿色景观节点。利用植物本身的蒸腾作用和土 壤中水分蒸发带走热量，降低环境温度，使室内变得凉爽。在屋顶上种植绿色植 被不仅可以增加建筑本身的美观性，而且树叶也可以遮挡太阳辐射。屋顶的材料 采用保水性高的材料也可以达到调节环境温度的目的。
3屋顶建筑节能的集热与保温 3.1屋顶的坡度与集热 到达屋顶的太阳辐射量与太阳入射角、屋顶坡度都有极大的关系。所以， 屋面在采用集热管集热时，必须注意集热管的安装角度。朝南时受热量会很大， 然而在东西两面也能够有相当量的受热，所以东西两面也有利用的价值。当受热 面朝东或朝西是需要调整其角度。最简单的集热的方法就是将屋顶朝南面的表面 用深色的材料，由此来吸收部分热量。还可在屋顶安装太阳能集热管、太阳能集 热板等。用朝南的大开口部位的直接获热得到的热，得到了有效的利用，而且通 过设置附属温室还可以减少开口部位的热损失，通过直接获得热的方式进行蓄热。
3.2屋顶的保温 保温有两种方式：一是在提供集中供暖的前提下，改善屋顶结构形式，减 少屋顶、墙体等热量的损失来达到保温要求；
二是通过在建筑空间中添加供热设 备使室内温度达到舒适的要求。保温不只是通过隔热来实现，也不是只依靠供热 来保持温度，而要这两种方式相互结合、补充才能保持舒适的热环境。减少建筑 屋顶热量损失最主要的方法是增加屋顶的总传热系数。
4太阳能的收集利用 建筑屋顶作为建筑五大立面中获得的太阳能最多的立面，更需要得到充分的利用。例如，现代建筑中的屋顶上安置太阳能集热器或太阳能板来吸收太阳能， 为居民日常生活提供热水等。因为该系统结构比较简单，安装方便，经济性比较 高，所以在我国得到了广泛的应用。随着现代科学技术的飞速发展，新型技术也 越来越多地呈现于人们的眼前，其中光电屋顶是太阳能光伏建筑一体化技术中的 一种。按光伏与建筑的结合程度，可分为光伏系统与建筑相结合、光伏器件与建 筑相结合两种形式。这是一个新的太阳能发电的应用概念，是绿色环保的新技术。
其形式还包括光电幕墙和光电遮阳板。第一种简称BAPV,光伏组件系统和建筑都 可独立存在。第二种是建筑与光伏器件的集成得方式中光伏组件与建筑是不可分 割的，这种方式简称BIPV，其中的光伏器件是主体建筑的组成部分。光电屋顶 的应用是十分广阔的。光电屋顶是是光电原理和传统的墙体屋顶组合的新型建筑 屋顶。这种屋顶一般采用的电学结构是单路自然能--单蓄电池结构。在科技飞速 发展的年代，国内建筑总能耗占据了全社会总能耗的很大一部分，热水、冬季的 采暖、夏季的降温等建筑能耗约占建筑能耗的65%。降低建筑总能耗的方式中最 为简单、有效的当是充分利用太阳能。因此，全面实现光伏建筑一体化这种新技 术是解决建筑能源消耗大的有效的措施之一。
作者:贾月 王维 单位:辽宁科技大学建筑与艺术设计学院