建筑玻璃采光顶

建筑玻璃采光顶最初以采光为目的，通过大面积天然采光结构，减少人造光源的使用，使建筑更加通透、敞亮，给使用者带来愉悦的心理体验。此外，采用玻璃采光顶的建筑，可以提升建筑的品质，给予建筑尊贵、奢华的属性，这也使得玻璃采光顶在众多高档建筑中越来越流行。

采光顶玻璃结构和尺寸

采光顶玻璃是建筑围护结构的一个特殊部位，从接受太阳辐射量方面，水平屋顶接受的日太阳辐射量是西向的2倍^[1]。强烈的阳光通过大面积玻璃采光顶，会导致明显的“温室效应”，因此采光顶玻璃设计不仅要考虑采光和安全，还需考虑保温隔热、隔声等性能。

行业标准JG/T 231-2018《建筑玻璃采光顶》中规定，玻璃采光顶应采用夹层玻璃、含夹层玻璃的中空玻璃或含夹层玻璃的真空玻璃，且夹层玻璃应位于下侧。主要目的是防止玻璃破损时脱落，确保室内人员安全。满足标准要求的玻璃配置如表1所示。采光顶的功能是采光不采热，因此低辐射玻璃选择遮阳型双银或三银Low-E玻璃，减少太阳辐射热量进入室内。

注：

1.表中数据由Window7软件计算，按照JGJ 151-2008标准选取边界条件，K值取冬季边界条件。

2.字母代号意义：T为钢化玻璃，TL为钢化Low-E玻璃，A-中空层，P：夹胶层，V为真空层。

前面提到，水平屋顶接受的日太阳辐射量是西向的2倍，因此，采光顶对玻璃的保温隔热要求更高。随着建筑节能要求越来越高，普通夹层玻璃已不再满足标准要求，而是选用保温隔热性能更好的夹层中空玻璃或夹层真空玻璃。从表1数据可知，相比中空结构，夹层真空玻璃保温隔热性能更好。

采光顶玻璃尺寸不宜过大，JG/T 231-2018《建筑玻璃采光顶》中规定，采光顶玻璃面板面积不宜大于2.5m²，长边边长不宜大于2m。

不同安装角度玻璃K值变化

相比垂直安装，中空玻璃在水平安装或倾斜安装时传热系数K值会增大，使整个采光顶保温性能降低，建筑能耗增大。主要原因是中空玻璃水平安装时，热量对流路径变短，对流加快，使得热量传递增大，传热系数增大。中空玻璃垂直安装和水平安装热量对流路径如图1和图2所示。真空玻璃内部不存在气体，热量传递只有辐射和传导，任何角度安装K值都不变。

表2为使用window7计算软件，中空玻璃和真空玻璃不同安装角度的传热系数K值。

对于含中空层的真空玻璃，由于中空玻璃气体对流传热对复合真空玻璃整体传热影响较小，所以在不同安装角度时传热系数K值都不变。

 注：

1.表中数据由Window7软件计算，按照JGJ 151-2008标准选取边界条件，K值取冬季边界条件。

2.字母代号意义：T为钢化玻璃，TL为钢化Low-E玻璃，A-中空层，P：夹胶层，V为真空层。

3. 0°代表水平安装，90°代表垂直安装。

结论

1.     从玻璃结构上看，目前普遍使用的是夹层中空玻璃，而 “中空+真空+夹层”结构传热系数K值更低，因此，不论对于节能建筑，还是超低能耗建筑，真空玻璃都是更为理想的一种采光顶玻璃。

2.     真空玻璃K值不随倾斜角度变化，更适用于采光顶结构。

参考文献：

[1]闫华生、张朱慧. 玻璃采光顶传热特性分析及节能优化，硅谷[J]2012（06）.