屋頂建筑節(jié)能的論文
1屋頂建筑節(jié)能的采光與通風(fēng)
1.1屋頂?shù)淖匀徊晒?/p>
太陽光是安全的、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(dá)到建筑節(jié)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(duì)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)：一是因立面門窗的采光高度較低容易造成眩光，而從屋頂漫射進(jìn)來的自然光就不會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象；二是當(dāng)建筑屋頂?shù)牟晒饷娣e與立面門、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(duì)于大進(jìn)深建筑的中心功能區(qū)域或四周圍合的中庭，當(dāng)立面采光無法滿足要求時(shí)，可以利用屋頂采光來彌補(bǔ)其不足。屋頂采光的方式有：矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗�，F(xiàn)代的新技術(shù)還有采光頂。
1.2屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)
建筑通風(fēng)是指將新鮮的空氣導(dǎo)入人們活動(dòng)的空間，以提供呼吸的新鮮空氣，調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕度，減少室內(nèi)的污染物等。通風(fēng)屋頂還可以阻隔熱量進(jìn)入室內(nèi)，利用屋頂設(shè)置的空氣夾層的外層抵擋太陽輻射，熱量經(jīng)過兩次傳遞到達(dá)內(nèi)表面，減少傳入室內(nèi)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(duì)建筑室內(nèi)熱環(huán)境的影響。
2屋頂隔熱與冷卻
在夏季，屋頂?shù)奶栞椛浜軓?qiáng)烈。熱通過輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)的形式進(jìn)行傳導(dǎo)，所謂隔熱就是阻止由輻射對(duì)流和傳導(dǎo)產(chǎn)生的傳遞。從這個(gè)意義上講，降低屋頂外表面的太陽輻射吸收率和減少輻射率，也屬于隔熱�？諝鈱�(duì)流：屋面散熱量的'大小與其表面對(duì)流強(qiáng)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(duì)于長波長來說，與表面顏色無關(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(duì)于太陽輻射（短波長）來說，白色的無光澤涂料容易反射太陽輻射，但是長波長則完全吸收。所以如何增加對(duì)太陽輻射的反射、減少對(duì)太陽輻射的吸收，對(duì)建筑節(jié)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(dá)到散熱的目的。在不改變屋頂結(jié)構(gòu)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降低屋頂表面的溫度，進(jìn)而改善室內(nèi)環(huán)境溫度。屋頂灑水是在太陽光照射最為強(qiáng)烈的時(shí)候?qū)ξ蓓斶M(jìn)行灑水可以達(dá)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，既能反射陽光，又不妨礙輻射冷卻。屋頂蓄水是指在建筑屋頂設(shè)置水箱或水池。這樣的設(shè)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(dá)到降溫的效果。水在白天吸收太陽輻射熱，夜晚是放出白天吸收的熱量，調(diào)節(jié)周圍熱環(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(shè)置具有觀賞性的綠色景觀節(jié)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(nèi)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性，而且樹葉也可以遮擋太陽輻射。屋頂?shù)牟牧喜捎帽Ｋ愿叩牟牧弦部梢赃_(dá)到調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的目的。
3屋頂建筑節(jié)能的集熱與保溫
3.1屋頂?shù)钠露扰c集熱
到達(dá)屋頂?shù)奶栞椛淞颗c太陽入射角、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(dāng)量的受熱，所以東西兩面也有利用的價(jià)值。當(dāng)受熱面朝東或朝西是需要調(diào)整其角度。最簡單的集熱的方法就是將屋頂朝南面的表面用深色的材料，由此來吸收部分熱量。還可在屋頂安裝太陽能集熱管、太陽能集熱板等。用朝南的大開口部位的直接獲熱得到的熱，得到了有效的利用，而且通過設(shè)置附屬溫室還可以減少開口部位的熱損失，通過直接獲得熱的方式進(jìn)行蓄熱。
3.2屋頂?shù)谋?/p>
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(jié)構(gòu)形式，減少屋頂、墻體等熱量的損失來達(dá)到保溫要求；二是通過在建筑空間中添加供熱設(shè)備使室內(nèi)溫度達(dá)到舒適的要求。保溫不只是通過隔熱來實(shí)現(xiàn)，也不是只依靠供熱來保持溫度，而要這兩種方式相互結(jié)合、補(bǔ)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?shù)目倐鳠嵯禂?shù)。
4太陽能的收集利用
建筑屋頂作為建筑五大立面中獲得的太陽能最多的立面，更需要得到充分的利用。例如，現(xiàn)代建筑中的屋頂上安置太陽能集熱器或太陽能板來吸收太陽能，為居民日常生活提供熱水等。因?yàn)樵撓到y(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，安裝方便，經(jīng)濟(jì)性比較高，所以在我國得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新型技術(shù)也越來越多地呈現(xiàn)于人們的眼前，其中光電屋頂是太陽能光伏建筑一體化技術(shù)中的一種。按光伏與建筑的結(jié)合程度，可分為光伏系統(tǒng)與建筑相結(jié)合、光伏器件與建筑相結(jié)合兩種形式。這是一個(gè)新的太陽能發(fā)電的應(yīng)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板。第一種簡稱BAPV,光伏組件系統(tǒng)和建筑都可獨(dú)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，這種方式簡稱BIPV，其中的光伏器件是主體建筑的組成部分。光電屋頂?shù)膽?yīng)用是十分廣闊的。光電屋頂是是光電原理和傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)是單路自然能--單蓄電池結(jié)構(gòu)。在科技飛速發(fā)展的年代，國內(nèi)建筑總能耗占據(jù)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單、有效的當(dāng)是充分利用太陽能。因此，全面實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)學(xué)院
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