许海凤北京奥博泰科技有限公司据统计，以北京地区为例，透明围护结构能量损失占整个建筑围护结构的约40-45%，而围护结构占整个建筑能耗的约55%。采光顶是建筑围护结构中较为特殊的一个部位，从太阳辐射方面来看，水平屋顶接受的日太阳辐射是西墙接受辐射量的2倍[1]，如果是透明的玻璃采光顶，强烈的阳光热辐射通过大面积玻璃采光顶，会导致明显的“温室效应”。因此，作为建筑围护结构的特殊部位，采光顶玻璃的设计，除了需考虑透光、隔热等性能外，还需考虑保温、隔声、安全等多项性能。一、采光顶玻璃的结构及尺寸
由于采光顶的特殊位置，与立面幕墙玻璃相比，采光顶玻璃安全性要求更高。常见结构如图1（a）中空+夹胶玻璃和（b）中空+真空+夹胶玻璃两种，两种结构的共同点是在最下方均有夹胶玻璃，主要是为防止玻璃破损时脱落，确保屋内人员的安全。图1（a）中的中空玻璃起到保温隔热的作用，图1(b)中的真空玻璃能够起到更好的保温作用，最外侧上方的钢化单片玻璃，主要为了提高整体结构的承载力。（a）中空+夹胶玻璃（b）中空+真空+夹胶玻璃图1采光顶玻璃结构采光顶玻璃的尺寸不宜做的太大，根据行业标准JGJ225的规定，采光顶玻璃面板面积不宜大于2.5m2，长边边长不宜大于2m。二、采光顶玻璃光学和热工参数
表1不同结构采光顶玻璃光学和热工参数可见光K值玻璃类型Low-EW/（m·k）tv中空+夹胶6Low-E+12Ar+5+1.14PVB+5中空+真空+夹胶6+12Ar+6Low-E+V+5+1.14PVB+5单银双银三银单银双银三银1.501.411.340.580.470.360.490.60.660.450.540.60g0.360.370.320.360.340.30gIR0.230.120.030.220.110.031.371.622.061.251.582.002太阳能总透射比太阳红外热光热比能总透射比LSG透射比注1：A-空气,Ar-氩气，V-真空，如上数据为WINDOW7.3软件计算所得，下同。由表1我们可以得出如下规律：1.玻璃结构发生变化时，传热系数K值发生显著变化，中空+夹胶玻璃的传热系数K值为1.3～1.5，中空+真空+夹胶玻璃的传热系数K值可降至0.36～0.58。2.无论哪种结构，随着Low-E的不同，可见光透射比tv和光热比LSG会发生明显变化，其中值得注意的是当使用三银Low-E时，可见光透射比tv和光热比LSG最高。由于光热比LSG=tv/g,因此，光热比LSG高意味着在太阳能总透射比g相同的情况下tv更高，室内采光更好。3.Low-E为单银、双银和三银时，太阳能总透射比g变化不大，而太阳红外热能总透射比gIR变化非常大，由此可见，用gIR来评价玻璃的隔热能力，更为直接和客观。使用三银Low-E,能够得到很低的gIR值，使真正引起室内热量上升的太阳红外热能（波长范围780～2500nm）得到有效隔绝。三、不同倾斜角度下采光顶玻璃的传热系数K值变化
与垂直放置的玻璃相比，水平放置或者其它角度放置时，由于中空腔体内对流传热增加，因此传热系数K值发生较大的变化。图2为两种结构中空+夹胶（6单银Low-E+12Ar+5+1.14PVB+5）和中空+真空+夹胶（6+12Ar+6单银Low-E+V+5+1.14PVB+5）玻璃的传热系数K值随玻璃与水平面夹角的变化。其中中空+夹胶玻璃，垂直放置时K值为1.5，随着玻璃与水平面夹角的减小，玻璃水平放置时K值增加到2.0以上，而中空+真空+夹胶玻璃K值几乎不随角度的变化而变化，保持在0.5～0.6之间。图2不同类型玻璃传热系数随倾斜角度的变化四、结论与建议
1.建筑采光顶玻璃设计的关键在于保温、采光不采热，从具体参数来说，应选择传热系数K值尽可能小、可见光透射比tv和光热比LSG尽量大、太阳红外热能总透射比gIR尽量小（有特殊用途的，例如严寒和寒冷地区阳光房除外）。三银Low-E原片的选择，有利于整体玻璃获得较高的LSG和较低的gIR，能够分别节约室内采光和空调的能耗。2.从玻璃结构方面来看，中空+夹胶是目前应用最为普遍的结构，中空+真空+夹胶玻璃传热系数K值更低，同时K值不随角度的变化而变化，对于被动房、主动房等超低能耗建筑来说，是更为理想一种采光顶玻璃结构。参考文献：[1]闫华生、张竹慧，玻璃采光顶传热特性分析及节能优化，硅谷[J]，2012（06）.来源：建筑光学公众号
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