国内部分建筑节能设计标准中天窗/采光顶与竖向外窗传热系数K值为相同限值，这么设定是否合适呢？笔者对比了4种常见中空玻璃在水平（0°）与竖直（90°）时的传热系数K值，结果差异较大，某些情况下会无产品可用。不妥之处敬请指正！

一、问题的提出

示例1：国内部分建筑节能标准中，经常将天窗/采光顶和竖向外窗传热系数K值设定为相同限值，典型示例如下：
 

示例2：国外建筑节能设计或相关认证标准中，通常将天窗/采光顶和竖向外窗传热系数分开考虑，典型的如美国ENERGY STAR认证。

以美国北方地区为例，竖向外窗传热系数U值为0.27-0.30 Btu/(ft2·h·°F)，天窗的传热系数U值为0.50  Btu/(ft2·h·°F)，二者差异接近2倍。

注：1 Btu/(ft2·h·°F) =5.67826 W/(m2·K）

那么问题来了，哪种设置方式更合适呢？
 

二、0°与90°时中空玻璃K值分析
 

以典型中空玻璃0°与90°时传热系数K值分析。（1）5+12A+5（2）6Low-E+12A+5（3）6Low-E+12Ar+5+12Ar+6（4）6Low-E+12Ar+5+12Ar+6Low-E
 

传热系数K值单位为W/(m2·K），为表述方便，以下均将其省略。
 

WINDOW软件计算结果如下。

过程见下图。 
 

中空玻璃由竖向（90°）变为水平（0°）时，传热系数K值明显升高，4个典型案例中升高幅度为0.359至0.68。

为什么会有这么大差异呢？这要从中空玻璃热工性能计算原理说起。

三、差异原因及示例分析
 

JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》中玻璃层间气体间层对流换热系数计算原理如下。

其中与角度有关的参数是努谢尔特数Nui，计算方法如下。

由于计算比较繁琐，感兴趣的同学可自行编制Excel表格计算。

可以看出，玻璃放置角度影响了努谢尔特数，导致中空玻璃传热系数K值变化，是天窗/采光顶和竖向外窗传热系数K值差异的根本原因。

示例1中，天窗/采光顶和竖向外窗传热系数K值限值相同，均≤1.0，计算配置4中空玻璃竖向（90°）和水平（0°）时K值相差0.4。

假如天窗/采光顶K值要达到1.0，对应玻璃水平（0°）K值为0.744时，则同样配置玻璃竖向（90°）K值约需为0.3-0.4，事实上如不考虑真空玻璃，则几无合适玻璃可用，难以做出达标的天窗/采光顶。

示例2中，天窗的传热系数U值约为竖向外窗的2倍，应该是考虑了天窗/采光顶与竖向外窗玻璃传热特性的差异。

通过上述分析，显然第二种设定方式更为合理务实。 
 

四、国内天窗/采光顶热工性能研究现状
 

将天窗/采光顶和（竖向）外窗传热系数K值设定为同样限值，反映了对天窗/采光顶和竖向外窗传热特性差异的认识和研究尚显不足。

天窗在国内属于小众产品，采光顶虽然应用相对多一些，但对其性能的研究还不够深入。

国内门窗幕墙保温性能检测主要针对竖向产品，缺少天窗/采光顶产品检测手段，需要认真研究天窗/采光顶传热特性，建立科学合理的测评方法。 国内在幕墙（采光顶）节能验收时，考虑玻璃本身传热系数，为见证取样试验；这种方式以竖向玻璃传热系数K值替代了水平方向，显然与实际不符。
 

五、小结

 

综上所述，可得结论如下：

1、天窗/采光顶与竖向外窗玻璃传热特性不同，导致传热系数K值差异较大；天窗/采光顶和竖向外窗传热系数K值同样限值将导致部分天窗/采光顶无达标产品可用；
 

2、常见中空玻璃由竖向（90°）变为水平（0°）时，传热系数K值约升高0.359至0.68，若按玻窗比70%计，同玻璃配置时天窗/采光顶传热系数K值比竖向外窗约高出0.25~0.50；

3、天窗/采光顶保温性能测试手段在国内尚属于空白，考虑到水平试件热工测试的复杂性，还需要认真研究，建立科学合理的测评方法；

4、在天窗/采光顶保温性能测试手段尚未完善的情况下，可考虑以热工计算替代检测手段。

这也是GB/T 8484-2020《建筑外门窗保温性能检测方法》中“本标准适用于竖向建筑外门窗的保温性能检测”，取消2008版中“包括天窗”说法的原因。
 

标准是产品和工程的基础，不够专业、严谨必然损害其权威性，编制相关标准时应秉持战战兢兢、如履薄冰的谨慎态度，力求科学合理！