图片来源:能源先锋
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每个人都喜欢天窗。对吧?它们为房间带来了如此多的光线，可以把西雅图的厨房变成明亮阳光的佛罗里达房间。特别是在每年的这个时候(在北半球)，拥有额外的光线甚至可以照亮冬天最黑暗的日子。
但天窗也有黑暗的一面。如果你在把这些屋顶窗户安装到家里时没有意识到这一点，你可能会有高额的能源账单，房间在一年中的某些时候无法使用，或者由于潮湿问题而进行昂贵的维修。
的好处
当然，在家里有天窗的主要好处是你从它们得到的所有自然光。这主要是针对冬天，因为在冬天，我们接触到的身体所需的自然光较少。在那些阴沉沉的冬天，太阳刚升起不久就落山了，没有人喜欢躲在一个黑暗、昏暗、人工照明的洞穴里。(嗯，也许电子游戏玩家和白天想睡觉的大学生除外。)
一两个合适的天窗可以让你在黑暗的日子里感觉良好，还是成为一个变态杀手。（Qu 'est -ce que c 'est ?)对于那些患有季节性情感障碍(SAD)，不能在户外度过时间的人来说，在光线充足的室内空间里会让一切变得不同。
如果你住在寒冷的气候，你也可以从天窗获得一些太阳能加热。要做到这一点，你需要确保你得到一个高a太阳热增益系数(SHGC)。(SHGC会告诉你从窗户或天窗获得多少太阳热量。它通常是一个小于1的数字，数字越小，天窗就会阻挡更多的太阳热量进入。)
你知道了。有天窗的两个主要好处是可以获得额外的自然光，以及在冬天可以使用太阳能加热。
的缺点
但这两个好处是有代价的。在冬天，额外的自然光和太阳热量是受欢迎的，但在一年中的温暖季节，它们就会成为麻烦。在我进入细节之前，让我先列出天窗的主要缺点:
- 在阳光明媚的日子里光线太多
- 过多的热量增加，导致过热
- 冬季热量损失
- 天窗轴没有绝缘或气密性不佳
- 天窗穿透屋顶时漏水导致的潮湿问题。
现在让我们逐个了解它们，并讨论如何克服它们的缺点。
光线太强
根据天窗的朝向和大小，你可能会得到一个太亮的房间。当阳光直射在天窗上时，会使房间在一天中的某些时候几乎无法使用。
你能做些什么呢?一种方法是将天窗保留在朝北的屋顶部分。这将限制进入天窗的直接光线的数量，特别是如果阳光必须通过竖井进入房间。如果你不能把它放在朝北的屋顶上，那就把它放在更高的屋顶上，以利用更长的天窗轴。
如果你不能做到这些，或者你仍然有问题，你需要另一种方法来阻挡多余的阳光——通常是遮阳或百叶窗。在这一点上，你应该问问自己是否应该放弃拥有天窗的整个想法。我们还有四个缺点要解决。
热量增加过多
正如我过去写过的，窗户，包括天窗，是一种热负担．它们不需要像墙壁、天花板或地板那样限制热量损失或热量增加。以下是2015年《国际节能规范》(IECC)的表格:
这对冬天的热量损失和夏天的热量增加有什么影响?我们用Manual J软件(RightSuite Universal)做了一个小建模，找出了每平方英尺天窗区域需要多少额外的容量。让我们来看看。
佛罗里达州，气候区2
首先，我们用以下参数来看看炎热气候下会发生什么:
Windows: U = 0.33, SHGC = 0.25
天窗:U = 0.53, SHGC = 0.24
对于夏季，我们得到了以下结果:
| 取向 | 窗口 | 天窗 | 多个 |
| 北 | 11.7 BTU /人力资源/科幻 | 66.7 BTU /人力资源/科幻 | 5.7 |
| 南 | 13.6 BTU /人力资源/科幻 | 67.4 BTU /人力资源/科幻 | 5．0 |
| 东方还是西方 | 30.4 BTU /人力资源/科幻 | 73.5 BTU /人力资源/科幻 | 2.4 |
这里的数据显示，在朝北的屋顶上设置天窗可以获得最低的热量，但它们之间并没有太大的区别。从中得出的更大的结论是，天窗会比窗户给你的房子增加更多的热量。
当然，我们使用的窗户和天窗的规格只是勉强满足代码。通过安装比代码更好的天窗，可以减少热量的增加。
密歇根，气候区5
然后，我们用以下参数研究了寒冷的气候:
Windows: U = 0.33, SHGC = 0.25
天窗:U = 0.53, SHGC = 0.24
本例中的窗口u因子不完全符合2015年的规范，但0.33和0.32之间的差异可以忽略不计。
对于夏季，我们得到了以下结果:
| 取向 | 窗口 | 天窗 | 多个 |
| 北 | 10.2 BTU /人力资源/科幻 | 60.1 BTU /人力资源/科幻 | 5.9 |
| 南 | 16.3 BTU /人力资源/科幻 | 62.3 BTU /人力资源/科幻 | 3.8 |
| 东方还是西方 | 28.8 BTU /人力资源/科幻 | 66.8 BTU /人力资源/科幻 | 2．3 |
数据再次表明，如果你不想在夏天过热，你可能应该选择比能源法规要求更好的天窗。
此外，上面的热增益计算不包括任何天窗轴区域，因为这里的天窗就像本文顶部照片中显示的那样。那是在一座大教堂的天花板上。
冬季热量损失
我们对冬季热量损失做了同样的计算，发现了这个:
佛罗里达。在冬天，窗户的热量损失为每平方英尺12.1 BTU/小时。天窗每平方英尺损耗19.5 BTU/hr。在这种情况下，天窗比窗户差1.6倍，因为它被允许有更高的u系数。太阳热量的增加没有被考虑到计算中，因为热量损失的峰值发生在夜晚，也就是最冷的时候。
密歇根。在冬季，窗户的热量损失为每平方英尺20.2 BTU/小时。天窗每平方英尺损耗32.4 BTU/hr。在这种情况下，天窗的质量是窗户的1.6倍。
在这种情况下，冬天的热量损失并不像夏天的热量增加那么严重，但如果你的天窗规格不佳，仍然会造成舒适问题。
绝缘不良或密封不良的天窗轴
天窗的另一个问题是，它们有时会穿过没有空调的阁楼，正如你在下面的图#2中看到的那样。制镜人将在平板上建造一个2x4s的轴(看看左边那个与电线钉在一起的轴)，这使得用传统的绝缘材料绝缘轴变得困难。你在这里看到的玻璃纤维棒，即使它们没有剥落，也能很好地绝缘轴，因为接触不良。这些竖井通常也是漏风的地方。
你能做什么?一种方法是将建筑围护结构移至屋顶。只要把它变成一个有条件的阁楼，现在你就不用担心绝缘天窗轴了。另一种方法是在轴上喷洒泡沫隔热材料。
然而，你决定处理这个问题，你需要知道，天窗轴是建筑围护结构的一部分。如果它穿过一个没有空调的阁楼，并且绝缘或气密性很差，它将会产生热负债，在夏天给房子增加热量，在冬天偷走热量。
漏水引起的潮湿问题
在考虑在屋顶上添加任何穿透时，您应该始终仔细考虑。是的，我们有可以将漏水风险降到最低的材料和方法，但随着时间的推移，情况会发生变化。如果你能找到其他方法让自然光进入室内，从而避免这种风险，这可能是一个更明智的选择。
底线
在冬天，天窗可以通过引入更多的自然光，为家庭带来一些必要的欢乐。但是，虽然在冬天你可能会得到适量的热量，但你最终可能会付出代价，让你的房子过热，让房间无法使用或不舒服。以下是我对如何最好地使用天窗的总结:
- 把它们安装在夏天不太热的地方。(想想西雅图。)
- 安装在朝北的屋顶上。
- 如果夏天有过热的问题，把它们安装在阴凉的地方。
- 选择你能找到的最好规格的天窗。这意味着双层或三层的u系数和太阳能热增益系数远低于规范要求。
- 消除天窗轴或确保它们是绝缘和密封的。
- 使用最好的水管理材料和方法来减少屋顶漏水的风险。
不过有时候，最好的办法就是完全取消天窗。当然，如果你在设计阶段，这比你家里已经有了它要便宜得多。
Allison贝尔斯迪凯特，格鲁吉亚，是一个演讲者，作家，能源顾问，resnet认证培训师，和作者能源先锋博客．看看他的深度课程，掌握建筑科学并在推特上关注他@EnergyVanguard．
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10评论
再也没有
艾莉森,
作为一名建筑商，我曾经因为你提到的所有原因而喜欢天窗，现在我认为它们对普通房主来说是错误的，除非他们已经退休或在家工作。作为一名最常被年轻家庭购买的入门级房屋的建造者，我终于意识到，没有人能从自然光中受益。在CZ5的冬天，它们是R-38屋顶上的R-1洞。当考虑到上班上学家庭的生活方式时，他们在一年中最寒冷的几个月里，在黑暗中离开家，在黑暗中回家。与此同时，当他们在家时，天窗整夜都在散热。在R-20墙的R-3+处有一个高效率的窗户要好得多，而且实际上还可以欣赏到风景!另一方面，学校、办公室和工作场所的天窗在世界上都很有意义。阳光明媚的时候，我们大多数人都是在那里度过的。
对金·沙纳汉的回应
金，时间安排得很好。这也是避免开天窗的另一个原因。另外，我提到了墙壁和窗户r值之间的差异，但忘记指出天花板和天窗r值之间的差异。谢谢!
天窗
对于那些可能不知道的人。有U-0.05 (R-20)， [NFRC = U-0.13 (R-7.7)]气凝胶天窗(4 'x 4' ~ 1800美元)，可以很好地分散光线，在明亮的日子里几乎消除刺眼的强光。尽管它们会在天窗轴的顶部失去很多消光的优势。
泰德
泰德,
气凝胶天窗是谁做的?它们是否可供住宅使用?
对布拉德的回应
在计划我的新家建设时，我收到了Kalwall当地经销商的一份商业4'x4'标准平边型s线的报价。
https://www.kalwall.com/wp-content/uploads/2015/01/Kalwall-Skylights-Brochure.pdf
由于2 / 4英寸的气凝胶(也有4英寸的气凝胶)，透射光向各个方向扩散，到房间的遥远角落，消除了太阳通过普通天窗照射时产生的强烈眩光。必须指出的是，同样由于气凝胶的存在，可见光的透过率降低了。
对于像大教堂天花板这样的装置来说，没有竖井来阻挡漫射光。但是，如果安装在轴的顶部，入射光的眩光将被消除，但漫射光到达房间角落的优势将会丧失。
在我看来，在屋顶向阳的一侧安装这种类型的天窗几乎没有或没有缺点，而且可能是一个优点。
另外请注意，我没有实际的建筑经验。我既没有安装也没有使用我上面提到的天窗，尽管我在商业环境中看到过一个Kalwall气凝胶天窗。我确实相信，我上面所指出的在正确的应用程序中可以有很好的住宅用途。我只是想引起GBA读者的注意。还有其他形状(金字塔和圆顶)和许多尺寸，但它们的居住吸引力非常有限。
在我现在的房子里，我有三个常规的天窗，它们在黑暗的地方提供了非常需要的光线。然而，当太阳直射进来时，会有很多眩光;温和但凉爽的下降气流直接发生在天窗轴下(实际上很适合睡在床正上方的天窗下);在非常寒冷的夜晚，偶尔会有凝结水滴下;毫无疑问，它们是能量消耗源。我相信卡尔墙将最大限度地发挥天窗的好处，同时最大限度地减少它们的责任。
我想听听贝尔斯医生的意见。
注意:因为我的情况需要一个很长的天窗轴，我最终选择使用两个适当间隔的商业22英寸太阳能管。
天窗作为早期预警信号
我正睡得很开心，突然被一束明亮的、闪烁的光从我床上的天窗照进来吵醒了。如果是房子着火了，我就能保住性命。事实上，我看到了北极光:-)
太阳能管吗?
也许你也可以讨论太阳能管。它们似乎经常被过度出售。
赞美天窗
我在许多建筑项目中使用了许多天窗，从未有过负面的结果。确保您选择的天窗具有高质量的闪烁系统，如Velux。我从来没有发生过天窗泄漏，并且已经成功地在现有的天窗周围重新安装了屋顶。我使用了一些冰和水的盾作为一种亚闪光时，屋顶周围的天窗，这是很好的工作。桁架椽屋顶的天窗轴可以用几层刚性泡沫隔热，直到屋顶护套的底部。这形成了一个高度绝缘和密封的轴。
在能源方面:
这种天窗会在一年中取代一些电力照明吗?我在家里安装了天窗，它们在自然采光方面发生了变化。我喜欢在夏天打开天窗，以提供只有天窗才能提供的堆栈效果。这样就把热量从天花板上带走了，让凉爽的空气从建筑围护结构的下部流入。
道格
你说得对。来自上方的光线通常真的可以改变一个空间。问题是天窗在这方面比屋顶灯或显示器更好吗?
“太阳能管”
绝对超卖。它们可以在一个完全没有窗户的房间里提供有用的光线，就像一个行走的壁橱，但一个简单的LED灯具会更节能。这个管子是一个24/7的热传递机制，晚上不发光，白天大部分时间你都不会使用。LED只有在你需要的时候才会燃烧几瓦。
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