今年夏季，北京的高温天气屡次刷新历史极值。正值三伏天，大面积采用玻璃穹顶的北京南站内十分闷热，在候车大厅为旅客撑起了数十把遮阳伞，引发了各界广泛关注。

近年来，火车站、机场、酒店等公共建筑中，有不少为了采光效果大面积采用玻璃穹顶的案例。但综合看来，这些建筑是节能还是耗能，还需进行测算。应对高温“烤验”，玻璃穹顶不能只是看起来很美，用着也要美。

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什么是玻璃穹顶设计？

穹顶一般有两种解释。一种是指悬垂的半球体空间或面积；另一种指穹或穹形面(如朝中央圆拱的一条街或桥面)的顶点或顶部。“穹顶”这个词或许我们不常听说，小编对这个词的印象还停留在柴静的《穹顶之下》，但看似离我们很遥远的“穹顶”，其实在我们的生活中还是比较常见的。

不知道大家是否有注意过，很多大型商场、科技馆展厅等建筑的顶部都有采用玻璃穹顶的设计。穹顶一般使用玻璃材料，因为这样能让自然光透进室内，既能起到增加采光的作用，也能减少能耗，节约资源。

但一旦到炎热的夏天，强烈的太阳光会直射到玻璃穹顶表面，致使室内温度升高，身处其中的人不得不经受这个“大火炉”的不断烘烤，此时若想要控制室内温度，就需要在室内增加制冷设备，也就增加了电能消耗。

今年，我国多地数次迎来极端高温天气。酷暑之下，北京某火车站站房由于采用玻璃穹顶设计，阳光直射候车大厅，导致内部环境闷热，中央空调难以发挥作用，旅客体验不佳。

不仅是该火车站，近年来全国多地的火车站候车大厅、大型商场、酒店大堂等公共建筑均大面积采用玻璃穹顶设计，由此导致高温天气下建筑内部增温明显，相关问题引发社会广泛讨论。

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玻璃穹顶，闷热难耐

7月27日下午3点47分，北京南站二层候车大厅里人头攒动，挤满了旅客。虽然是阴天，站内依然闷热。大厅中央的玻璃穹顶下，支起了数十把白色遮阳伞，伞下所有候车座位都坐满了旅客。

温度计显示，这时站内的温度是32.2℃，湿度为52%，只比户外低1℃左右。

北京南站候车大厅两侧的检票口附近等位置，随处都有吹着冷风的空调，但只有凑近了才能感觉到凉意。站内的温度也并不均匀，站厅中央明显更闷热。

据北京南站此前发布，今年暑运期间，站内平均每天发送旅客17.7万人次，客流量保持高位运行。这座繁忙的车站在2008年改建后重新通车，站房为双曲穹顶，外形为椭圆结构，远看像“飞碟”，屋面中部镶嵌了一排轻质的通透玻璃用于采光。针对玻璃穹顶近些年大量应用在公共建筑上，北京建筑大学建筑与城市规划学院教授、绿色建筑与节能技术北京市重点实验室主任董宏说，这和人类需求及技术进步等因素相关。

董宏：“玻璃穹顶越来越流行，一方面是人对建筑的需求。开敞明亮，视野开阔，一直都是大型公共建筑追求的目标。另外一方面，这其实也是技术进步的一种体现。屋面上的玻璃体要承担自重，还要起到维护建筑的功能，如果说我们的材料强度、耐疲劳度等各方面不足，不能有效支撑的时候，它是做不出来的。”

但是不是因为大面积应用了玻璃穹顶，才导致了夏季大型公共建筑内更加闷热呢？北京市建筑设计研究院有限公司建筑专家郑实分析，这的确有一定关联性。

郑实：“玻璃穹顶，建筑师一般更习惯称作采光天棚。近几十年来在公共建筑中应用的很普遍，不仅是大型交通场站，旅馆、写字楼等都广泛采用。公共建筑往往净深特别大，中心部分是没有自然采光的，光线比较黑，引入了天棚可以把自然采光引进来，给人带来一种室外阳光明媚的那种感觉。天棚是水平的，采光效率是垂直采光的2.5倍。换句话说，同样面积的开窗，玻璃天棚的日照效率要远远高于侧窗，那这样在夏天的表现就是温度很高。”

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难以平衡的室内照明和增温

近年来，随着建筑材料、技术不断进步，越来越多的公共建筑用上了大面积玻璃穹顶。

北京建筑大学建筑与城市规划学院教授、绿色建筑与节能技术北京市重点实验室主任董宏介绍，玻璃穹顶近年来受到追捧主要由于其良好的采光效果，满足了大型公共建筑的采光需求。

在建筑设计中，玻璃穹顶也被称作采光天棚，采光效果好是其最突出的优点。玻璃穹顶通常为水平安装，其采光效率极佳，是垂直安装的侧窗玻璃的2.5倍。

公共建筑通常进深较大，中心部分采光困难，过去几乎难以实现自然采光，需要依靠大量照明设备来满足基本的照明需求，而玻璃穹顶则有效解决了这一问题。它将自然光引入大型公共建筑内部，让身处其中的人也能感受到室外的明媚阳光。同时，采用玻璃穹顶可减少白天室内环境的照明需求，进而节约了能源。

在采用玻璃穹顶设计的北京南站看到，天气晴朗时，整个候车大厅光线明亮，不需要打开照明设备。

不过，近年来随着极端高温天气出现次数逐渐增多，玻璃穹顶设计导致建筑内部增温明显的问题变得无法回避。

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加涂层或遮阳板可补短板

虽然大面积采用玻璃穹顶设计会使建筑物在高温天气格外容易“中暑”，但其采光好、材质轻、造价低、冬季采暖好等优势依旧使其无法被替代。事实上，随着建筑科技的不断进步，玻璃穹顶的短板正在被慢慢补齐。

合理控制采光玻璃面积以及透光率是给玻璃穹顶降温的关键。多位业内专家提出，设计人员应合理控制玻璃穹顶面积，并对采光位置进行精细设计。除此之外，相关人员还应合理控制玻璃本身的透光率，透明玻璃的透光率通常可以达到80%至90%，但玻璃穹顶往往并不需要如此高的透光率。

针对已经安装完成的玻璃穹顶，增加涂层或加装活动遮阳板可能是更好的选择。

例如，2019年夏天，北京南站便给候车大厅的玻璃穹顶涂上了一层蓝色涂层。这种新型纳米材料能够隔绝紫外线、红外线、部分可见光，起到隔热作用，使内部地面温度最高降低8摄氏度左右。除此之外，相关人员还可以在玻璃穹顶外部加装活动遮阳板，在日照特别强烈时关闭遮阳板，采用内部照明；在日照较弱时则打开遮阳板，进行自然采光。

围绕“双碳”目标，建筑节能降耗成为近年来的热门话题。着眼未来，如何平衡采光与隔热需求，尽可能降低建筑物的能耗呢？

董宏认为，首先要对建筑物各项功能需求进行科学合理分析，综合考虑采光、照明、通风等因素，并在此基础上广泛采用先进技术。例如，可以采用可智能调节透光率的玻璃、透光不透热玻璃等，以最终实现健康舒适与节能降碳双赢。

文章来源： 1039调查团，科技日报，锦胜雾森