20世纪,世界建筑科学技术突飞猛进,发达国家建筑围护结构的保温隔热性能和气密性大有提高,采暖、空调和遮阳的设备与技术日益进步,人们可以在越来越更为优裕和舒适的室内环境中生活与工作。从经典型建筑珍品到粗糙的乡土建筑,建筑遮阳无不得到充分重视,并以不同方式体现出来。
玻璃幕墙是公共建筑外围护结构的主导,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是传统墙体失热损失的5~6倍DB真人,其能耗约占整个建筑能耗的40%左右,故玻璃幕墙的节能有极其重要的地位。
建筑外围护结构的节能设计,由开窗、方位、遮阳和隔热材料等因素环环相扣,这些因素影响建筑物的耗能量。
①外墙的开窗率是外墙节能的最重要因素,降低开窗面积率是节能最重要手段,但是降低开窗率也必须确保和顾及适当的自然采光,并免除心理的封闭感。但是对于追求通透效果的玻璃幕墙而言,只能采用降低开启窗面积并加强不透光地方的隔热设计来达到节能要求。
②外遮阳和玻璃遮蔽是外墙节能的第二重要因素,玻璃材质及外遮阳都影响遮蔽率的大小,但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。玻璃材质可选择高反射率的反射玻璃和吸热玻璃,所以要选择适当的反射玻璃。
③建筑方位因素是外墙节能设计的第三要素。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒,建筑的长向应朝南北向放置。
采用遮阳措施不仅是玻璃幕墙建筑节能设计的必要手段,而且也是标准较高的玻璃幕墙建筑在建筑设计上的必要手段。
由于玻璃幕墙由玻璃和金属结构组成,而玻璃表面换热性强,热透射率高,故对室内热条件有极大的影响。在夏季,阳光透过玻璃射入室内,是造成室内过热的主要原因DB真人。设置遮阳后,会有以下作用及效果:
外围护结构的保温隔热性能受许多因素的影响,其中影响最大的指标就是遮阳系数。一般来说,遮阳系数受到材料本身特性和环境的控制。遮阳系数愈小,透过外围护结构的太阳辐射热量愈小,防热效果愈好。由此可见,遮阳对遮挡太阳辐射热的效果是相当大的,玻璃幕墙建筑设置遮阳措施更是效果明显。
遮阳对防止室内温度上升有明显作用,在夏热地区试验观测表明,在闭窗的情况下,DB真人有无遮阳,室温差值较大。而且有遮阳时,房间温度波幅值较小,室温出现最大值的时间延迟,室内温度场均匀。因此,遮阳对空调房间可减少冷负荷,所以对空调建筑来说,遮阳更是节约电能的主要措施之一。
在遮阳系统设计时要有充分的考虑,尽量满足室内天然采光的要求。侧面采光有可能导致房间内的亮度过高,有时会引起眩光。选择何种形式的玻璃需要兼顾采光和节能两个方面的要求。采用遮阳篷可以兼顾能效和采光。
遮阳设施对房间通风有一定的阻挡作用,在开启窗通风的情况下,室内的风速会减弱22%-47%,具体视遮阳设施的构造情况而定;对玻璃表面上升的热空气有阻挡作用,不利散热,在遮阳的构造设计时应加以注意。
遮阳系统本身而言,根据位置分为外部遮阳与内部遮阳,DB真人其中又可分为活动式遮阳及固定式遮阳。就遮阳形式来分,一般分为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。
根据地区的气候特点和房间的使用要求,可以把遮阳作为永久性的或临时性的。永久性的就是在玻璃幕墙内外设置各种形式的遮阳板和遮阳帘,临时性的就是在玻璃的内外设置轻便的布帘,竹帘,软百页,帆布蓬等。在永久性的遮阳设施中,按其构件能否活动,有可分为固定式或活动式两种。活动式的遮阳可视一年中季节的变换,一天的时间变化和天空的阴晴情况,任意调节遮阳板的角度;在寒冷的季节,可以避免遮挡阳光,争取日照。
遮阳的效果除与遮阳形式有关外,还与构造设计有很大的关系,设计时要特别注意以下几点:
在满足阻挡直线阳光的前提下,可以有不同板面组合的形式,应该选择对通风,采光,视野,构造和立面处理等要求更为有利的形式。为了使于热空气的散逸,并减少对通风,采光的影响,常将板面做成百页的或部分做成百页的,或中间层做成百页的。遮阳板可用铝板,轻金属或混泥土制做。
遮阳板安装的位置对防热和通风的影响很大。例如将板面紧靠墙面布置时,受热表面加热而上升的热空气将受室外风压作用导入室内。这种情况对综合式遮阳更为严重,为了克服这个缺点,板面应该离开玻璃墙面一定的距离安装,以使大部分热空气沿着墙面排走,且应使遮阳板尽可能减少挡风,最好还能兼起导风入室作用。
为了减轻自重,遮阳构件以采用轻质量为宜。遮阳构件经常暴露在室外,受日晒雨淋,容易损坏,因此要材料坚固耐久。遮阳的构件的颜色对隔热效果也有影响。
一般来讲,室外南向仰角45°的水平遮阳板,可轻易遮去68%的太阳辐射热。装在窗口内侧的布帘,软百页等遮阳设施,其所吸收的太阳辐射热,大部分散发给室内空气。装在外侧的遮阳板,吸收的辐射热,大部分散发给室外的空气,从而减轻了对室内温度的影响。因此采用外遮阳是最好的建筑节能之道。