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1、 技术交流建筑节能与玻璃幕墙建筑遮阳技术的应用吕崇兵摘浙江工正建设监理咨询有限公司要:建筑遮阳对于提高玻璃幕墙围护结构的保温性能,减少能耗损失具有积极的推动作用。本文通过建筑遮阳的类型与技术特点的论述,指出了建筑遮阳对玻璃幕墙的作用与效果,最后指出了建筑遮阳推广应用中存在的问题。关键词:玻璃幕墙;建筑遮阳;建筑节能1前言谈到建筑节能,许多人就联想到“太阳能电跃、最敏感的部位,是传统墙体热损失的5倍6倍,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。玻璃幕墙建筑的节能比其他建筑产品节能更为重要,发展玻璃幕墙的遮阳技术也是建筑节约能源最有潜力、最经济实用的工具。池”、“智能
2、控制”等高科技的运用,仿佛只有造价不菲的“智能建筑”才能节能,让人感觉高不可攀。而实际情况并非如此。建筑遮阳技术是适用于夏热冬冷地区的一项重要的建筑节能技术,得到众多专家学者的推崇,并在许多地区的实际工作中得到验证。建筑遮阳能够反射和吸收大部分的太阳热能,避免太阳辐射直接进入室内,有利于防止室温升高和波动,对提高室内热舒适性,减少空调能耗发挥着重要作用。而玻璃幕墙是公共建筑外围护结构的主导,是建筑物热交换、热传导最活表1类型窗口遮阳屋顶遮阳2建筑遮阳的类型与技术特点建筑遮阳的种类繁多,从不同的角度出发,有不同的分类方法。2.1按遮挡太阳辐射途径分类建筑遮阳根据其遮挡传统途径可分为窗口遮阳、建筑
3、表皮遮阳和屋顶遮阳,详见表1。按遮挡太阳辐射途径技术特点窗口的遮阳形式多种多样,有窗帘、百叶等内遮阳的形式;有玻璃自遮阳形式;有遮阳设施位于双层玻璃中间的窗口中置式;有遮阳篷等活动外遮阳形式;也有水平遮阳、垂直遮阳、栅格遮阳等固定外遮阳形式。在各种遮阳系统中,外遮阳系统在降低建筑室内得热,调节室内光、热环境方面最为有效,被认为是最理想的被动节能措施之。屋顶遮阳是通过屋顶构件的作用,保护屋顶不受暴晒,降低室内热负荷,同时也能丰富立面造型,创造有性格的建筑。建筑表皮是承担建筑外部围护界面的物质系统,通常包括屋顶和外墙。其功能主要有:保温隔热、通风、采光、遮阳、隔建筑表面遮阳音等。随着现代科学技术的
4、发展,技术手段更加先进,材料更为多样,建筑表皮也变得更加复杂,由单层表皮发展为多层表皮,并从建筑中分离出来,单独承担一个或几个外围护功能。承担遮阳功能的表皮层称为建筑表皮遮阳。建筑互遮阳建筑互遮阳是利用建筑群的紧密关系产生阴影来实现遮阳。街道狭长深大,两侧邻房紧靠或只用狭小的胡同相隔,将直接采光处有意识地置于建筑阴影处,以适应当地的炎热气候。建筑自遮阳包括挑檐、骑楼、花格窗等。其特点是均为建筑功能构件,同时能起到建筑遮阳的作用。如挑檐、骑楼有避雨、为人们提供活动空间的作用,花格窗则缘于对建筑装饰的需要。这种遮阳方式由来以久,从古罗马的建筑柱廊到现代主义建筑大师赖特设计的草原住宅都可以看到这种遮
5、阳形式。其优点是遮阳效果好,富有地方特色,建造容易;缺点是耐久性稍差。建筑自遮阳2010.0451 技术交流2.2按遮阳构件的形状与效果分类按照遮阳构件的形状,针对建筑窗口的遮阳构表2类型件可分为水平式、垂直式、综合式、挡板式以及百叶式五种,详见表2。按遮阳构件形状技术特点水平遮阳由于太阳高度角和方位角在一年四季中循环往复地变化,遮阳构件产生的阴影区也随之改变,因此,设计水平遮阳时要考虑不同纬度、季节和时间的阴影变化。这种遮阳形式能有效地遮挡太阳高度角较大时窗口上方投射下来的阳光,在我国宜设置于南向或接近南向的窗口上,可有较理想的阴影区。此外,水平遮阳经过计算的遮阳板宽度及位置还能够有效地遮挡
6、夏季的阳光,并最大限度地将冬季的阳光引入室内。太阳方位角决定垂直遮阳效果。垂直遮阳能够有效地遮挡高度角很小的斜射光线,因此,适用于东北和西北方向。综合式遮阳兼有水平遮阳和垂直遮阳的优点,对于各种朝向和高度角的阳光都比较有效。其中,垂直构件或水平构件均可做成固定式或活动式,可左右倾斜或上下倾斜,以满足遮阳要求。平行于窗口的遮阳设施,能有效地遮挡高度角较小的正射窗口的阳光,主要适用于东西向阳光强烈的地区。其缺点是对视线和通风的阻挡严重,所以一般不宜采用固定的建筑构件。百叶式遮阳是广泛使用的一种遮阳万式,DB真人其优点是能够根据需要调节角度,综合满足遮阳和采光通风的需要。法兰克福商业银行采用了先进的自动控制
7、百叶遮阳系统,轻质的铝合金百叶遮挡住夏季的直射阳光,将柔和的漫射光线引向室内。垂直遮阳综合式遮阳挡板式遮阳百叶式遮阳2.3按遮阳构件的可控性分类根据遮阳构件能否随季节与时间的变化进行角表3类型度和尺寸的调节,甚至在冬季可否便于拆卸,窗口遮阳可分为固定式遮阳和可调节式遮阳,详见表3。按遮阳构件可控性技术特点固定式遮阳固定式遮阳是结合建筑立面、造型处理和窗过梁设置,用钢筋混凝土等做成的永久性构件,通常为建筑物不可分割和变动的组成部分。其优点是成本低,建成后就不需要再调整。缺点是不能根据季节、天气和一天内时间的变化进行调整来满足室内环境的需求,缺少灵活性。可调节遮阳可以根据季节、时间的变化以及天空的
8、阴暗情况,任意调整遮阳板的角度。在寒冷季节,为了避免遮挡太阳辐射,争取日照,还可拆除。这种遮阳形式灵活性大,使用科学合理,近年来在国内外建筑中应可调节式遮阳用较广泛。一种经过特殊设计的可调屋顶遮阳,在太阳辐射较弱的阴天,屋面可调遮阳片完全收起来使室内得到最大的太阳辐射;在太阳辐射较强的晴天,可调遮阳片则打开成一定角度,使室内获得适量的太阳辐射;在寒冷的夜晚,可调遮阳片则完全打开覆盖屋面,从而增大热阻值,起到保温的作用。3建筑遮阳对玻璃幕墙的作用与效果由于玻璃幕墙由玻璃和金属结构组成,而玻璃3.1遮阳对太阳辐射的作用外围护结构的保温隔热性能受许多因素的影表面换热性强,热透射率高,故对室内热条件有
9、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。特别在南方炎热地区,如果人体再受到阳光的直接照射,将会感到炎热难受。在玻璃幕墙上设置遮阳系统,可以最大限度减少阳光的直接照射,从而避免室内过热,是炎热地区建筑防热的主要措施之一。设置遮阳后,会有以下作用及效果。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。遮阳系数就是透过有遮阳措施的围护结构与没有遮阳措施的围护结构的太阳辐射热量的比值。遮阳系数愈小DB真人,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。5220
10、10.04 技术交流3.2遮阳对采光的作用从天然采光的观点来看,遮阳措施会阻挡直射阳光,防止眩光,使室内照度分布比较均匀,有助于视觉的正常工作。对周围环境来说,遮阳可分散玻璃幕墙的玻璃(尤其是镀膜玻璃 的反射光,避免了大面积玻璃反光造成光污染。但是,由于遮阳措施有挡光作用,从而会降低室内照度,在阴雨天更为不利。因此,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。材料的固有性能、安全性能和寿命周期的检测技术和方法的研究,致使相关的检测方法和产品标准几
11、乎为零。由于缺少产品标准、统一的产品准入制度和评定程序,市场上出现的各种遮阳产品良莠不齐。同时,行业管理部门在节能验收的环节中也无法把握遮阳是否合格,甚至出现对未按要求设置遮阳的楼盘,同意以加贴遮阳膜的方式补救的现象。4.2遮阳应用的相关规定缺乏针对性在现行的条款中出现较多的表述为“建筑物的夏季防热应采取建筑遮阳措施”、“向阳面窗户应采取遮阳措施”等概念性条款,而针对这些遮阳措施和构造材料的物理、寿命和功能特性等没有具体的技术要求。3.3遮阳对室内温度作用遮阳对防止室内温度上升有明显作用,在夏热4.3建筑遮阳企业发展不平衡目前,我国从事遮阳产业的企业约有300余地区试验观测表明,在闭窗的情况下
12、,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。家,销售收入超过200亿,从业人员超过100万。但是,由于产品标准的不完善,企业各自为阵,产品质量参差不齐,使行业发展遇到较大的障碍,对遮阳技术的推广形成瓶颈。3.4遮阳对房间通风的影响遮阳设施对房间通风有一定的阻挡作用,在开4.4建筑遮阳产品应用的宣传和监督力度不够目前,大多数建筑设计师将遮阳仅仅当作一种启窗通风的情况下,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
13、挡作用,不利散热,在遮阳的构造设计时应加以注意。建筑装饰的附加配套设施,过于注重表现遮阳的符号性,而没有认识到遮阳节能的深层意义。因此,如果能在建筑节能验收环节中突出对遮阳产品的要求,就会使产品的各项性能得到逐步提高。3.5遮阳对建筑外观的作用一般人认为玻璃幕墙设计只能平板化,无法设5结论建筑遮阳是非常有效的创造舒适环境、节约能计外遮阳等遮阳设施,但是由国外的许多案例我们可以发现金属幕墙能以轻巧的金属板设计成优美的遮阳形式并成为建筑造型有趣的一部分。遮阳系统在玻璃幕墙外观的玻璃墙体上形成光影效果,体现出现代建筑艺术美学效果。因此,在国外,已经把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素,加以利用,甚至称
14、之为双层立面形式。一层是建筑物本身的立面,另一层则是动态的遮阳状态的立面形式。这种具有“动感”的建筑物形象不是因为建筑立面的时尚需要,而是现代技术解决人类对建筑节能和享受自然需求而产生的一种新的现代建筑形态。源的节能技术,也是建筑设计师离不开的设计手段。通过适当的设计手法,建筑遮阳完全可以将建筑功能、建筑产品与建筑形态完美地进行结合和统一。合理的遮阳系统对玻璃幕墙建筑的艺术与技术的作用和效果,尤其是在建筑节能方面,都需要我们不断地去开发和研究。44.1建筑遮阳推广应用中存在的问题缺少遮阳产品的标准长期以来,在实际应用中更多地注重建筑遮阳的热工性能,缺少对遮阳产品的遮阳性能以及构件2010.0453
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