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建筑遮阳计算较复杂建筑外遮阳、窗设施、玻璃、内等。阳台措施可见光透射比节能效果节能物件jn江南体育app
发布时间:2023-05-14 14:06浏览次数:

  建筑遮阳比较复杂,包括了建筑外遮阳窗遮阳设施玻璃遮阳、建筑内遮阳等。它可以是永久性的建筑遮阳构造,如遮阳板、遮阳挡板、屋檐等;也可以是可拆卸的。玻璃系统遮阳已经成为现代建筑遮阳最主要的手段之一。

  在夏季,通过窗户进入室内的空调负荷主要来自太阳辐射,主要能耗也来自太阳辐射。降低外窗的负荷和能耗必须采取有效的遮阳措施,采用减少空气渗透或者降低传热系数等手段的作用很有限。所以,在空调建筑的负荷和建筑节能计算中,遮阳的计算是很重要的。

  建筑遮阳比较复杂,包括了建筑外遮阳、窗遮阳设施、玻璃遮阳建筑内遮阳等。这些遮阳措施都可以有很好的效果,均可以满足遮阳的需要。

  建筑的外遮阳是非常有效的遮阳措施。它可以是永久性的建筑遮阳构造,如遮阳板、遮阳挡板、屋檐等;也可以是可拆卸的,如百叶、活动挡板、花格等。这些遮阳构造在传统建筑中使用是很普遍的。

  降低玻璃的遮蔽系数也是非常有效的措施jn江南体育app。随着玻璃镀膜技术的发展,江南综合体育玻璃已经可以对入射的太阳光进行选择,将可见光引入室内,而将增加负荷和能耗的红外线反射出去。玻璃系统遮阳已经成为现代建筑遮阳最主要的手段之一。

  内遮阳窗户遮阳设施也被广泛采用,有时在建筑造型的限制下(比如西晒阳光房采光井飘窗大露台等),内遮阳和遮阳设施的设置还是必须采取的唯一选择措施。

  以上这些遮阳设施的应用无疑会降低太阳辐射的得热量,但减少多少,怎样评价这些遮阳措施的效果却还没有明确的标准。

  在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中规定外窗(包括阳台门透明部分)面积不应过大,外窗宜设置活动外遮阳;《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》规定主体建筑标准层窗墙面积比不宜大于0.45,非严寒地区外窗玻璃遮阳系数应小于0.60,或采取外遮阳措施;《民用建筑热工设计规范》规定空调建筑的向阳面,特别是东、西向窗户,应采取热反射玻璃、反射阳光涂膜、各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施;《采暖通风与空气调节设计规范》规定空调房间应尽量减少外窗的面积,并应采取遮阳措施。但以上标准均未提出遮阳系数的相关定义和计算方法。

  所以,如何确定遮阳系数,尤其是许多措施的综合遮阳系数,的确是一个值得研究的问题,也是一个必须尽快解决的问题。

  空调负荷计算和空调节能计算不同:负荷计算时是计算太阳得热的峰值,而节能计算时是计算整个夏季的太阳得热能耗。

  在进行负荷计算时,根据《采暖通风空气调节设计规范》给出的计算条件计算,由太阳高度角、方位角及直射、散射强度计算可以计算出遮阳系数。

  节能计算时则要采用标准气象年进行全年的计算,与节能有关的遮阳系数只是一个等效值。

  空调的节能计算与采暖不同,由于它是采用动态方法,因而只能通过动态的计算软件进行分析计算。遮阳系数是随着太阳位置的改变而改变的,每个时刻都是不同的,没有一个固定值。所谓与节能有关的遮阳系数是一个等效值(或当量值),不是在某一时刻所存在的数值。与节能有关的遮阳系数只能根据节能计算来反算出一个固定的当量值。

  一般按惯例,不将内遮阳作为参与节能计算的措施,主要是因为政府在审批时不易控制。

  玻璃的太阳光直接吸收比根据玻璃的太阳光直接反射比和太阳光直接透射比按下式计算:

  τs--3mm厚的普通透明玻璃的太阳能总透射比,理论值为88.9%。[page] 3.2 中空玻璃系统的遮蔽系数

  采用单片吸热玻璃或热反射玻璃、Low-E玻璃(在线)、遮阳型Low-E玻璃(在线)的遮阳节能效果是有限的。这主要是由于单纯的反射阳光会使得可见光的反射率太高,而且会降低可见光透射比;而吸收太阳光也会降低可见光透射比,而且遮阳的效果也很有限。

  采用这些玻璃组成的中空玻璃则比较好。中空玻璃外片玻璃采用吸热、热反射、遮阳Low-E玻璃,内片采用透明、Low-E玻璃等。外片玻璃反射和吸收绝大部分的太阳辐射热,空气层将外片玻璃吸收的热阻挡在外面而不对室内产生传热。原理见右图。

  在南方,中空玻璃的采用不仅可以减少太阳辐射,也能有效阻止温差传热。但首先是为了减少太阳辐射。

  但在北方寒冷地区,中空玻璃一般是尽量减少对太阳短波辐射的阻挡,而使得大量的太阳辐射进入室内。中空玻璃传热系数小,可有效阻止温差传热。

  中空玻璃的遮蔽系数的计算可以采用标准国家标准GB/T 2680-94《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》提供的详细的计算方法。但由于很多玻璃并没有提供光谱数据库,在这种情况下也可以采用文献[1]提供的简化计算方法来计算。

  从上表可见,透明的中空玻璃对遮阳不起什么作用;吸热的中空玻璃有较好的遮阳作用;热反射玻璃遮阳作用最好,但可见光透过率低;一般的透明Low-E中空玻璃遮阳作用有限;遮阳型Low-E中空玻璃遮阳效果较好;阳光控制型的Low-E中空玻璃有很好的遮阳效果,又有很好的可见光透过率。

  考虑到窗框一般不透明,透过窗框的太阳辐射热不多,而且窗框所占面积小,令Se.f为零:

  这一遮阳系数会随着太阳的位置变化而变化。对负荷计算而言,太阳的位置可以由计算得到;但对于节能而言,太阳的位置是不定的,因而窗框的遮阳系数只能近似计算。当进行节能计算时,为了简化,可以近似地直接将正面入射时的透光面积比作为窗框的遮阳系数,显然这样存在误差,但偏于保守,是行之有效的办法。

  其它窗内遮阳设施的遮阳系数可以分为透光部分和不透光部分。对于透光部分的遮阳系数为玻璃的遮阳系数;不透光部分应先计算太阳辐射的吸收比,再采用热平衡方程计算吸收后热量向室内的二次传递。窗的自身遮阳较为复杂,计算方法应视情况采用相应的模型计算。

  对于百叶、花格、挡扳这类的遮阳设施,遮阳系数是与太阳入射角(高度角和方位角)有关的。

  当窗仅有外百叶、花格或档板时,考虑到百叶、花格不一定透明,其遮阳系数可以写为:

  遮阳装置的轮廓透光比为窗面积扣除遮阳装置轮廓在窗面上阴影面积所得到的剩余面积与窗面积的比值。遮阳装置各朝向的η值,应按该朝向上的典型太阳光线入射角分别计算或实验测定。

  遮阳装置构造透光比为阴影部分在给定的典型太阳入射角时的透射太阳能的比例。

  这一系数还应用DOE-2之类的能耗计算软件进行节能计算进行计算拟合得到:

  玻璃的遮蔽系数可以根据GB/T 2680-94《建筑玻璃 可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》计算。

  窗内的遮阳系数是窗框和百叶、内卷帘、内窗帘的综合效果,这一系数比较复杂、而且变数多。外遮阳系数是遮阳档板、外百叶、外卷帘等的综合效果。

  建立统一的遮阳系数计算方法非常重要,这有利于遮阳装置的应用,有利于节能产品的开发。将遮阳系数的计算纳入节能设计标准,可以鼓励炎热地区的建筑使用遮阳设施。

  遮阳设施的大量应用,可以改变建筑的千村一貌的局面,使得南方的建筑更加有地方特色。

  能源是社会生活的命脉,也是经济运行的血液,关系到国家的安全和社会的发展,因此,必然受到全社会的高度重视。人类在积极开发新能源的同时,将更大的注意力放在节约能源,提高能源使用效率上,以减少对能源的依赖程度。

  现代建筑是能源消耗的重要组成部分,同时也是构成建筑物使用成本的主要内容,在当前能源日趋紧张的形势下,建筑节能已成为社会关注度极高的现实问题,为此,国家制定了建筑节能规划,推广应用新的节能技术,其中建筑隔热保温是重要的内容,也是建筑节能技术的重点,代表着建筑节能技术的发展方向。

  为了落实国家建筑节能规划的要求,在行业内树立科学发展观,实现行业的可持续发展,中国建筑装饰协会于2005年3月10日,在北京。中国国际贸易中心,举办“首届中国国际遮阳技术与建筑节能高峰论坛”,重点推广现代遮阳隔热技术及其它建筑节能技术,促进新建筑节能技术在工程中的应用。

  本次论坛是依托“第十二届全国建筑装饰行业订货会”的强大平台,组织的一次专业学术性活动,论坛邀请了业内专家就新技术做专题报告,让参会者既能参观、考察实物产品,更能增强对新技术的掌握和运用,对提高企业自身施工、安装技术水平,具有重要的作用。

  我们平时经常谈到绿色建筑、生态建筑,所谓的绿色建筑、生态建筑,指的就是为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时实现高效率地利用资源,既节能、节地、节水、节材、最低限度地影响环境的建筑。绿色建筑、生态建筑的内涵,其实就是“以人为本”、“人-建筑-自然”三者之间的和谐统一,也就是“天人合一”。这,既是世界建筑的发展趋势,也是中国建筑的发展趋势。

  那么,什么样的建筑适合人类呢?在通常情况下,建筑必须具有相应的舒适性,既必须保证一定的日照、通风、温度、湿度。现代的高科技手段已能轻松地解决这些问题。

  然而,这种舒适是有代价的,那就是能源耗损。为了维持建筑内部的温度,特别是玻璃幕墙建筑内部的温度,空调和锅炉的能耗非常巨大。

  当今世界,能源已成为最关键的问题之一。能源是国民经济的命脉,对于社会、经济发展,提高人民生活质量以及国家未来生存安全都极为重要。

  一个国家的总能耗可分为建筑能耗、交通运输能耗和工业能耗三大部分。当前,我国的建筑能耗已接近社会终端总能耗30%,到2020年可能逼近40%.在我国既有和新建建筑中,高能耗建筑分别为99%和95%.中国重要能源的紧缺正逐步成为制约中国经济发展的“瓶颈”。建筑节能已成为刻不容缓的问题。

  一方面,建筑必须满足人们的舒适性要求,而另一方面,建筑还必须满足节能要求,这似乎是一个矛盾。例如:绿色建筑强调自然采光、通风和加大迎面光以便利用太阳能,但是这样就会增加窗墙比,建筑的保温性能降低,只能强化采暖系统和制冷系统来进行弥补,运营中耗费大量能耗,增加了业主的开支。不少建成与建设中的居住建筑,采用大面积的落地窗,大面宽小进深住宅,在房地产市场中颇受欢迎,但如何运用建筑节能?如何实现政府明确规定的节能指标?

  如果提高维护结构的保温性能,这必定会增加相应的造价。因此,我们必须在舒适性和节能之间找到一个平衡点。

  建筑节能的技术途径有很多,比如:提高空调的效率,减少围护结构的散热jn江南体育app,提高供热系统的热效率;采用高效保温材料复合,使用多层门窗,提高建筑物的气密性等等。

  我们公司通过实践认识到,采用建筑遮阳的方式,同样能达到建筑节能的目的,而且是一个自然降低能耗的、经济实用而又效益不错的好方法。

  现代建筑由于大量的采用了玻璃幕墙结构,致使阳光可直接进入室内,从而使室内温度迅速上升,产生温室效应。为达到降温目的,不得不加大空调的功率,耗能巨大。

  同时,由于紫外线也毫无阻碍的进入室内,不但对人和物品造成伤害,也使人在直接辐射热的照射下,感觉空调的功率不足。

  在这种状况下,建筑遮阳的设施作用就突显了出来。建筑遮阳系统可以起到阻隔热量的作用。如果设置室外遮阳系统的话,那么太阳光线到达玻璃窗之前就已经被拦截了;如果是室内遮阳,那么它也能将透过玻璃窗的太阳光线反射回去。同时,遮阳系统隔断了紫外线,能有效地保护人类免受伤害。其次,遮阳系统还可以调节可见光,防止眩光,这对于现代办公是非常必要的。此外,遮阳系统还能调节自然气流并达到改善环境的作用。而最为重要的是,由于遮阳系统的阻隔,减少了空调的功耗,从而达到了节能的目的。

  就节能而言,室外遮阳系统优于室内遮阳系统。根据我们的实践,在通常条件下,安装室外遮阳系统可使室内温度降低7-8度,节省40%-60%的空调能耗;安装室内遮阳系统可使室内温度降低4-5度,节省30%-45%的空调能耗电量。遮阳安装遮阳系统的一次性投资,可在2-3年内在空调耗电节约费中收回。

  上海大剧院可以说是现代建筑的一个典范,是由法国夏邦杰设计公司设计的。设计之初,以为彩釉玻璃幕墙可以过滤、阻隔掉一定的阳光和热辐射,因此并未考虑安装遮阳帘。1998年施工时,正逢上海持续高温,玻璃幕墙一上,强烈的阳光不断地给室内增温,而玻璃幕墙又阻挡了空气的流通,热量无法排出;空调系统还在施工中,不能使用。

  工人用报纸贴满了幕墙,还是热得不行。在这种情况下,设计方和业主进行了研究,一致认为,就算施工完毕,启用空调制冷,也不一定能解决问题;如果加大空调功率,那也只是一种消极的方式,能耗实在太大了。最后决定,由我们公司安装室内遮阳帘,在满足使用功能的同时,又增加了玻璃墙体的韵味,群控的遮阳帘反而增进了室内景观效果,成为大堂装修的一种重要手段。

  与此相对应的是,上海国际会议中心的两个玻璃幕墙球体,没有安装遮阳系统,因为温室效应而至今没有启用。

  从上面所举的例子中,我们可以清楚地看到建筑遮阳对建筑节能的作用和效果是非常显著的,作为建筑节能的一种新途径,有着巨大的实用潜力。但要从建筑总体上将室外遮阳的功能和立面造型美观有机的融为一体,却是对建筑设计师提出的新的、更高的要求,相信我们的建筑设计师会合理的、艺术的、圆满解决这个难题。

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