建筑遮阳及建筑节能

建筑遮阳与建筑节能现代建筑是能源消耗的重要组成部份同时也是组成建筑物利用本钱的要紧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计划，推行应用新的节能技术，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进展方向。咱们平常常常谈到绿色建筑、生态建筑，所谓的绿色建筑、生态建筑指的确实是为人们提供健康、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、最低限度地阻碍环境的建筑。绿色建筑、生态建筑的内涵，其实确实是"以人为本"、“人建筑-自然"三者之间的和谐统一，也确实是"天人合一"。这，既是世界建筑的进展趋势，也是中国建筑的进展趋势。那么，什么样的建筑适合人类呢？在通常情形下，建筑必需具有相应的舒适性，既必需保证必然的日照、通风、温度、湿度。现代的高科技手腕已能轻松地解决这些问题。但是，这种舒适是有代价的，那确实是能源花费。为了维持建筑内部的温度，专门是玻璃幕墙建筑内部的温度，空调和锅炉的能耗超级庞大。现今世界，能源已成为最关键的问题之一。能源是国民经济的命脉，关于社会、经济进展，提高人民生活质量和国家以后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份。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，高能耗建筑别离为99%和95%。中国重要能源的紧缺正慢慢成为制约中国经济进展的"瓶颈"。建筑节能已成为迫在眉睫的问题。一方面，建筑必需知足人们的舒适性要求，而另一方面，建筑还必需知足节能要求，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，可是如此就会增加窗墙比，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，运营中花费大量能耗，增加了业主的开支。很多建成与建设中的居住建筑，采纳大面积的落地窗，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？若是提高保护结构的保温性能，这必然会增加相应的造价。因此，咱们必需在舒适性和节能之间找到一个平

稳点。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，提高供热系统的热效率；采纳高效保温材料复合，利用多层门窗，提高建筑物的气密性等等。咱们公司通过实践熟悉到，采纳建筑遮阳的方式，一样能达到建筑节能的目的，而且是一个自然降低能耗的、经济有效而又效益不错的好方式。现代建筑由于大量的采纳了玻璃幕墙结构，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，不能不加大空调的功率，耗能庞大。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损害，也令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。建筑遮阳系统能够起到阻隔热量的作用。若是设置室外遮阳系统的话，那么太阳光线抵达玻璃窗之前就已经被拦截了；若是是室内遮阳，那么它也能将透过玻璃窗的太阳光线反射归去。同时，遮阳系统隔间了紫外线，能有效地爱惜人类免受损害。第二，遮阳系统还能够调剂可见光，避免眩光，这关于现代办公是超级必要的。另外，遮阳系统还能调剂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。1玻璃幕墙的遮阳节能技术玻璃幕墙是现代高级建筑较多采纳的外围护结构，是建筑物热互换、热传导最活跃、最灵敏的部位，是传统墙体失热损失5〜6倍，幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右，故幕墙的节能有极为重要的地位。随着我国玻璃幕墙热的进展，去年全国已经超过150万平方米，近几年玻璃幕墙总面积超过300万平方米。金属玻璃幕墙具有轻量化、不燃化、耐震、施工迅速等优势，在现代都市高楼化，防火、防震、施工安全的要求前提下，已成为不可阻挡的趋势，尔后将成为高楼建筑的设计主流。金属玻璃幕墙能够减少传统混凝土外墙大量的钢筋、混凝土利用量，关于减少高耗能建材利用所达到的节约能源、资源有专门大的帮忙。而且金属玻璃幕墙较易于回收利用，也可达到环保的目的。一、玻璃幕墙遮阳的必要性：建筑外围护结构的节能设计，由开窗、方位、遮阳到隔热材料等因素环环相扣，这些因素左右建筑物的耗能量。台湾的西拉雅研究室曾对台湾的办公建筑的外围护结构进行研究，对建筑外围护结构的各要素的耗能量进行分析，其结果分析如下：地址开窗率建筑方位外遮阳和玻璃遮蔽因素玻璃Ui值外墙隔热因素台北从以上能够得出结论: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，可是降低开窗率也必顾及确保适当的自然采光，并免去心理的封锁感。可是关于追求通透成效的玻璃幕墙而言，只能采纳降低开启窗面积并增强不透光地址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阻碍遮蔽率的大小，可是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳远比改变玻璃材质的成效大。玻璃材质可选择高反射率的反射玻璃和吸热玻璃（唯反射率太大的反射玻璃会造成眩光污染的公害）。3）建筑方位因素是外墙节能设计的第三要素（占了12%的比重）。大面积的玻璃幕墙应幸免东照西晒。建筑的长向应朝南北向配置。在国内，随着市场经济的进展，建筑节能是中国经济社会可持续进展的迫切需要，建设单位和设计单位的节能环保意识也不断提高，对玻璃幕墙的节能要求也不断的提高，现时期提高玻璃幕墙隔热保温性能的要紧方法有：1）采纳镀膜玻璃、LOW-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃处置技术以减少太阳透过玻璃的直接辐射。2）采纳铝塑复合材料、断热桥型材等高热阻材料应用技术。以上隔热保温方法原理比较简单，使玻璃幕墙结构的传热系数大大降低。这些节能方法在建筑现时期已应用较广。尽管玻璃幕墙建筑采纳遮阳方法能达到更好的隔热节能作用，但在国内，现时期各方对此重视不够。一栋设计不良的全为玻璃幕墙建筑的全年空调耗电量，可能是一样混凝土外墙大楼的四倍。而玻璃幕墙的利用寿命达五十年之长，其节能成效固然远胜于短寿命的寒气机、冰箱、锅炉等。故玻璃幕墙建筑的节能比其他建筑产品节能更为重要。因此进展玻璃幕墙的遮阳技术也是建筑物是节约能源最有潜力的工具。另外，在建筑设计中要求，当建筑具有下列条件时（建筑标准较高的房间，仅有1〜2两项）就要采纳遮阳方法：1）室内气温大于29°C；2）太阳辐射强度大于240千卡/米时；3）阳光照射室内深度大于米；4）阳光照射室内时刻超过一小时；采纳遮阳方法不仅是玻璃幕墙建筑节能设计的必要手腕，而且是标准较高玻璃幕墙建筑的建筑设计的必要手腕。二、遮阳的作用与成效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阻碍，在夏日，阳光透过玻璃射入室内，是造成室内过热的要紧缘故。专门在南方酷热地域，若是人体再受到阳光的直接照射，将会感到酷热难受。在玻璃幕墙上设置遮阳系统，能够最大限度减少阳光的直接照射，从而幸免室内过热，是酷热地域建筑防热的要紧方法之一。设置遮阳后，会有以下作用及成效：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阻碍，其中阻碍最大的指标确实是遮阳系数。一样来讲，遮阳系数受到材料本身特性和环境的操纵。遮阳系数确实是透过有遮阳方法的围护结构和没

有遮阳方法的围护结构的太阳辐射热量的比值。遮阳系数愈小，透过外围护结构的太阳辐射热量愈小，防热成效愈好。在广州地域进行实测取得的各要紧朝向窗口的遮阳系数别离为：西向17%，南向45%，北向60%。由此可见，遮阳对遮挡太阳辐射热的成效是相当大的，玻璃幕墙建筑设置遮阳方法更是成效明显。2）遮阳对室内温度作用。遮阳避免室内温度上升有明显作用，在广州某西向房间实验观测表明：在闭窗的情形下，有、无遮阳，室温最大差值达2°C,平均差值。C。而且有遮阳时，房间温度波幅值较小，室温显现最大值的时刻延迟，室内温度场均匀。因此，遮阳对空调房间可减少冷负荷，因此对空调建筑来讲，遮阳更是节约电能的要紧方法之一。3）遮阳对采光的作用。从天然采光的观点来看，遮阳方法会阻挡直射阳光，避免眩光，使室内照度散布比较均匀，有助于视觉的正常工作。对周围环境来讲，遮阳可分散玻璃幕墙的玻璃（尤其是镀膜玻璃）的反射光，幸免了大面积玻璃反光造成光污染。可是，由于遮阳方法有挡光作用，从而会降低室内照度，在阴雨天更为不利。因此，在遮阳系统计时要有充分的考虑，尽可能知足室内天然采光的要求。4）遮阳对建筑外观的作用。一样人都以为玻璃幕墙设计只能平板化，无法设计外遮阳等遮阳设施，可是由国外的许多案例咱们能够发觉金属玻璃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份。遮阳系统在玻璃幕墙外观的玻璃墙体上形成光影成效，表现显现代建筑艺术美学成效。因此，在欧洲建筑界，已经把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素，加以利用，乃至称之为双层立面形式。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。5）遮阳对房间通风的阻碍。遮阳设施对房间通风有必然的阻挡作用，在开启窗通风的情形下，室内的风速会减弱22-47%，具体视遮阳设施的构造情形而定。而对玻璃表面上升的热空气有阻挡作用，不利散热，因此在遮阳的构造设计时应加以注意。三、遮阳的形式及构造设计遮阳具有避免太阳辐射、幸免产生眩光、改善室内环境气候、及建筑外观上光影美学成效之功能，但也对室内的采光、通风带来不同层次的阻碍。遮阳系统本身而言，以位置上来分有“外部遮阳”与“内部遮阳”之区别，其中又可分为“活动式遮阳”及“固定式遮阳”。就遮阳形式来分，一样分为四种：水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。依照地域的气候特点和房间的利用要求，能够把遮阳作为的或临时性的。永久性的确实是在玻璃幕墙内外设置各类形式的遮阳板和遮阳帘，临时性的确实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，按其构件可否活动，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，一天的时刻转变和天空的阴晴情形，任意调剂遮阳板的角度；在严寒的季节，能够幸免遮挡阳光，争取日照。（见图5）这种遮阳设施的灵活性大，利用合理，因此最近几年在国外的建筑中应用较广。

就我国所处地理纬度来讲，各类遮阳板大体形式适应是朝向范围如下水平式遮阳（见图1）在玻璃前采纳伸出重叠的平板这种形式的遮阳，能有效地遮挡太阳高度角较大的，从玻璃幕墙上方投射下来的阳光。故它适用于南向的玻璃幕墙建筑物。垂直式遮阳（见图2）设于玻璃前之凸出板的垂直式遮阳，能有效地遮挡角度较小的，从玻璃窗侧斜射进来的阳光。但关于角度较大的，从玻璃窗上面射下来的阳光，或接近日出、日没时平射的阳光，它不起遮挡作用。故垂直式的遮阳要紧适用于东北，北和西北向周围的玻璃幕墙建筑。综合式遮阳（见图3）综合式遮阳能有效地遮挡高角度中等的，从玻璃窗前射下来的阳光。遮阳成效比较均匀，故它适用于东南或西南向的玻璃幕墙建筑。挡板式遮阳（见图4）这种式的遮阳，能有效地遮挡高度角较小的，正射窗口的阳光。故它要紧用于东西向的玻璃幕墙建筑。由于遮阳系统对室内采光，通风及冬季日照等亦带来不同层次的阻碍。目前显现一种遮阳采光系统。其采纳遮阳板和导光板组合的遮采光系统，形式一样为在建筑玻璃幕墙或窗上部装设一水平遮阳设施，其功用除可直接

阻碍太阳的直射光热外，更可间接利用遮阳板设计将太阳光反射至天花板，再经天花板将自然光导入室内较深处（见图6）。遮阳的成效除与遮阳形式有关外，还与构造设计有专门大的关系，设计时要专门注意以下几点：遮阳板面的组合与构造在知足阻挡直线阳光的前提下，能够有不同板面组合的形式，应该选择对通风，采光，视野，构造和立面处置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，采光的阻碍，常将板面做成百页的或部份做成百页的，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。遮阳板的安装位置遮阳板安装的位置对防热和通风的阻碍专门大。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。这种情形对综合式遮阳更为严峻，为了克服着个缺点，板面应该离开玻璃墙面必然的距离安装，以使大部份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。材料与颜色为了减轻自重，遮阳构件以采纳轻质量为宜。遮阳构件常常暴露在室外，受日晒雨淋，容易损坏，因此要材料牢固耐久。若是遮阳室活动式的，又要求轻便灵活，以便调剂或拆除。材料的外表面对太阳辐射热的吸收系数要小，设计时可依照上述的要求并结合实际情形来选择适宜的遮阳材料。遮阳的构件的颜色对隔热成效也有阻碍。以安装在玻璃幕墙内侧的百叶帘为例，暗色、中间色和白色的遮阳系数别离为：86%、74%和62%.白色的比暗色的要减少24%.为了增强表面的反射，减少吸收，遮阳帘朝向阳光的一面，应为浅色发亮的颜色，而在背阳光的一面，应为较暗的无光泽颜色,以避免引发眩光。外遮阳和内遮阳一样来讲，明色室内百叶只可挡去17%太阳辐射热，而室外南向仰角45度的水平遮阳板，可轻易遮去68%的太阳辐射热，二者间的遮阳成效相差甚大。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，大部份将散发给室内空气。若是装在外侧的遮阳板，则吸收的辐射热，大部份将散发给室外的空气，从而减轻了室内温度的阻碍。因此采纳外遮阳（遮阳板）是最好的建筑节能之道。四、外遮阳构件尺寸的计算（一）水平式遮阳任意朝向建筑的玻璃幕墙的外水平遮阳板挑出长度，按下式计算L—=H*coths*cosys，3式中L----水平板挑出长度，m;H---水平板下沿至下一水平板高度，m;hs太阳高度角，deg;Ys，3----太阳方位角与墙方位角之差，deg;ys,3=As—A3As太阳方位角，deg;As---墙方位角，Deg.（二）垂直式遮阳任意朝向建筑的玻璃幕墙的外垂直遮阳板挑出长度，按下式计算:L±=B*cotys，w式中LX垂直板挑出长度，m；B---板面间净距，m；Ys，3---太阳方位角与墙方位角之差，deg（三）综合式遮阳任意朝向建筑的玻璃幕墙的综合式遮阳的挑出长度，可先计算出垂直板和水平板二者的挑出长度，然后依照二者计算的数值按组成的要求确信综合式遮阳挑出长度。附：太阳高度角和方位角的计算公式：求太阳高度角hs:sinhs=sine・sin5+cosW・cos5・cosQ式中hs-太阳高度角，deg;

e-地理纬度，deg;&-赤纬，deg;Q-时角，deg。求太阳方位角As:COSAs=sinhs・sinp-sin5/（coshs・cosW）As-太阳方位角，deg.五、遮阳系统智能化设计现今高资讯科技化的社会，人们是生活形态已慢慢改变，制造高资讯科技化和人性化的生活空间与环境已成为目前建筑物生产力与经济效益外的另一项重要计划设计课题。智能化建筑的室内环境的操纵是以智能化的方式操纵物理或以自动化的方式，以达到建筑物的安全，健康，节能，舒适与高效率的工作环境，智能化建筑不仅需要令各类设备系统的效能均处与最适化的运转下，更需要使设备系统和空间的利用及构造材料，施工方式系统整体结合，充分考虑视觉，听觉及触觉和感觉感受，以知足高性能及高感性的人性化设计。当暖通和综合照明系统的智能化正被人们同意并普遍成为大型楼字和现代家居之必需时，遮阳系统智能化的诸多优势却被忽略，或仅仅作为楼宇的点缀罢了。咱们以为智能遮阳系统是建筑智能化系统不可或缺的一部份，相信愈来愈多的现代建筑将采纳，并在设计时期就应被集成进去。遮阳系统为改善室内环境而设，遮阳系统的智能化将是建筑智能化系统最新和最有潜力的一个进展分支。建筑幕墙的遮阳系统智能化确实是对操纵遮阳板角度调剂或遮阳帘起落的电机的操纵系统采纳现代运算机集成技术