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建筑设计中遮阳技术的应用

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建筑设计中遮阳技术的应用

发布日期:2018-09-10 作者: 点击:

  目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,而大部分能源消耗将发生在建筑物运行过程中。无论是住宅还是一般性民用建筑,空调的安装率迅速提高,空调电耗很快就会成为建筑能耗的重要组成部分。根据预测,在2020年前我国每年城镇新建建筑的总量将持续保持在10亿平方米左右,到2020年新增民用建筑面积将为100~150亿平方米。如果它们全部安装空调,并且全部按20w/m2电功率装机容量计算,则十年累计增加的用电设备耗电量为2~3亿千瓦,这将对我国能源产生巨大压力。如果这100~150亿平方米的新建建筑在建设中采用节能措施,例如合理使用遮阳节能技术,则有些地区甚至不装空调也可以保证夏季基本处于舒适范围。

  

  一、提倡推广遮阳设计的重要意义

  

  遮阳设计不是简单的遮住阳光,而是对太阳光的合理利用与分配。节能、生态、环保是当今建设发展的趋势。中国建筑每年都要消耗世界一半的钢材、水泥和木材,达到节能要求除了计算机控制等高新技术(high-tech)的研究,目前更应该推广遮阳、通风、保温、隔热等“低”技术(low-tech)的应用。

  

  遮阳设计可以改善室内环境,随着生活质量的提高,人们对室内舒适度的要求也越来越高,合理的遮阳设计可以一定程度上满足使用者对室内热、光、声三项物理环境的要求。

  

  随着社会的发展,对建筑形式提出了更高的需求,各种不同遮阳手法的应用,既可以丰富各种新建建筑的立面造型,也为各种旧建筑的立面改造注入了新的血液。

  

包头遮阳帘

  二、建筑遮阳的形式

  

  1、按窗口系统遮阳形式分类

  

  窗内遮阳系统(纤维质、席帘、布帘)、窗体自身遮阳系统(各种镀膜玻璃)、窗外遮阳系统(分为绿化遮阳、简易活动遮阳和建筑构件遮阳)。

  

  2、遮阳板形式分类

  

  其分为水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳、挡板式遮阳。选择何种形式的遮阳需根据地区气候特点、太阳高度角、纬度、遮阳日期、遮阳时间以及朝向不同来综合考虑。因此,可调式遮阳板是最适用、最有效的遮阳设施。

  

  3、高效智能遮阳分类

  

  户外可调铝合金百叶帘、可伸缩外遮阳篷、户外卷闸百叶帘、室外透景遮阳织物、室内电动天棚帘、电动遮阳帘、太阳能驱动风光感应帘、户外24v安全性遮阳帘等。使用哪种遮阳设施,需根据建筑物性质、设计风格和日照规律等进行科学的选择。

  

  三、建筑遮阳的设计方法

  

  1、利用绿化的遮阳

  

  对于低层建筑来说,绿化遮阳是一种既有效又经济美观的遮阳措施。绿化遮阳可以通过在窗外一定距离种树,也可以通过在窗外或阳台上种植攀援植物实现对墙面的遮阳,还有屋顶花园等形式。落叶树木可以在夏季提供遮阳,常青树可以整年提供遮阳。植物还能通过蒸发周围的空气降低地面的反射,常青的灌木和草坪也能很好地降低地面反射和建筑反射。

  

  (1)建筑周围植树

  

  在建筑周边一定距离种树,可以对低层的户型提供有效的窗口与墙面遮阳。一般适宜选用高大、树枝伸展较宽、夏天茂盛、冬天落叶的乔木。当利用植物进行窗口遮阳的时候,应当注意不能影响自然通风与采光。在夏季主导风的方向上,不应种植太密的树木,比如大灌木和乔木,以免降低风速甚至改变风向,造成自然通风受阻。此外,茂密的树叶也不应靠窗口太近,以免遮挡自然光线的进入。

  

  (2)屋面绿化遮阳

  

  屋顶花园,隔热效果是显著的,同时对于第五立面的美化也有很大的作用。

  

  (3)墙面绿化遮阳

  

  绿化墙面遮阳,一般选择爬藤植物如爬山虎、牵牛花、爆竹花等爬墙生长。必要的时候可以搭架拉绳,以辅助其生长。

  

  2、结合建筑构件处理的窗口遮阳

  

  遮阳的基本形式可分为四种:水平式、垂直式、综合式和挡板式。

  

  (1)水平式遮阳

  

  这种遮阳形式能够有效地遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光。故它适用于接近南向的窗口,低纬度地区的北向附近的窗口。

  

  (2)垂直式遮阳

  

  垂直式遮阳能够有效地遮挡高度角较小的、从窗侧斜射过来的阳光。但对于高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光,或接近日出、日落时平射窗口的阳光,它不起遮挡作用。故垂直式遮阳主要适用于东北或西北向附近的窗口。

  

  (3)综合式遮阳

  

  综合式遮阳能够有效地遮挡高度角中等的、从窗前斜射下来的阳光,遮阳效果比较均匀。故它主要适用于东南或西南向附近的窗口。

  

  (4)挡板式遮阳

  

  这种形式的遮阳能够有效地遮挡高度角较小的、正射窗口的阳光,故它主要适用于东西向附近的窗口。在设计遮阳时,应根据建筑所在地区的气候条件、建筑的朝向、房间的使用功能等因素,综合进行遮阳设计,可以通过永久性的建筑构件,如:外檐廊、阳台、遮阳板等,制作永久性遮阳设施。

  

  3、专门设置的遮阳设施

  

  (1)活动窗口外遮阳

  

  固定遮阳不可避免的会带来与采光、自然通风、冬季采暖、视野等方面的矛盾。活动遮阳可以根据环境变化和个人喜欢,自由的控制遮阳系统的工作状况。形式:遮阳卷帘、活动百叶遮阳、遮阳篷、遮阳纱幕等。窗外遮阳卷帘是一种有效的遮阳措施,适用于各个朝向的窗户。当卷帘完全放下的时候,能够遮挡几乎所有的太阳辐射,这时候进入外窗的热量只有卷帘吸收的太阳辐射能量向内传递的部分。这时候,如果采用导热系数小的玻璃,则进入窗户的太阳热量非常少。此外也可以适当拉开遮阳卷帘与窗户玻璃之间的距离,利用自然通风带走卷帘上的热量,也能有效的减少卷帘上的热量向室内传递。

  

  (2)窗口中置式遮阳

  

  中置式遮阳的遮阳设施通常位于双层玻璃的中间,和窗框及玻璃组合成为整扇窗户,有着较强的整体性,一般是由工厂一体生产成型的。

  

  (3)窗口内遮阳

  

  内遮阳的形式有:百叶窗帘、垂直窗帘、卷帘等。材料则多种多样,有布料、塑料(pvc)、金属、竹、木等等。内遮阳也有不足的地方,当采用内遮阳的时候,太阳辐射穿过玻璃,使内遮阳帘自身受热升温。这部分热量实际上已经进入室内,有很大一部分将通过对流和辐射的方式,使室内的温度升高。

  

  (4)玻璃自遮阳

  

  玻璃自遮阳是利用窗户玻璃自身的遮阳性能,阻断部分阳光进入室内。玻璃自身的遮阳性能对节能的影响很大,应该选择遮阳系数小的玻璃。遮阳性能好的玻璃常见的有吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃。这几种玻璃的遮阳系数低,具有良好的遮阳效果。

  

  值得注意的是,前两种玻璃对采光有不同程度的影响,而低辐射玻璃的透光性能良好。

  

  四、遮阳设计的发展趋势

  

  1、遮阳构件的多功能化

  

  双层玻璃幕墙综合解决了遮阳和通风问题,使之成为现代建筑围护结构的一个亮点。与太阳能光电和光热转换板结合的遮阳板也是一种多功能的遮阳构件,它巧妙地将吸收的能量转换成对建筑有用的资源加以利用。

  

  2、遮阳构件的智能化

  

  对于遮阳构件来说,简单的手工调节在今天仍然有效,但对于一些大面积的幕墙和高层建筑来说,则需要依赖自动调节设施,特别是高层建筑的遮阳构件无论在尺寸还是在调节操控方面,都提出了更高的要求,因此对于遮阳调节的自动化程度提高了。

  

  3、遮阳构件的人性化

  

  建筑遮阳构件的动人魅力与其轻盈、精致、细腻的细部节点密不可分,各种材料和构造组合成的遮阳构件单元,一方面具有完善的遮阳功能,另一方面具有令人赏心悦目的心理功效,融入了众多相对独立而又彼此相关的细部。人性化的遮阳构件透过细部设计充分展现了材料美、技术美。

  

  五、总结

  

  包头遮阳帘作为建筑节能的一个重要方面,要实现有效地开发利用,把建筑及其构件有机地结合在一起,做好一体化设计,使建筑外遮阳系统成为建筑的有机组成部分,达到完美的统一,使之既能保证其自身高效率运转、节约更多常规能源的同时,又能满足建筑的使用功能和建筑艺术美的要求。


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