玻璃幕墙建筑的遮阳采光与节能 .doc

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1、玻璃幕墙建筑的遮阳采光与节能1.前言  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。  建筑主体节能最重要的方面是有效的建筑单体设计,主要包括隔热(窗、墙、屋顶)、遮阳、通风。合理的建筑物遮阳设计可以使空调系统的运行能耗降低约16%~29%.  2.玻璃幕墙的遮阳节能  2.1玻璃幕墙遮阳的必要性  70年代能源危机后,发展了不同系统来增强玻璃幕墙的热性

2、能。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,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。  在国内,随着市场经济的发展,建筑节能是中国经济社会可持续发展的迫切需要,建设单位和设计单位的节能环保意识不断提高,对玻璃幕墙的节能要求也不断的提高。虽然玻璃幕墙建筑采用遮阳措施能达到理想的隔热节能效果,但在国内,现阶段各方对此重视不够。一栋设计不良的全为玻璃幕墙的建筑物,其全年空调耗电量可能是一般混凝土外墙大楼的4倍。而玻璃幕墙的使用寿命达五十年之久,其节能效果当然远胜于短寿命的冷气

3、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,发展玻璃幕墙的遮阳技术也是建筑节约能源最有潜力的工具。  2.2玻璃幕墙遮阳的研究  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。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,其分析结果如下:  从上表可以得出结论:  ①5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

4、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(反射率太大的反射玻璃会造成眩光污染的公害),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(占13.8%的比重)。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。  2.3遮阳的作用与效果 

5、 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。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:  2.3.1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和没有遮阳措施的

6、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。  2.3.2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,在夏热地区试验观测表明,在闭窗的情况下,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。  2.3.3遮阳对采光的作用5  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

7、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。  2.3.4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玻璃幕墙能以轻巧

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