摘要:随着社会经济的不断发展,人们对环境污染问题以及能源紧缺问题的重视度也不断增加,建筑外遮阳能有效地阻隔部分阳光对建筑物外围的直接照射,并能防止太阳辐射穿过窗户进入屋内,从而降低室内的温度,实现节能目的。本文对建筑节能外遮阳设计进行的研究探讨。 关键词:建筑节能;外遮阳设计 一、建筑外遮阳的原理和作用
现代建筑遮阳的原理:通过采用相应的材料进行遮挡太阳光的直接照射,其根本的目的是为人们建造出一个舒适的生活环境,太阳的热辐射主要通过两个途径进入室内,(1)通过窗户照射进入室内,然后被室内表面所吸收,使得室内的温度增加;(2)被建筑的外围护结构的表面所吸收,还有一部分的热量通过建筑围护结构的热传导逐渐进入室内。虽然,建筑外墙以及屋顶和门窗的隔热以及蓄热作用在一起,使室内的温度变化得到了稳定,但通过窗户进入室内的阳光对室内温度有着直接的影响。因此,建筑遮阳的目的在于阻断阳光从玻璃直射进室内,避免阳光过分照射和加热建筑围护结构,防止由于阳光的直射造成强烈的眩晕。
二、建筑外遮阳节能设计 2.1 建筑遮阳设计原则
建筑遮阳设计的遮阳尺寸以及类型必须依照建筑物的类型,建筑物所在区域的气候条件以及建筑场地的纬度的确定。遮阳的设计应当将遮阳尽可能的设计成建筑中的一部分,而且 对于建筑的各个方向都应选择适当的遮阳类型,再依照建筑节能设计的标准,合理科学的设计建筑遮阳。 2.2 建筑遮阳设计方法
2.2.1采用植被绿化的遮阳。植被绿化对于低层建筑来说即有效又经济美观。在建筑窗户外栽种一些树木,或是在窗台上种植一些可攀援的植被对墙面进行遮阳。落叶树木可以在夏季提供遮阳,像常青树则可以整年提供遮阳。绿色植被还能通过蒸发周围的空气来降低阳光对地面的照射。常青的灌木和草坪也能很好地降低地面反射以及建筑反射。
2.2.2 根据建筑构件进行窗口遮阳。遮阳的基本形式有四种,水平式、综合式、垂直式以及挡板式。(1)水平式遮阳形式可以有效地遮挡住高度角相对较大的以及从窗口上方投射的阳光,所以比较适用在接近南向的窗口,以及适用于低纬度地区的北向附近的窗口。(2)综合式遮阳能够有效地遮挡高度角中等的和从窗前斜射下来的阳光,它比较适用在东南、西南向附近的窗口。(3)垂直式遮阳可以阻隔住高度角较小的以及从窗口侧斜射过来的阳光,所以垂直式遮阳主要适用于东北或是西北向附近的窗口。(4)遮挡式遮阳形式能有效的遮挡高角度较小的以及正射窗口的阳光,所以比较适用在东西向的窗口。由此可见,在进行遮阳设计时,需要全面的考虑到建筑所在地区的气候环境,建筑物的朝向等等因素,进行科学合理的设计,建筑出经济实用的遮阳设施。 2.2.3专门设置的遮阳设施。
(1)活动窗遮阳,固定遮阳通常会与采光,自然通风以及冬季采暖和视野等产生矛盾。而活动遮阳则可以依照自己喜好以及实际环境,自己掌握遮阳系统的工作状态。
(2)窗口中置式遮阳,通常位于双层玻璃的中间的是中置式遮阳的遮阳设施,
它和窗框及玻璃组合成整扇窗户,比较常见的产品如内置百叶中空玻璃,有非常强的整体结构性,一般是工厂统一设计生产的。
(3)窗口内遮阳,内遮阳的形式有:百叶窗帘,卷帘式的窗帘和垂直的窗帘等等,所用材料多种多样。对于玻璃自遮阳则是利用窗户玻璃自身的遮阳性能,遮挡阳光直射入内。玻璃自身的遮阳性能对节能的影响比较大,所以在选用玻璃材料时,应选用遮阳系数较小的玻璃。 2.3 建筑遮阳整合设计
建筑遮阳整合设计是指将建筑遮阳、太阳能利用等技术纳入建筑设计全过程,以达到有效控制建筑室内环境、降低建筑使用能耗和满足建筑美观经济实用的要求。
三、建筑节能外遮阳的作用 3.1 遮阳对室内温度作用
建筑物外遮阳的设计对降低室内温度有非常明显的作用,有遮阳时,房间温度的波幅值相对较小,室内温度的时间延迟出现了最大值,并有均匀的室内温度。由此可见,遮阳对空调房间可以降低冷负荷,因此,对于有空调的建筑,节约电能的主要措施之一就是遮阳。 3.2 遮阳对太阳辐射的作用
在我国,大多数的地区夏季的室外温度非常高,并且温度高于舒适温度的时间也相对较长,使得室内的温度也变得非常高。因此,要解决太阳对室内和室外的强烈辐射,应采用可调试的外遮阳设施。从整体节能上看,外遮阳是性能最显而易见的一种遮阳方法。外遮阳和内遮阳相比,其制冷能耗可降低百分之八十多,最大制冷功率可降低百分之七十,所以,遮阳对遮挡太阳辐射热的效果是非常大的。
3.3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。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。 3.4遮阳对建筑外观的作用
遮阳系统在通过透过玻璃墙体,并在玻璃墙体上上形成了光影的效果,这展现出了现代建筑艺术美学的效果。在欧洲国家,早已把建筑外遮阳系统作为一种建筑中最常用的立面元素,也称之双面立体面形式,即一层是建筑物本身的里面,另一层是动态的立体面形式。这样的建筑风格不是因为建筑立面的时尚需求,而是因为现代技术解决了人们对建筑节能以及享受自然需求而生成的一种新的现代建筑形态。
四、建筑外遮阳设计的意义及影响 4.1建筑外遮阳设计的意义
现今政府对节约能源,绿色环保是非常重视的,他们大力提倡建筑节能,建筑环保,并制定了相关的规章制度进行节能规范,对建筑节能提出了相对较多的节能要求。如《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75-2012)把建筑外遮阳作为强制性条文列入规范要求,明确规定居住建筑的东、西向外窗必须采取建筑外遮阳措施,建筑外遮阳系数SD不应大于0.8。科学合理的建筑外遮阳不但能减少外界太阳强烈的辐射热,还能降低建筑物的冷气和暖气的高能耗,同时,还能改善室内的照明环境,并节约人们的用电耗能。建筑外遮阳所考虑的因素非常多,例如:需要考虑建筑物的朝向,天气气象,太阳光的照射时间以及植被的
遮阳效果等。同时,还要考虑到建筑墙体以及屋面等建筑构件。效果好的遮阳设计不但能确保透过玻璃窗的采光率,还可以满足人们的光影视觉和人们对温度的生理需求 ,使人们的心情随着舒适的温度而愉悦。 4.2外遮阳设计对建筑节能的影响
建筑节能设计的最主要的现实目的就是降低建筑的能耗,提高建筑中能源的利用率,而建筑的外围结构设计对建筑耗能量有巨大的影响。据一些数据表明,开窗率是影响建筑节能一个非常重要的因素,而外遮阳以及玻璃墙体是影响建筑物节能的第二重要因素。在现代的建筑外围,立面大多是采用玻璃幕墙,玻璃的通透性给人们提供了享受自然景观的氛围,但同时它也给建筑物的保温以及隔热制造了相应的困难。所以在现代建筑节能设计中外遮阳设计变得越来越重要。 五、结束语
建筑外遮阳设计是建筑节能设计的重要组成部分,建筑遮阳的设计贯穿于建筑的整个过程,所以在建筑工程施工过程中,要充分的考虑建筑所处的环境以及地理位置,根据具体情况,合理的规划和设计,建造出满足建筑需求的遮阳设计,将建筑遮阳设计的艺术魅力充分展现出来。 参考文章
[1]顾伟祖.建筑外遮阳技术在建筑节能改造中的应用[J].建设科技,2013,2(7):123-125.
[2]袁利菲.外遮阳技术在节能建筑中的应用研究[J].城市建设理论研究,2013,2(6):23-24.
[3]邓盼盼.建筑遮阳节能计算及对自然通风影响的研究[D].重庆交通大学.2011.
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