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玻璃幕墻遮陽(yáng)設(shè)計(jì)—提倡建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)智能化

來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 2016/11/7 9:33:22

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中玻網(wǎng)】20世紀(jì),世界建筑科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),房屋建筑快速發(fā)展,各發(fā)達(dá)國(guó)家建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱和氣密性能大有提高,采暖、空調(diào)和照明的設(shè)備與技術(shù)日益進(jìn)步,人們?cè)絹?lái)越能夠在更為優(yōu)裕和舒適的室內(nèi)環(huán)境中生活與工作,人類建筑文明取得了從未有過(guò)的成就。在此同時(shí),人們也不得不面對(duì)著資源枯竭、環(huán)境惡化、自然破壞、氣候變暖等一系列嚴(yán)峻問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國(guó)這個(gè)發(fā)展中國(guó)家,建筑能耗占社會(huì)總能耗的27。6%,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量提高,這個(gè)比例還會(huì)不斷增長(zhǎng)。強(qiáng)調(diào)節(jié)能、低污染、低耗能的綠色建筑順應(yīng)時(shí)代的要求而生,我國(guó)也頌布了一系列法規(guī)和政策來(lái)對(duì)建筑節(jié)能和合理使用資源做出明確的規(guī)定。
  
  隨著我國(guó)玻璃幕墻熱的發(fā)展,去年全國(guó)已經(jīng)超過(guò)150萬(wàn)平方米,近幾年玻璃幕墻總面積超過(guò)300萬(wàn)平方米。金屬玻璃幕墻具有輕量化、不燃化、耐震、施工迅速等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代都市高樓化,防火、防震、施工安全的要求前提下,已成為不可阻擋的趨勢(shì),今后將成為高樓建筑的設(shè)計(jì)主流。金屬玻璃幕墻可以減少傳統(tǒng)混凝土外墻大量的鋼筋、混凝土使用量,對(duì)于減少高耗能建材使用所達(dá)到的節(jié)約能源、資源有很大的幫助。而且金屬玻璃幕墻較易于回收利用,也可達(dá)到環(huán)保的目的。
  
  玻璃幕墻是現(xiàn)代高等建筑較多采用的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)較活躍、較敏感的部位,是傳統(tǒng)墻體失熱損失5~6倍,幕墻的能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右,故幕墻的節(jié)能有較其重要的地位。
  
  一、玻璃幕墻遮陽(yáng)的必要性:
  
  建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì),由開窗、方位、遮陽(yáng)到隔熱材料等因素環(huán)環(huán)相扣,這些因素左右建筑物的耗能量。寶島的西拉雅研究室曾對(duì)寶島的辦公建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各要素的耗能量進(jìn)行分析,其結(jié)果分析如下:
  
  地點(diǎn)開窗率建筑方位外遮陽(yáng)和玻璃遮蔽因素玻璃Ui值外墻隔熱因素
  
  臺(tái)北49.013.822.31.21.2
  
  從以上可以得出結(jié)論:
  
  1)外墻的開窗率是外墻節(jié)能的較重要因素,降低開窗面積率是節(jié)能較重要手段,但是降低開窗率也必顧及確保適當(dāng)?shù)淖匀徊晒猓⒚獬睦淼姆忾]感。但是對(duì)于追求通透效果的玻璃幕墻而言,只能采用降低開啟窗面積并加強(qiáng)不透光地方的隔熱設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到節(jié)能要求。
  
  2)外遮陽(yáng)和玻璃遮蔽是外墻節(jié)能的第二重要因素,玻璃材質(zhì)及外遮陽(yáng)都影響遮蔽率的大小,但是裝設(shè)遮陽(yáng)板、遮陽(yáng)百頁(yè)等外遮陽(yáng)遠(yuǎn)比改變玻璃材質(zhì)的效果大。玻璃材質(zhì)可選擇高反射率的反射玻璃和吸熱玻璃(唯反射率太大的反射玻璃會(huì)造成眩光污染的公害)。
  
  3)建筑方位因素是外墻節(jié)能設(shè)計(jì)的第三要素(占了12%的比重)。大面積的玻璃幕墻應(yīng)避免東照西曬。建筑的長(zhǎng)向應(yīng)朝南北向配置。
  
  在國(guó)內(nèi),隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑節(jié)能是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要,建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的節(jié)能環(huán)保意識(shí)也不斷提高,對(duì)玻璃幕墻的節(jié)能要求也不斷的提高,現(xiàn)階段提高玻璃幕墻隔熱保溫性能的主要措施有:
  
  1)采用鍍膜玻璃、LOW-E玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃等玻璃處理技術(shù)以減少太陽(yáng)透過(guò)玻璃的直接輻射。
  
  2)采用塑復(fù)合材料、斷熱橋型材等高熱阻材料應(yīng)用技術(shù)。
  
  以上隔熱保溫措施原理比較簡(jiǎn)單,使玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)大大降低。這些節(jié)能措施在建筑現(xiàn)階段已應(yīng)用較廣。雖然玻璃幕墻建筑采用遮陽(yáng)措施能達(dá)到更好的隔熱節(jié)能作用,但在國(guó)內(nèi),現(xiàn)階段各方對(duì)此重視不夠。一棟設(shè)計(jì)不良的全為玻璃幕墻建筑的全年空調(diào)耗電量,可能是一般混凝土外墻大樓的四倍。而玻璃幕墻的使用壽命達(dá)五十年之長(zhǎng),其節(jié)能效果當(dāng)然遠(yuǎn)勝于短壽命的冷氣機(jī)、冰箱、鍋爐等。故玻璃幕墻建筑的節(jié)能比其他建筑產(chǎn)品節(jié)能更為重要。所以發(fā)展玻璃幕墻的遮陽(yáng)技術(shù)也是建筑物是節(jié)約能源較有潛力的工具。
  
  另外,在建筑設(shè)計(jì)中要求,當(dāng)建筑具備下列條件時(shí)(建筑標(biāo)準(zhǔn)較高的房間,僅有1~2兩項(xiàng))就要采用遮陽(yáng)措施:
  
  1)室內(nèi)氣溫大于29℃;
  
  2)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大于240千卡/米時(shí);
  
  3)陽(yáng)光照射室內(nèi)高層度大于0.5米;
  
  4)陽(yáng)光照射室內(nèi)時(shí)間超過(guò)一小時(shí);
  
  采用遮陽(yáng)措施不僅是玻璃幕墻建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要手段,而且是標(biāo)準(zhǔn)較高玻璃幕墻建筑的建筑設(shè)計(jì)的必要手段。
  
  二、遮陽(yáng)的作用與效果
  
  由于玻璃幕墻由玻璃和金屬結(jié)構(gòu)組成,而玻璃表面換熱性強(qiáng),熱透射率高,故對(duì)室內(nèi)熱條件有非常大的影響,在夏季,陽(yáng)光透過(guò)玻璃射入室內(nèi),是造成室內(nèi)過(guò)熱的主要原因。特別在南方炎熱地區(qū),如果人體再受到陽(yáng)光的直接照射,將會(huì)感到炎熱難受。
  
  在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽(yáng)系統(tǒng),可以非常大限度減少陽(yáng)光的直接照射,從而避免室內(nèi)過(guò)熱,是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。設(shè)置遮陽(yáng)后,會(huì)有以下作用及效果:
  
  1)遮陽(yáng)對(duì)太陽(yáng)輻射的作用。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能受許多因素的影響,其中影響非常大的指標(biāo)就是遮陽(yáng)系數(shù)。一般來(lái)說(shuō),遮陽(yáng)系數(shù)受到材料本身特性和環(huán)境的控制。遮陽(yáng)系數(shù)就是透過(guò)有遮陽(yáng)措施的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和沒(méi)有遮陽(yáng)措施的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)輻射熱量的比值。遮陽(yáng)系數(shù)愈小,透過(guò)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)輻射熱量愈小,防熱效果愈好。在廣州地區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè)得到的各主要朝向窗口的遮陽(yáng)系數(shù)分別為:西向17%,南向45%,北向60%。由此可見(jiàn),遮陽(yáng)對(duì)遮擋太陽(yáng)輻射熱的效果是相當(dāng)大的,玻璃幕墻建筑設(shè)置遮陽(yáng)措施更是效果明顯。
  
  2)遮陽(yáng)對(duì)室內(nèi)溫度作用。遮陽(yáng)防止室內(nèi)溫度上升有明顯作用,在廣州某西向房間試驗(yàn)觀測(cè)表明:在閉窗的情況下,有、無(wú)遮陽(yáng),室溫非常大差值達(dá)2℃,平均差值1。4℃。而且有遮陽(yáng)時(shí),房間溫度波幅值較小,室溫出現(xiàn)非常大值的時(shí)間延遲,室內(nèi)溫度場(chǎng)均勻。因此,遮陽(yáng)對(duì)空調(diào)房間可減少冷負(fù)荷,所以對(duì)空調(diào)建筑來(lái)說(shuō),遮陽(yáng)更是節(jié)約電能的主要措施之一。
  
  3)遮陽(yáng)對(duì)采光的作用。從天然采光的觀點(diǎn)來(lái)看,遮陽(yáng)措施會(huì)阻擋直射陽(yáng)光,防止眩光,使室內(nèi)照度分布比較均勻,有助于視覺(jué)的正常工作。對(duì)周圍環(huán)境來(lái)說(shuō),遮陽(yáng)可分散玻璃幕墻的玻璃(尤其是鍍膜玻璃)的反射光,避免了大面積玻璃反光造成光污染。但是,由于遮陽(yáng)措施有擋光作用,從而會(huì)降低室內(nèi)照度,在陰雨天更為不利。因此,在遮陽(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要有充分的考慮,盡量滿足室內(nèi)天然采光的要求。
  
  4)遮陽(yáng)對(duì)建筑外觀的作用。一般人都認(rèn)為玻璃幕墻設(shè)計(jì)只能平板化,無(wú)法設(shè)計(jì)外遮陽(yáng)等遮陽(yáng)設(shè)施,但是由國(guó)外的許多案例我們可以發(fā)現(xiàn)金屬玻璃幕墻能以輕巧的金屬板設(shè)計(jì)成優(yōu)美的遮陽(yáng)形式并成為建筑造型有趣的一部份。
  
  遮陽(yáng)系統(tǒng)在玻璃幕墻外觀的玻璃墻體上形成光影效果,體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑藝術(shù)美學(xué)效果。因此,在歐洲建筑界,已經(jīng)把外遮陽(yáng)系統(tǒng)作為一種活躍的立面元素,加以利用,甚至稱之為雙層立面形式。一層是建筑物本身的立面,另一層則是動(dòng)態(tài)的遮陽(yáng)狀態(tài)的立面形式。這種具有“動(dòng)感”的建筑物形象不是因?yàn)榻ㄖ⒚娴臅r(shí)尚需要,而是現(xiàn)代技術(shù)解決人類對(duì)建筑節(jié)能和享有自然需求而產(chǎn)生的一種新的現(xiàn)代建筑形態(tài)。
  
  5)遮陽(yáng)對(duì)房間通風(fēng)的影響。遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)房間通風(fēng)有一定的阻擋作用,在開啟窗通風(fēng)的情況下,室內(nèi)的風(fēng)速會(huì)減弱22-47%,具體視遮陽(yáng)設(shè)施的構(gòu)造情況而定。而對(duì)玻璃表面上升的熱空氣有阻擋作用,不利散熱,因此在遮陽(yáng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以注意。

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