炎炎夏日,
你靠什么来遮阳?
窗帘?帽子?太阳伞?
在墙体保温技术、断桥技术日臻成熟并得到大规模应用的时期,因普通玻璃、LOW-E玻璃等不具备阻隔太阳红外线的能力,导致建筑门窗玻璃、玻璃幕墙等透光建筑构件成为建筑外围护结构中热工性能最薄弱的环节,透光建筑构件的能耗约占整个建筑能耗的50%,而且在夏季,透光建筑构件更是成为影响我国大部分地区建筑热舒适性能的致命问题。
如何能够让玻璃在满足人们对采光、通风、视野等基本需要的同时,还能满足居住的舒适性及实现节能的目的?建筑遮阳设计也就应运而生,建筑遮阳产业也就随之逐渐发展起来。
建筑遮阳的作用是阻断阳光直射,实现三个目的:
可以防止透过玻璃的直射阳光,防止室内温度过高;
可以防止建筑围护结构过热并造成对室内环境的热辐射;
可以防止直射阳光在室内造成的强烈眩光。这三点对中低纬度地区尤为重要。
什么是建筑遮阳?在普通老百姓的脑海中,建筑遮阳就是遮阳棚、窗帘、百叶这些日常随处可见的物品。其实不然,这些寻常可见的遮阳设施只是遮阳产品中很小的一部分。随着人们对建筑遮阳重要性的认识不断深入,建筑设计已经不再是简简单单的安装个窗帘和遮阳棚了。
广义的遮阳涉及建筑所在的地理位置、建筑布局、朝向、日照、植被等一系列建筑外环境的设置及建筑维护构建如墙体、屋顶等等的遮阳设计,以实现建筑的整体遮阳功效,包含:
人工遮阳方式(水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳、挡板式遮阳、百叶式);
绿化遮阳;
建筑自遮阳和群体互遮阳。
狭义的遮阳主要指建筑的采光口、建筑物出入口等外墙开洞部分的隔热、防热设施。可分为内遮阳、外遮阳、本体遮阳。
外遮阳外遮阳是指在室外设置构建或遮阳设备进行遮阳。外遮阳可有效阻挡太阳红外线携带的能量进入室内,是目前建筑遮阳最有效的方式。但外遮阳设计涉及到不同季节太阳角度、建筑物朝向、建筑物布局、不同季节对太阳热量的需求等诸多因素,非常复杂。此外,机械和电机的寿命、遮阳帘材质、维护等因素也会影响外遮阳设施的使用效果。
内遮阳内遮阳优点是安装方便、安全,不破坏建筑外立面,且因构件位于室内,便于维护和清洁。最方便和最经济有效的方法是在室内悬挂浅色窗帘,这样可隔离太阳辐射热。
但室内遮阳的效果不如外遮阳,其仅仅挡住光线,并不能挡住热量,当光线遇到内遮阳设施时,其辐射热已经透过玻璃进入室内,并会使玻璃温度升得很高。而外遮阳,只有透过的那部分阳光会直接到达玻璃窗外表面。通常,明色室内百叶只可挡去17%的太阳辐射热,而室外南向仰角45°的水平遮阳板,可遮去68%的太阳辐射热。两者的遮阳效果相差甚远。
中遮阳窗玻璃中置式遮阳兼具外遮阳和内遮阳的特点,遮阳设施通常位于双层玻璃的中间,与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。
主要形式有格栅玻璃、夹层玻璃、可调节百叶中空玻璃。格栅玻璃是在中空玻璃之间固定表面镀铝的塑料格栅,起到反射太阳光的作用。夹层玻璃是通过夹层中的金属箔材或其它对太阳能有反射作用的材料起到阻止阳光作用。且遮阳体被外层的玻璃保护起来,可避免风雨的侵蚀。
三种遮阳方式比较任何遮阳设施都可以反射、吸收和透射部分太阳光。对于外遮阳,只有透过的部分阳光到达玻璃外表面,其中一部分透过玻璃进入室内形成冷负荷;对于内遮阳,被反射的太阳光又被玻璃反射回来,只是反射作用减弱,更重要的是内遮阳设施吸收的辐射热会慢慢在室内释放并且全部转换为空调室内得热,其效果远差于外遮阳。而中遮阳位于两者之间。
相关资料表明,窗户遮阳节约能耗约是建筑能耗的10%到24%,但用于遮阳的建筑投资不足2%。因此良好的遮阳设计不仅是影响建筑形体和美感的关键要素,还节省能耗,降低成本。
延伸阅读
太阳光由紫外线、可见光、红外线三部分组成,其中紫外线和可见光不携带热量,太阳光中的辐射热量主要集中在近红外区域。遮阳设施就是用来遮挡太阳光中的红外线。
普通白玻璃(钠钙硅玻璃)的透射范围正好与太阳辐射光谱区域重合,因此,在透过可见光的同时,阳光中的红外线热能也大量地透过了玻璃,很难阻挡太阳光中的热量进入室内。
热反射镀膜玻璃是在玻璃表面镀金属或金属化合物膜,使玻璃呈显丰富色彩并具有新的光、热性能,其主要作用就是降低玻璃的遮阳系数Sc,限制太阳辐射的直接透过,但热反射膜层在阻挡太阳红外线进入室内的同时,也阻挡了可见光的进入。
高透型Low-E玻璃,遮阳系数Sc≥0.5,遮阳效果不好,适合采暖为主的北方地区极为适用。遮阳型Low-E玻璃,遮阳系数Sc<0.5,对透过的太阳能衰减较多,对以空调致冷的南方地区较为适用,夏季可最大限度地限制太阳能进入室内,并阻挡来自室内、外的远红外热辐射,但会影响可见光的进入并产生光污染。
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