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解析綠色建筑中的遮陽設計
來源: | 作者:bjddzy | 發布時間: 2018-01-21 | 2637 次瀏覽 | 分享到:

1.綠色建筑的涵義
   維基百科將綠色建筑表述為:通過在設計、建造、使用、維護和拆除等全生命周期各階段進行仔細與全面的考慮,以提高建筑在土地、能源、水、材料等方面的利用率,同時減少建筑對人們健康以及周邊的負面影響為目標的實踐活動。
   評價體系分5個方面:合理的建筑選址、節水、能源和大氣環境、材料和資源及室內環境質量。該標準成為綠色建筑實踐與設計的有力推動者。
   綠色建筑的內涵是全方位、立體的、高科技的環保工程,以科技作為發展動力,追求環保、健康、節能、智能化,實現人和環境的共生。我們可以將綠色建筑形象地描述為“環保+節能+健康+高效+智能”的建筑。 
2.建筑遮陽的意義
   建筑開口部位一般約占建筑表面積的1/6,但消耗制冷及采暖空調能源超過一半。資料顯示,我國單位建筑面積空調用電負荷達50 W/m2~200 W/m2,能源浪費極為嚴重,而空調的長時間開啟勢必造成供電高峰,甚至燒壞電路和配電設施,導致斷電、停電,威脅城市供電安全,在空調消耗大量能源的同時,更會造成城市熱島效應,加劇環境惡化程度。因此,建筑遮陽作為一種被動措施也越來越受到業界同仁的關注。
   建筑遮陽系統既可以遮擋紫外線和輻射熱,又可以調節可見光,防止眩光;調節自然氣流來改善環境。同時,該系統能有效降低室內溫度,保護人體健康,減少空調的能耗,從而達到節能的目的。 
3.建筑遮陽的形式
   3.1按窗口系統遮陽形式分類
   窗內遮陽系統(纖維質、席簾、布簾)、窗體自身遮陽系統(各種鍍膜玻璃)、窗外遮陽系統(分為綠化遮陽、簡易活動遮陽和建筑構件遮陽)。
   3.2遮陽板形式分類
   其分為水平遮陽、垂直遮陽、綜合式遮陽、擋板式遮陽。選擇何種形式的遮陽需根據地區氣候特點、太陽高度角、緯度、遮陽日期、遮陽時間以及朝向不同來綜合考慮。因此,可調式遮陽板是最適用、最有效的遮陽設施。
   3.3高效智能遮陽分類
   戶外可調鋁合金百葉簾、可伸縮外遮陽篷、戶外卷閘百葉簾、室外透景遮陽織物、太陽能驅動風光感應簾、戶外24 V安全性遮陽簾等。使用哪種遮陽設施,需根據建筑物性質、設計風格和日照規律等進行科學的選擇。 
4.建筑遮陽的設計方法
   4.1利用綠化的遮陽
   對于低層建筑來說,綠化遮陽是一種既有效又經濟美觀的遮陽措施。綠化遮陽可以通過在窗外一定距離種樹,也可以通過在窗外或陽臺上種植攀援植物實現對墻面的遮陽,還有屋頂花園等形式。落葉樹木可以在夏季提供遮陽,常青樹可以整年提供遮陽。植物還能通過蒸發周圍的空氣降低地面的反射,常青的灌木和草坪也能很好地降低地面反射和建筑反射。
   4.1.1建筑周圍植樹
   在建筑周邊一定距離種樹,可以對低層的戶型提供有效的窗口與墻面遮陽。一般適宜選用高大、樹枝伸展較寬、夏天茂盛、冬天落葉的喬木。當利用植物進行窗口遮陽的時候,應當注意不能影響自然通風與采光。在夏季主導風的方向上,不應種植太密的樹木,比如大灌木和喬木,以免降低風速甚至改變風向,造成自然通風受阻。此外,茂密的樹葉也不應靠窗口太近,以免遮擋自然光線的進入。
   4.1.2屋面綠化遮陽
   屋頂花園,隔熱效果是顯著的,同時對于第五立面的美化也有很大的作用。
   4.1.3墻面綠化遮陽
   綠化墻面遮陽,一般選擇爬藤植物如爬山虎、牽?;?、爆竹花等爬墻生長。必要的時候可以搭架拉繩,以輔助其生長。
   4.2結合建筑構件處理的窗口遮陽
   遮陽的基本形式可分為四種:水平式、垂直式、綜合式和擋板式。
   4.2.1水平式遮陽
   這種遮陽形式能夠有效地遮擋高度角較大的、從窗口上方投射下來的陽光。故它適用于接近南向的窗口,低緯度地區的北向附近的窗口。
   4.2.2垂直式遮陽
   垂直式遮陽能夠有效地遮擋高度角較小的、從窗側斜射過來的陽光。但對于高度角較大的、從窗口上方投射下來的陽光,或接近日出、日落時平射窗口的陽光,它不起遮擋作用。故垂直式遮陽主要適用于東北或西北向附近的窗口。
   4.2.3綜合式遮陽
   綜合式遮陽能夠有效地遮擋高度角中等的、從窗前斜射下來
   的陽光,遮陽效果比較均勻。故它主要適用于東南或西南向附近
   的窗口。
   4.2.4擋板式遮陽
   這種形式的遮陽能夠有效地遮擋高度角較小的、正射窗口的陽光,故它主要適用于東西向附近的窗口。在設計遮陽時,應根據建筑所在地區的氣候條件、建筑的朝向、房間的使用功能等因素,綜合進行遮陽設計,可以通過永久性的建筑構件,如:外檐廊、陽臺、遮陽板等,制作永久性遮陽設施。
   4.3專門設置的遮陽設施
   4.3.1活動窗口外遮陽
   固定遮陽不可避免的會帶來與采光、自然通風、冬季采暖、視野等方面的矛盾?;顒诱陉柨梢愿鶕h境變化和個人喜歡,自由的控制遮陽系統的工作狀況。形式:遮陽卷簾、活動百葉遮陽、遮陽篷、遮陽紗幕等。
   1)遮陽卷簾
   窗外遮陽卷簾是一種有效的遮陽措施,適用于各個朝向的窗戶。當卷簾完全放下的時候,能夠遮擋幾乎所有的太陽輻射,這時候進入外窗的熱量只有卷簾吸收的太陽輻射能量向內傳遞的部分。這時候,如果采用導熱系數小的玻璃,則進入窗戶的太陽熱量非常少。此外也可以適當拉開遮陽卷簾與窗戶玻璃之間的距離,利用自然通風帶走卷簾上的熱量,也能有效的減少卷簾上的熱量向室內傳遞。
   2)活動百葉遮陽
   有升降式百葉簾和百葉護窗等形式。百葉簾不但可以升降,還可以調節角度,在遮陽和采光,通風之間達到了平衡,因而在辦公樓宇及民用住宅上得到了很大的應用。根據材料的不同,分為鋁百葉簾、木百葉簾和塑料百葉簾。百葉護窗的功能類似于外卷簾,在構造上更為簡單,一般為推拉的形式或者外開的形式,在國外得到大量的應用。
   3)遮陽篷
   這種類型比較常見,但質量和遮陽效果一般,目前市場使用有些雜亂。
   遮陽紗幕
   遮陽紗幕既能遮擋陽光輻射,又能根據材料選擇控制可見光的進入量,防止紫外線,并能避免眩光的干擾,是一種適合于炎熱地區的外遮陽方式。紗幕的材料主要是玻璃纖維,具有耐火防腐,堅固耐久的特點。
   4.3.2窗口中置式遮陽
   中置式遮陽的遮陽設施通常位于雙層玻璃的中間,和窗框及玻璃組合成為整扇窗戶,有著較強的整體性,一般是由工廠一體生產成型的。
   4.3.3窗口內遮陽
   內遮陽的形式有:百葉窗簾、垂直窗簾、卷簾等。材料則多種多樣,有布料、塑料(PVC)、金屬、竹、木等等。內遮陽也有不足的地方,當采用內遮陽的時候,太陽輻射穿過玻璃,使內遮陽簾自身受熱升溫。這部分熱量實際上已經進入室內,有很大一部分將通過對流和輻射的方式,使室內的溫度升高。
   4.3.4玻璃自遮陽
   玻璃自遮陽是利用窗戶玻璃自身的遮陽性能,阻斷部分陽光進入室內。玻璃自身的遮陽性能對節能的影響很大,應該選擇遮陽系數小的玻璃。遮陽性能好的玻璃常見的有吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃。這幾種玻璃的遮陽系數低,具有良好的遮陽效果。值得注意的是,前兩種玻璃對采光有不同程度的影響,而低輻射玻璃的透光性能良好。 
5.建筑遮陽的發展趨勢
   以新材料、新技術為手段的新一代建筑師正在積極探索新的、更加高效的生態建筑遮陽方式。他們在使用新型材料的基礎上,能夠自動控制和調節,不但加強了遮陽效果,而且與建筑其他功能如采光、通風的協調也大為加強,使遮陽板成為綜合解決遮陽、采光、通風、太陽能利用的多功能構件。
   5.1風、光、雨、溫度或濕度遙感器與活動遮陽產品相結合
   裝上風雨遙感器,可以使活動遮陽產品根據風雨的大小來調節伸出的長度或角度,保護遮陽產品在惡劣環境下減少侵蝕;裝上光、溫度或濕度遙感器,可以根據日照的角度和強度、溫度或濕度的大小,調節外遮陽產品的狀態,盡可能為室內創造最佳的舒適環境。
   5.2光伏發電與建筑遮陽相結合
   目前,很多研究人員正在研究考慮如何很好地綜合建筑遮陽板與太陽能收集器的設計。光伏發電與建筑相結合(BIPV)是光伏發電大規模推廣應用的重要發展方向,而與建筑遮陽相結合是其主要實現形式之一,對于節約建筑能耗、改善室內環境及以可再生能源替代傳統石化能源等具有重要意義。但是由于目前國內市場該技術的應用還不成熟,推廣還存在一定的難度。 
6.結語
   建筑遮陽設計應貫穿在規劃設計、建筑方案、施工圖設計、建筑施工以及日常運行維護的整個過程中,應綜合考慮建筑所處地域的緯度和氣候特點,太陽能利用的不同類型和技術要求來選擇不同的遮陽方式,同時結合建筑造型、平面功能與遮陽部位、構造節點等因素,做到既符合建筑造型和使用功能要求,又滿足高質量的室內健康環境需求。只有這樣,才能真正實現“讓建筑更美麗,讓生活更美好”。

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