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遮陽板在建筑節能中的應用研究
來源: | 作者:bjddzy | 發布時間: 2018-01-21 | 4320 次瀏覽 | 分享到:
遮陽板在建筑節能中的應用研究摘要:隨著科技水平和生活水平的不斷提高,人們對建筑物的要求也相應提高。能源資源的緊張使現代建筑在節能上有更大的發展。太陽輻射影響著建筑物的取暖和保溫。不同地區在不同的季節對太陽輻射的需求量不同,因此遮陽板在建筑節能中如何發揮最大作用成為亟待解決的問題,本文從遮陽板的功用、設計和具體應用等方面進行相應的研究。
  建筑業隨著科技的發展和能源的緊張對技能降耗有更高的要求。太陽輻射是影響建筑物功能的重要因素。所以,為了降低建筑物的功能負荷,降低夏季太陽輻射,遮陽板應運而生。遮陽板的具體應用要綜合老了多方面的因素,怎么樣在建筑節能中更好地應用遮陽板是現在建筑行業思考和研究的大問題。

  一、遮陽板的功用
  遮陽板是建筑技能遮陽系統的重要構成部分之一,這樣效果非常明顯,遮陽板的良好遮光效果和對光線的調節作用使人們對遮陽板使用越來越重視。具體來說,遮陽板對建筑節能的作用體現在以下幾個方面:
  遮陽板有效降低能耗。我國夏季普遍高溫,太陽輻射對建筑物的影響非常大,對遮光和降溫的要求很大。遮陽板在夏季起到了非常重要的遮光和降溫效果,能使夏季空調和電冰箱等的能耗在沒有遮陽板的情況下降低30%左右。在冬季我過北方寒冷大風的情況下可以做到保溫和防風的作用。較大程度上保持室內溫度,降低對取暖器的需求程度和耗電量。在冬夏季調節著室內溫度,達到節能的效果。
  調節太陽光線,提高居住的舒適度。遮陽板不僅僅減少了太陽輻射對室內的直接作用,避免強光,也柔和了太陽光照,太陽輻射直接對遮陽板的作用,遮陽板經過漫反射再把光線帶入室內,取得了良好的柔化陽光的作用。這樣人們的視覺效果會好很多,眼睛得到了一定的保護,提高了人們的生活質量。
  避免光污染?,F代的建筑大多是高樓,外墻窗戶都是大面的玻璃,那么在太陽輻射和玻璃反射的作用下,對相鄰或者對面的建筑產生眩光,造成光污染。遮陽板的應用在建筑物中能夠防止陽光的強烈直射產生的眩光,分散玻璃墻體的放射光,減少光污染。
  二、遮陽板的設計
  遮陽板是建筑物的外部遮陽措施,在具體應用中以水平式,垂直式,擋板式和綜合式四種基本形式出現。在遮陽板的設計中要對建筑物的朝向,所在地區的緯度和太陽高度角年變化,遮陽的時間等方面進行綜合考慮。選用哪種形式的遮陽板構造由窗戶的朝向決定,例如,朝南的窗口多使用水平式遮陽板,東西窗戶多使用擋板式遮陽板,偏北窗戶使用垂直遮陽方式。東南和西南方向使用綜合式遮陽。這是由于我國處于北半球,絕大部分地區在北回歸線以北,大多數太陽輻射是從南邊照射過來,所以地理位置決定了我國遮陽板的基本形式。
  遮陽板的尺寸,具體包括了寬度,側面長度和其與窗頂的相對位置,首先要通過對遮陽基本尺寸進行計算來得出遮陽的精確尺度并付諸設計。如果遮陽板的尺寸設計不當,對建筑物的影響就是負面的,如果設計的尺寸不夠,那么夏季起不到足夠的隔熱降溫作用,如果設計的尺寸過大,那么建筑物在冬季就會缺乏足夠的太陽輻射。理想的遮陽板尺寸要根據建筑物所在地點冬下兩季的太陽高度角變化進行分開計算,設計成夏季保證遮陽,冬季保證采暖保溫的尺度。通過建筑物所處的高度角和建筑物的緯度角與太陽時角的關系對遮陽板的尺寸作出相應分析,使遮陽板的運用更好的實現節能功能。具體可以根據遮陽板與建筑物外圍的水平進深,遮陽板的縱向間距三者滿足W=S*cos(?)*ctg(α)公式。(W是遮陽板進深尺寸,S是遮陽板垂直間距,?是太陽方位角度與法線的夾角,α是指太陽高度角)滿足這個公式的遮陽板尺寸才能同時滿足冬夏兩季的要求。
  遮陽板在設計后的安裝還要考慮到太陽高度角。要根據不同季節的具體情況對遮陽板的安裝進行設計,滿足建筑節能和人們的生活需求。夏季太陽高度角較高時,要避免太陽光的直接射入,安裝時考慮太陽光照找到窗戶下邊沿位置,冬季太陽高度較高時考慮的是陽光能否可以直接照入室內,所以安裝時考慮太陽光線找到窗戶的上邊沿位置保證采光。
  三、遮陽板的具體應用實例及注意問題
 ?。ㄒ唬┪覈戏匠鞘写罄頌槔?,遮陽尺寸的合理取值
   為達到實際生活中遮陽節能的作用,遮陽板的縱向尺寸起碼應該不小于1.7米。一般的建筑住宅層高在3米左右,所以1.7米的初讀在實際工程施工和建筑美學上都不符合要求,所以遮陽板額度尺寸可以不用理論規定的尺度,只要能兼顧冬夏兩季的光照要求就可以了。
  大理是我國的南方城市,所以大理地區遮陽板重點考慮的是夏季的遮陽問題。大理地區建筑的遮陽板縱向尺寸用公式a= 0.084sinφ+0.697cosφ。
  以大寒日計算,上午九點到下午三點的取值計算,運用計算公式
  進行計算,得出大理地區的遮陽板橫向尺度的合理范圍是
  可以得出,遮陽板的豎向尺寸與φ角的關系是負相關,橫向尺寸和φ角的關系式正相關。所以在建筑安裝中,要注意遮陽板橫向和縱向的尺寸,并結合大理地區的太陽高度角變化和氣候海拔等條件進行合理設計安裝。
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   目前,遮陽板的應用在建筑物中具有普遍性和技術性,但是,遮陽板畢竟是建筑物外部相對獨立的結構,肯定對建筑物存在一定的影響,具體來說,有以下問題。
   遮陽板影響室內的通風。遮陽設施對風速有阻擋作用。有分析數據研究表明,遮陽板存在使風速減少20%-50%。而且遮陽設施對窗戶玻璃接收的上升熱空氣有阻擋作用,散熱功能受到影響,所以在遮陽板的設計上要注意通風問題。研究顯示,將遮陽板提升到窗戶上沿20厘米,可以有效減少遮陽板產生的熱空氣流入室內。
  外遮陽板對室內采光有所影響。窗戶的主要作用使利用自然光線對室內進行照明。遮陽板在擋住太陽輻射的同時,對室內自然光照明也有很大影響。所以要采用新型形式和材料的遮陽板,及擋住太陽輻射,又能充分利用太陽光線照明?,F在有些建筑物的遮陽板采用鏤空的形式,在遮陽同時又保證充足自然光線照明,所以,鏤空遮陽板是今后建筑節能遮陽板的一種很有前景的發展方向。
  施工技術問題影響遮陽板的作用。遮陽板在我國的發展歷史還是比較久,但是由于建筑材料和建筑形式風格的變化,遮陽板的材料和形式也隨之發展,就現在而言,遮陽板的施工技術問題仍然是影響遮陽板作用發揮的重要因素,提別活動遮陽板。建筑師在方案設計階段要和遮陽板生產廠家做好溝通協調工作,保證這樣效果的同時還要全面考慮安全性和耐用性。
   在建筑中遮陽板的尺寸選擇不夠合理。就目前建筑業情況來看,還沒有一套完整全面的應用程序來計算不同地區,不同建筑物的遮陽板尺寸,遮陽板的性價比低?,F目前以有不少能耗模擬軟件幫助選擇,但是由于軟件的復雜性和高技術性,在推廣使用上有一定難度。所以,亟待解決的問題是進行簡易軟件的開發和推廣,根據不同地區和不同形式的建筑物選擇不同的遮陽板尺寸和形式,再進行能耗模擬試驗,為建筑設計和安裝提供最可靠的方案。
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