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遮阳板在建筑节能中的应用研究
来源: | 作者:bjddzy | 发布时间: 2018-01-21 | 1603 次浏览 | 分享到:
遮阳板在建筑节能中的应用研究摘要:随着科技水平和生活水平的不断提高,人们对建筑物的要求也相应提高。能源资源的紧张使现代建筑在节能上有更大的发展。太阳辐射影响着建筑物的取暖和保温。不同地区在不同的季节对太阳辐射的需求量不同,因此遮阳板在建筑节能中如何发挥最大作用成为亟待解决的问题,本文从遮阳板的功用、设计和具体应用等方面进行相应的研究。
  建筑业随着科技的发展和能源的紧张对技能降耗有更高的要求。太阳辐射是影响建筑物功能的重要因素。所以,为了降低建筑物的功能负荷,降低夏季太阳辐射,遮阳板应运而生。遮阳板的具体应用要综合老了多方面的因素,怎么样在建筑节能中更好地应用遮阳板是现在建筑行业思考和研究的大问题。

  一、遮阳板的功用
  遮阳板是建筑技能遮阳系统的重要构成部分之一,这样效果非常明显,遮阳板的良好遮光效果和对光线的调节作用使人们对遮阳板使用越来越重视。具体来说,遮阳板对建筑节能的作用体现在以下几个方面:
  遮阳板有效降低能耗。我国夏季普遍高温,太阳辐射对建筑物的影响非常大,对遮光和降温的要求很大。遮阳板在夏季起到了非常重要的遮光和降温效果,能使夏季空调和电冰箱等的能耗在没有遮阳板的情况下降低30%左右。在冬季我过北方寒冷大风的情况下可以做到保温和防风的作用。较大程度上保持室内温度,降低对取暖器的需求程度和耗电量。在冬夏季调节着室内温度,达到节能的效果。
  调节太阳光线,提高居住的舒适度。遮阳板不仅仅减少了太阳辐射对室内的直接作用,避免强光,也柔和了太阳光照,太阳辐射直接对遮阳板的作用,遮阳板经过漫反射再把光线带入室内,取得了良好的柔化阳光的作用。这样人们的视觉效果会好很多,眼睛得到了一定的保护,提高了人们的生活质量。
  避免光污染。现代的建筑大多是高楼,外墙窗户都是大面的玻璃,那么在太阳辐射和玻璃反射的作用下,对相邻或者对面的建筑产生眩光,造成光污染。遮阳板的应用在建筑物中能够防止阳光的强烈直射产生的眩光,分散玻璃墙体的放射光,减少光污染。
  二、遮阳板的设计
  遮阳板是建筑物的外部遮阳措施,在具体应用中以水平式,垂直式,挡板式和综合式四种基本形式出现。在遮阳板的设计中要对建筑物的朝向,所在地区的纬度和太阳高度角年变化,遮阳的时间等方面进行综合考虑。选用哪种形式的遮阳板构造由窗户的朝向决定,例如,朝南的窗口多使用水平式遮阳板,东西窗户多使用挡板式遮阳板,偏北窗户使用垂直遮阳方式。东南和西南方向使用综合式遮阳。这是由于我国处于北半球,绝大部分地区在北回归线以北,大多数太阳辐射是从南边照射过来,所以地理位置决定了我国遮阳板的基本形式。
  遮阳板的尺寸,具体包括了宽度,侧面长度和其与窗顶的相对位置,首先要通过对遮阳基本尺寸进行计算来得出遮阳的精确尺度并付诸设计。如果遮阳板的尺寸设计不当,对建筑物的影响就是负面的,如果设计的尺寸不够,那么夏季起不到足够的隔热降温作用,如果设计的尺寸过大,那么建筑物在冬季就会缺乏足够的太阳辐射。理想的遮阳板尺寸要根据建筑物所在地点冬下两季的太阳高度角变化进行分开计算,设计成夏季保证遮阳,冬季保证采暖保温的尺度。通过建筑物所处的高度角和建筑物的纬度角与太阳时角的关系对遮阳板的尺寸作出相应分析,使遮阳板的运用更好的实现节能功能。具体可以根据遮阳板与建筑物外围的水平进深,遮阳板的纵向间距三者满足W=S*cos(ө)*ctg(α)公式。(W是遮阳板进深尺寸,S是遮阳板垂直间距,ө是太阳方位角度与法线的夹角,α是指太阳高度角)满足这个公式的遮阳板尺寸才能同时满足冬夏两季的要求。
  遮阳板在设计后的安装还要考虑到太阳高度角。要根据不同季节的具体情况对遮阳板的安装进行设计,满足建筑节能和人们的生活需求。夏季太阳高度角较高时,要避免太阳光的直接射入,安装时考虑太阳光照找到窗户下边沿位置,冬季太阳高度较高时考虑的是阳光能否可以直接照入室内,所以安装时考虑太阳光线找到窗户的上边沿位置保证采光。
  三、遮阳板的具体应用实例及注意问题
  (一)我国南方城市大理为例,遮阳尺寸的合理取值
   为达到实际生活中遮阳节能的作用,遮阳板的纵向尺寸起码应该不小于1.7米。一般的建筑住宅层高在3米左右,所以1.7米的初读在实际工程施工和建筑美学上都不符合要求,所以遮阳板额度尺寸可以不用理论规定的尺度,只要能兼顾冬夏两季的光照要求就可以了。
  大理是我国的南方城市,所以大理地区遮阳板重点考虑的是夏季的遮阳问题。大理地区建筑的遮阳板纵向尺寸用公式a= 0.084sinφ+0.697cosφ。
  以大寒日计算,上午九点到下午三点的取值计算,运用计算公式
  进行计算,得出大理地区的遮阳板横向尺度的合理范围是
  可以得出,遮阳板的竖向尺寸与φ角的关系是负相关,横向尺寸和φ角的关系式正相关。所以在建筑安装中,要注意遮阳板横向和纵向的尺寸,并结合大理地区的太阳高度角变化和气候海拔等条件进行合理设计安装。
  (二)遮阳板在建筑节能应用中的问题
   目前,遮阳板的应用在建筑物中具有普遍性和技术性,但是,遮阳板毕竟是建筑物外部相对独立的结构,肯定对建筑物存在一定的影响,具体来说,有以下问题。
   遮阳板影响室内的通风。遮阳设施对风速有阻挡作用。有分析数据研究表明,遮阳板存在使风速减少20%-50%。而且遮阳设施对窗户玻璃接收的上升热空气有阻挡作用,散热功能受到影响,所以在遮阳板的设计上要注意通风问题。研究显示,将遮阳板提升到窗户上沿20厘米,可以有效减少遮阳板产生的热空气流入室内。
  外遮阳板对室内采光有所影响。窗户的主要作用使利用自然光线对室内进行照明。遮阳板在挡住太阳辐射的同时,对室内自然光照明也有很大影响。所以要采用新型形式和材料的遮阳板,及挡住太阳辐射,又能充分利用太阳光线照明。现在有些建筑物的遮阳板采用镂空的形式,在遮阳同时又保证充足自然光线照明,所以,镂空遮阳板是今后建筑节能遮阳板的一种很有前景的发展方向。
  施工技术问题影响遮阳板的作用。遮阳板在我国的发展历史还是比较久,但是由于建筑材料和建筑形式风格的变化,遮阳板的材料和形式也随之发展,就现在而言,遮阳板的施工技术问题仍然是影响遮阳板作用发挥的重要因素,提别活动遮阳板。建筑师在方案设计阶段要和遮阳板生产厂家做好沟通协调工作,保证这样效果的同时还要全面考虑安全性和耐用性。
   在建筑中遮阳板的尺寸选择不够合理。就目前建筑业情况来看,还没有一套完整全面的应用程序来计算不同地区,不同建筑物的遮阳板尺寸,遮阳板的性价比低。现目前以有不少能耗模拟软件帮助选择,但是由于软件的复杂性和高技术性,在推广使用上有一定难度。所以,亟待解决的问题是进行简易软件的开发和推广,根据不同地区和不同形式的建筑物选择不同的遮阳板尺寸和形式,再进行能耗模拟试验,为建筑设计和安装提供最可靠的方案。