摘要:文章通過對遮陽作用的分析,提出遮陽在建筑節能中發揮著重要的作用,探討了通過傳統遮陽方法和現代技術的結合,創造運用生態理念的節能建筑。
關鍵詞:遮陽;節能;建筑
目前,我國的房屋建筑正處于歷史高峰期,除工業建筑外,我國城鄉既有建筑總面積達400多億m2,這些建筑在使用過程中,要不斷消耗大量的能源,建筑能耗占全國總能耗近30%。據預測,到2020年,城鄉還將新增建筑面積約300億m2,隨著經濟的發展,建筑能耗必將對我國的能源消耗造成長期的、巨大的影響。因此,建筑節能的任務是提高效率,減少浪費。
1、遮陽的意義
我國北方地處典型的大陸性氣候帶,冬季采暖和夏季制冷的高能耗以及相應的建筑及設備的高成本,要求建筑本身應該對氣候的變化作出反應,通過建筑外界面實現建筑的應變能力。現代的建筑物,尤其是大型辦公建筑,為了最大限度的利用太陽光來改善室內環境,往往會使用大面積的窗戶甚至是玻璃幕墻。美國研究人員分別對通過墻體與玻璃進入室內的太陽輻射量進行對比結果顯示,通過玻璃進入室內的太陽輻射量是墻體的30倍以上。而如果采取一定的遮陽措施,熱量通過將明顯減少,大約只占原通過量的1/3左右,可見適當的遮陽設計對減少太陽輻射是十分有效的。同時遮陽板可以避免陽光直射,產生眩光和房間局部過熱,改善室內光環境質量。
2、遮陽的形式
我國自古就有各種木百頁、窗格及各種席簾形式的遮陽措施應用在不同形式的建筑上。
(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)。
(2)遮陽板形式分類: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)高效智能遮陽分類:戶外可調鋁合金百葉簾、可伸縮外遮陽蓬、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24V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。
3、遮陽的效果
遮陽對防止室內溫度上升有明顯作用。據國內有關人員試驗,在閉窗的情況下,有無遮陽,室溫最大差值達2℃,平均差值1.4℃。而且有遮陽時,房間溫度波幅值較小,室溫出現最大值的時間延遲,室內溫度場均勻。另有一項法國研究報告顯示,夏季使用室外遮陽簾(高效遮陽織物),最大降低溫度可達5℃~15℃,減少空調的使用率。而在寒冷的冬季,屋內熱量經玻璃窗將損失13%,遮陽簾的使用能有效地防止室內熱量通過玻璃窗流失,有助于保持室內的溫暖。
從總的節能效果上講,外遮陽是性能最突出的遮陽方法,與內遮陽相比,制冷能耗可降低83%~88%,最大制冷功率可降低17%。
4、遮陽的應用
2004年5月在設計百福學校教學樓教室南向外窗上設置了水平遮陽板。目前該工程已投入使用,在夏末進行工程回訪時,校方對遮陽板的設計表示很滿意,設置遮陽板的教室比沒有遮陽措施的教室夏季明顯涼爽一些,室溫差值約有2℃。2006年初東明辦公樓方案設計時,為大幅度降低陽光輻射對室溫的影響,充分考慮辦公建筑的特點,決定采用水平百頁挑板遮陽方案,百頁間的通風縫隙在夏季使用空調關閉窗戶時有利于自然通風帶走外墻表面的熱量,降低空調制冷負荷。目前該工程正在實施建設中。
現代辦公建筑的遮陽設計多采用一些輕巧、美觀、便于安裝、清潔維護的產品。例如外立面上的穿孔鋁板,由于鋁板中空,在夏季可以更好地降低熱負荷,分散熱能。在居住建筑或者小型公建中,大多采用收放自如、方便快捷的內遮陽與綠化遮陽相結合的形式。上海生態住宅示范樓為達到“零(低)能耗”目標,采用了多種高效智能遮陽系統,使外窗的綜合遮陽系數達到0.4。
5、結語
再先進的科學技術也難以彌補人類對自然環境的破壞和能源的浪費,更重要的是通過建筑專業人員及各行業共同努力,造就一個節能社會,大家都自覺地節約社會資源,為人類創造良好的生存空間。
文章作者: 滿志新,張敬暖,鄭玉達