建筑遮阳与绿色建筑

编辑:杭州建筑设计公司      发布时间:2018-05-21

  建筑遮阳是绿色建筑的重要环节外门窗是建筑围护结构的重要组成部分,也是建筑能耗损失的薄弱环节。外窗具有观望、透光、通风等功能,建筑遮阳与建筑外门窗的有机结合,提高了建筑围护结构的热工性能,也体现了以人为本的设计初衷和对室内热环境以及视觉舒适度起到积极的作用。

  目前,我国大多数建筑还没有考虑到外窗的遮阳设施设计,而建筑遮阳对于绿色节能建筑起到的积极作用更少人问津。

  建筑遮阳对环境保护和节能减排的贡献 夏季强烈的太阳辐射是高温热量之源。大量太阳辐射从玻璃窗进入室内,使室温增高,人们不得不在室内加大空调功率。空调负荷便主要用于排出进入室内的太阳辐射得热。用空调器从室内“搬”到室外的热量又加热了建筑物外围的空气,众多空调器的如此“搬运”形成了城市“热岛效应”,对局地气候环境起着恶性循环的推动作用。把夏季强烈的太阳辐射热阻挡在室外,而不是先让热量进入室内再用能量制冷低消后排到室外,对此建筑外遮阳起到了关键作用。建筑外遮阳还具有通风功能,在遮挡太阳辐射热和眩光进入室内的同时,为室内自然通风提供了条件,使室内得到了理想的热舒适环境。

  采用建筑外遮阳,为室内提供了理想的热舒适环境,有利于人们提高工作、学习效率,生活环境质量得到提高;建筑外遮阳还可以减少空调的使用,有些北方地区的城市建筑可以大大减少甚至不使用空调,免去了空调费用,对节能减排的作用不可低估。

  冬季夜晚的寒风是降低室内温度的重要因素。我国北方单位建筑面积采暖能耗远高于相同气候条件下的发达国家,其中窗户能耗太高是问题的关键,冬季窗户耗能约占建筑采暖耗能的一半。我国北方大部分地区冬季,特别是冬季夜晚,冬季昼夜温差大,温度很低。室内采暖的大量热量从保温较差的玻璃窗户逸出,造成室温下降,供热部门不得不增加采暖供热量。冬季夜晚,采用具有防寒保温作用的建筑外遮阳设施,加上遮阳帘与玻璃窗之间的空气保温层,可以对室内起到保温作用,保温性能提高约一倍。

  建筑外遮阳还有保护私密性、避免眩光、降低噪音、防盗和装饰等作用;免去了在外窗或阳台安设防盗网的费用,还建筑物本身的风格,使小区甚至整个城市的市容整洁清新,体现了人居环境本来面貌。

  建筑遮阳对于削减电力高峰负荷作用值得重视 空调制冷用能已经成为我国夏季用电高峰的关键因素。每年夏季,空调的使用造成城市用电负荷高峰,约占当地总功率的30〜40%,常导致拉闸限电。过高的电力高峰负荷,对于电站和电网设施的经济和安全运行非常不利。过了两三个月的夏季电力高峰时段,大批极端昂贵的电力设施却闲置不用,造成浪费严重。若采用遮阳设施,对于降低空调制冷能耗和削减电力高峰负荷都能够起到积极的作用。

  欧盟组织对建筑遮阳在建筑能耗方面的调研统计 “欧洲遮阳组织”于2005年12月发表了研究报告《欧盟25国遮阳系统节能及CO2减排》。据欧盟相关部门的统计:采用了建筑遮阳设施,就能够有效降低建筑能耗,冬季采暖能耗降低10%、夏季制冷能降低25%。这些数字用另一组数字解读,即为:减少了制冷能耗>3100万吨油当量/年并减少CO2排放>8000万t/年;减少了采暖能耗>1200万t油当量/年并减少CO2排放>3100万t/年。

  欧洲各国十分重视对建筑遮阳方面的研究,不仅对不同地区的建筑采用遮阳,对于减少空调和采暖的需求做了深入的研究计算,并且按照不同的建筑类型、主要朝向、用户习性、窗户种类、遮阳设施、气候条件的多种典型情况进行组合,得出的制冷与采暖节能结果综合数据,为建筑设计部门和遮阳生产企业提供参考。尽管建筑所处气候区、典型建筑设计及遮阳设施各有不同,但是,设置遮阳对于减少制冷能耗需求的效果比减少采暖能耗需求的效果明显。一般情况下,对制冷能耗来说,设置遮阳对纬度较低的地区能耗需求降低较多;对采暖能耗来说,设置遮阳对纬度较高的地区能耗需求降低较多。

  欧盟国家对于建筑遮阳产品标准也十分完善,5年左右就会进行修改,遮阳标准中对于热舒适和视觉舒适方面也有具体规定。

  日照强烈的意大利,对于建筑外遮阳更是重视:没有遮阳的建筑即便是出租都租不出去,更不要说购买了,根本没有市场;而意大利的建筑外遮阳设施与外窗的设计和制造是以工业化生产形式,在工厂同步完成的。这样的遮阳产品,其寿命与外窗一致,需要维修和更换时,也十分方便、配套。其材质和色彩与建筑物保持一致,不影响建筑风格的体现。

  建筑遮阳类型

  在国外,特别是欧洲国家,建筑遮阳经过长期的发展,产品极为丰富。我国建筑遮阳产品发展也十分迅速,产品门类、品种和款式方面与发达国家没有太大差距,国外常用的遮阳产品,一般国内都有。

  建筑遮阳方式 按照在建筑围护结构上使用的部位,建筑遮阳分为外遮阳、内遮阳和中间遮阳。

  外遮阳 :外遮阳是一种在金属外壳中填充硬泡聚氨酯,并在百叶条之间设计有通风间隔的建筑外遮阳活动金属百叶卷帘,是可以安设于居住建筑和公共建筑上较理想的设施。建筑外遮阳把夏季灼热的太阳辐射热和冬季寒冷的北风阻挡在室外,有利于保持室内热舒适度,对减低空调制冷和采暖能耗起到重要作用。但是在我国,不论是公共建筑还是居住建筑,使用外遮阳设施的范例还很少,1/2的采暖或制冷能源通过外门窗损失掉,同时失去的还有室内热舒适和视觉舒适环境。

  我国北京和南方一些大中城市,已有部分公共建筑利用结构作为外遮阳的遮阳方式。建筑师在设计建筑风格的同时,考虑到了建筑外遮阳,但为数不多。还有一些大型公共建筑是以考虑建筑风格或建筑造型的变化为主。

  内遮阳 :内遮阳是设置在建筑开口部位内部(窗户)的遮阳装置的总称,包括遮阳软卷帘、卷帘百叶等。内遮的不足在于,当太阳辐射热或寒风进入到室内,对室内的热环境造成不良影响后,再使用能源将其“搬出”。同时,使用内遮阳还应考虑在外窗设置一个通风窗口,把存在于外窗与内遮阳设施的热空气随时“搬出”室外。

  内遮阳使用在玻璃幕墙建筑,也会起到作用,但保温隔热效果不理想,从外面看去,又像透明的建筑立面上补上了许多补丁。

  中间遮阳 :中间遮阳的做法,可以是在双层玻璃幕墙中间设置可调节的遮阳百叶帘,或中空玻璃内置遮阳百叶,也可以在中空玻璃窗内侧玻璃朝向室外的一侧或贴、或Low-E 涂层,或直接使用Low-E 玻璃。中间遮具有相当的优越性。鉴于我国居住建筑高层和超高层居多的状况,为安全起见,可以采用中间遮阳形式。中间遮阳免去了外设或内置遮阳设施的麻烦,安全整洁。

  不论是外遮阳、内遮阳还是中间遮阳,都会对室内起到遮阳的作用,但是效果最好的是建筑外遮阳。

  建筑遮阳产品类型 建筑遮阳品种可分为百叶帘、百叶窗、卷帘、遮阳篷、天篷帘、遮阳板(挡板、翻板)、花格等。其中百叶帘、百叶窗、卷帘都可以用于外遮阳或内遮阳;曲臂遮阳帘一般设在建筑门窗外侧,以曲臂调节遮阳帘伸展程度;天篷帘多用于公共建筑屋顶天窗外侧或内侧,遮挡从玻璃天窗射入的太阳热量,也常用于公共建筑中庭。

  建筑遮阳产品材料 目前,用作建筑遮阳材料的有金属、织物、塑料、木材和玻璃等。

  有的织物面料在从化学原材料拉丝制作纤维的过程中着色,其光照色牢度、耐气候性、自洁防污性能都十分理想。还具有重量轻、易收放、色泽多样、价格低廉等优点。

  塑料和玻璃材质的遮阳产品也越来越多地出现在遮阳市场。具有一定科技含量的塑料和玻璃材料,在多种造型、容易加工和回收再利用方面具有优势。

  遮阳产品操作方式 遮阳产品操作方式分为电动和手动。电动操作可以单控、群控、智能控制。智能控制的遮阳产品可随太阳高度角、天气状况或使用者意愿调节。遮阳产品可由电动或手动操作卷起、折叠、收放,也有可转动角度的水平百页与垂直百叶,伸缩自如,翻转至任何角度或停留在任何位置,帘体收起时可完全进入窗帘盒内。

  建筑遮阳的几点启示

  建筑遮阳与建筑外门窗结合,是建筑围护结构的重要组成部分。对于提高室内热舒适和视觉舒适影响重大,对降低夏季制冷能耗和冬季采暖能耗的贡献十分显著。建筑遮阳潜在的市场空间和发展前景也十分可观。

  随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高,我国采暖和空调的使用越来越多。冬季建筑采暖从北方地区正在向夏热冬冷地区推进;夏季空调制冷从南方地区也在不断向北方甚至严寒地区发展。因此,我国建筑能源消耗也在不断增长。能耗增长的同时,对空气污染和环境破坏已经从另一方面制约了我国经济发展的步伐。采用建筑遮阳设施,在维护室内舒适度的同时,还降低了冬季采暖和夏季空调制冷的能耗,在北方夏季,甚至还可以少用或不用空调制冷;在南方冬季,甚至还可以少用或不用空调采暖,对于减低建筑能耗的确是一举几得的措施。

  提高对建筑遮阳观念的认识 采用建筑遮阳设施对节能减排的效果突出。提高对建筑遮阳的认识,积极倡导建筑遮阳十分重要。

  我国建筑能耗的1/2是通过建筑外门窗损失掉的。欧盟相关部门的统计也表明,采用了建筑遮阳设施,能够有效降低建筑能耗,冬季采暖能耗降低10%、夏季制冷的能耗降低25%。建筑遮阳与室内热舒适环境和视觉舒适关系密切,有利于整洁市容,对节能减排、保护环境和可持续发展的贡献不可低估。

  设立专项课题对建筑遮阳进一步研究 建筑遮阳设计应该与建筑设计同步进行,根据具体情况采取建筑遮阳措施,分别研制出适用于公共建筑和居住建筑的建筑遮阳产品,并能够与建筑风格匹配;建筑遮阳产品还应该与门窗设计部门结合,研制开发门窗产品与遮阳设施相结合的、便于维修更换的一体化产品由工业化生产线生产,克服遮阳设施的安全隐患。

  重视建筑遮阳标准和图集的编制工作 我国建筑节能设计标准体系继续完善、建筑遮阳标准的编制逐步受到重视,建筑遮阳标准也渐成体系,应该抓紧编制全国和地方的建筑遮阳标准图集。政府主管部门应抓紧开发和研制出与不同建筑类型、功能配套的遮阳产品,使遮阳产品更快地为绿色建筑结合,服务于室内舒适环境和节能减排的需要。

  建筑遮阳是既有建筑节能改造的重要环节 随着我国建筑节能工作的不断深入,我国大量的既有建筑节能改造正在逐步展开,结合非节能窗的更换,安设遮阳设施,是解决建筑外门窗能耗大的重要举措。

  向发达国家学习先进的税收政策 欧洲国家采用建筑遮阳设施百年尤存,必然有其存在的道理。

  欧洲许多国家地理位置和气候条件均优于我国,尚且注重环境保护和能源消耗。我国幅员广阔,气候条件复杂,更应注意因地制宜地解决建筑的宜居性和内室热舒适环境,把有限的能源高效率利用,减缓能耗负担,即满足我国国民经济迅猛发展,又为人民群众创建美好生活家园,为人们提供更加良好的生存和发展条件。

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