建筑卷帘外遮阳节能特性分析

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时间：2016-06-15 21:00:51

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建筑卷帘外遮阳节能特性分析　　节能：1、引言　　在夏季，室内的空调负荷主要来自窗户进入室内的太阳辐射热，采取有效的遮阳措施是减少太阳辐射最有效的方法。因此，在空调建筑的负荷和建筑

　　节能：1、引言

　　在夏季，室内的空调负荷主要来自窗户进入室内的太阳辐射热，采取有效的遮阳措施是减少太阳辐射最有效的方法。因此，在空调建筑的负荷和建筑节能计算中，遮阳的计算是很重要的。建筑物遮阳方法可以分为三大类：外遮阳、特性玻璃和内遮阳。外遮阳可以由永久性的建筑遮阳构造，如遮阳板、遮阳挡板、屋檐等，也可以是活动、可调节的，如百叶、活动挡板、卷帘等。这些遮阳构造在传统建筑中使用是很普遍的。特性玻璃是采用现代玻璃镀膜技术，使窗玻璃可以对入射的太阳光进行选择，起到尽量多的引入可见光，同时减小红外光进入室内。特性玻璃已经成为现代节能建筑设计的重要手段之一。

　　常见的内遮阳有内窗帘、百叶窗、内贴膜、各种特种纤维防晒卷帘等。不考虑其在设计和功能上的需求，内遮阳的节能效果总体上不如前面的两种方法，通常只有在无法采用前面的两种方法时，内遮阳才会被作为一种节能的补救措施。这些遮阳措施都有不同的遮阳特性，可以满足不同程度的遮阳需要。各种遮阳设施采用的目的都是降低进入室内的太阳直射和散射辐射的热量。更具体地说，是在不减少可见光进入室内的情况下，有效地减少红外线辐射。

　　采用以上这些遮阳方法无疑会降低太阳辐射的热量，但减少的量为多少，怎样评价这些遮阳措施的效果却还没有明确的标准。在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中规定，外窗（包括阳台门透明部分）面积不应过大，外窗宜设置活动外遮阳；《民用建筑热工设计规范》规定，空调建筑的向阳面，特别是东、西向窗户，应采取热反射玻璃、反射阳光涂膜、各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施；《采暖通风与空气调节设计规范》规定空调房间应尽量减少外窗的面积，并应采取遮阳措施。对于特定的遮阳方法和设备的遮阳系数的相关定义和计算方法在《公共建筑节能计算标准》中有明确的规定。

　　2 、遮阳系数

　　在设计中，为了便于计算和定量分析各种遮阳措施对于建筑负荷和能耗的影响，通常采用遮阳系数作为一种计算参数。一般遮阳系数定义如下：

　　事实上，遮阳系数并不是个常数，随着它与太阳入射夹角（由太阳高度、方位角和窗表面的法线夹角）的变化而变化，这是其材料特性。对于某些建筑结构的外遮阳来说，一天中太阳位置（高度、方位角）随着时间的变化会使一部分太阳光束“漏”进室内，这就是它们的几何特性。同样，对于活动是可调节的内、外遮阳设备和材料，它们的遮阳系数既是使用调节的函数，又是时间（即太阳的位置）的函数，同时，遮阳设备的开启和调节会按照室内环境状态参数的变化（如照度、温度）而进行。因此，采用遮阳系数只是一个工程中的近似算法。工程中常用的遮阳系数通常采用实验测定和计算机模拟等方法来确定。

　　目前，国内外常用的遮阳系数的试验测定方法有采用量热器或防护热箱的对比法。量热器或防护热箱，应严格按照遮阳系数的定义来设计和使用。量热器对比法通常适用于体积小的平面内，由于采用实际尺度的房间和空调机恒温，计量箱和防护热箱对比法不仅可以确定材料的遮阳系数，也可以标定材料、结构部件和遮阳设备内、外的遮阳系数。

　　近年来，由于计算机能耗模拟技术在节能优化方案、绿色建筑评估、LEED 认证等等方面的应用越来越广泛，而大部分计算机能耗模拟软件需要将遮阳系数Sc 作为一个建筑材料的固定的输入参数。虽然，窗和玻璃的遮阳系数Sc 可以从设备和材料样本或设计手册中获取，但是，很多情况下，有些特殊材料且不同材质的遮阳卷帘，特殊建筑构件等的遮阳系数往往无法从上述的途径中找到。因此，计算机模拟遮阳系数逐渐成为一种获取材料和建筑构件遮阳系数的实用方法。

　　用计算机能耗模拟软件确定某建筑结构和材料的遮阳系数与试验测定法在原理上是相同的。计算机模拟法同样也是一种对比法，即按照定义建立两个几何形状和墙体材料恒等的房间模型，其中一个房间的窗口安装待测的遮阳材料、结构或设备，另一个房间的窗口安装3mm 厚的标准玻璃，在设定房间温度的情况下运行，两个房间的冷负荷之比就是该种材料、结构或设备的遮阳系数。由于是在虚拟环境中进行，计算机模拟系统可以不受实际尺度、测试条件及遮阳设备的限制，为便于分析，甚至可以提供在实际条件下不能达到的假设，比如房间的墙体内表面吸热系数为0、外表面绝热时间常数为0 等，可以避免采用量热器或防护热箱对比法测试中热平衡和设备标定的困难。所以，采用计算机模拟软件确定的遮阳系数应该是可靠的。必须指出的是，除了采用平面满盖窗口的遮阳材料以外，试验测定法和计算机模拟确定的结构和可调节外遮阳的遮阳系数是受到时间、建筑的朝向、地域和使用条件等因素限制的。