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建筑遮阳与绿色建筑分析

 论文栏目:绿色建筑论文     更新时间:2017/9/13 15:58:44   

【摘要】本文通过建筑遮阳的意义,阐述了建筑遮阳是绿色建筑的重要组成部分,对建筑节能、低碳环保发挥着至关重要的作用。用建筑遮阳的方式及应用展现了目前遮阳的市场运用形式并对建筑遮阳的未来发展趋势进行了分析与思考。

【关键词】绿色建筑;建筑遮阳;遮阳方式;节能减排

随着社会经济的迅速发展,日益严重的生态问题,能源的过度消耗已成为全球关注的焦点问题。《BP世界能源展望》指出,2014~2035年的全球能源需求预计增长34%,并预测到2035年中国将占世界能源消费总量的25%。我国是能源消耗大国,其中建筑能耗约占全国总能耗的1/3,在城镇化进程加快的形势下,这一领域的能源消耗量还将持续增长。因此贯彻可持续发展理念、推广绿色建筑、节能减排具有至关重要的意义。

1建筑遮阳对绿色建筑的意义

建筑门窗作为外围护结构的开口部分,是建筑保温隔热的薄弱环节,超过1/2的建筑能耗是空调能耗,而其中有一半的空调能耗(采暖或制冷)通过门窗损耗掉。建筑遮阳的合理设计和使用不仅能够提高外围护结构的热工性能、改善室内热环境,在降低建筑能耗以及环境保护方面同样具备重要意义,对于绿色建筑的发展起到至关重要的积极作用。夏季气温高、太阳辐射强烈,为降低室内温度达到一个舒适的室内热环境,空调制冷使得每年夏季达到用电使用高峰,造成大量能源消耗。同时空调运行在将室内热空气排到室外的同时,虽降低了室内温度,却提高了建筑外部的空气温度,是城市“热岛效应”重要成因,对环境恶化起到了推进作用。而建筑遮阳作为一种被动措施,能够直接阻挡太阳辐射进入室内,从源头上解决问题而不是靠附加能量来制冷,尤其是建筑外遮阳,遮阳效率高,能够有效阻挡太阳辐射,从而减少夏季对空调的依赖,大大降低建筑能耗,又节能又环保。在寒冷的冬季,尤其是北方地区,主要的建筑能耗来自建筑采暖,而其中1/2的采暖能耗是由于保温较差的窗户造成的热量流失。而建筑遮阳设施则可以在冬季起到防寒保温作用,提高外围护结构的保温性能。除此之外,通过对建筑遮阳设施的设计,尤其是建筑遮阳一体化设计,还能够实现建筑物的风格化,提高建筑物的美观程度,提升整个城市环境带来的视觉享受。

2建筑遮阳的方式及应用

建筑遮阳系统按其在外围护结构上的安装位置分为外遮阳、内遮阳与中间遮阳。除此之外,有的建筑物也会利用自身的结构来实现遮阳目的。

2.1建筑外遮阳

外遮阳,顾名思义就是安装在建筑透明围护外的遮挡设施,能够在太阳辐射到达门窗前就被遮挡在外,包括百叶翻板、百叶帘、室外硬卷帘软卷帘、遮阳篷、遮阳膜等。建筑外遮阳能够在夏季有效阻挡太阳热辐射进入室内以及在寒冷的冬季避免室内热量损失,使室内热环境保持一定的舒适度,因此建筑门窗外遮阳对于降低建筑能耗意义重大。但在我国,只有少数的大中城市的公共建筑设计了外遮阳,比如利用建筑结构作为外遮阳系统或是为了满足某种立面造型或建筑风格。而大部分的建筑遮阳设计仅仅停留在建筑师的设计图纸上,在施工中并没有体现,对建筑遮阳的认知度普遍较低。2.1.1固定窗口外遮阳根据窗口的特性外遮阳又可将外遮阳分为固定窗口外遮阳与活动窗口外遮阳。固定窗口外遮阳有分为水平遮阳、垂直遮阳、挡板遮阳这三种基本形式。其中水平遮阳比较适用于南向采光外窗,能够遮阳住从上方照射下来的阳光;垂直遮阳则主要是遮挡两侧照射的阳光,较适合东北,北,西北向附近的窗口;而挡板式遮阳适合于东西向外窗,阻挡平射阳光。还可以根据具体需求情况对这几种形式进行组合形成综合式外遮阳。2.1.2活动窗口外遮阳区别于固定式,活动式窗口外遮阳可以根据环境的变化情况和室内采光、通风、视线等要求来自由地控制遮阳系统。常见的有活动百叶遮阳、遮阳卷帘、遮阳棚、遮阳纱幕等。其中活动百叶遮阳由于其既可以按使用者意愿自由升降又可以调节角度,能够使室内环境在遮阳、采光以及通风之间达到良好的平衡状态,因而在国内外的住宅、办公写字楼上应用很广泛。

2.2建筑内遮阳

建筑内遮阳(比如百叶帘、软卷帘等)是在太阳辐射已经到达室内之后再进行处理,这样在窗帘与玻璃之间很容易形成热岛效应,并且热量会扩散到整个室内影响室内热环境,大大降低遮阳效果。安装室外遮阳系统可使室内温度降低7~8℃,节省40~60%的空调能耗,安装室内遮阳系统可使室内温度降低4~5℃,节省30~45%的空调能耗电量。因此相比之下,建筑外遮阳在遮阳效果以及节能方面都要优于内遮阳。

2.3中间遮阳

中间遮阳是一种将建筑遮阳与双层玻璃幕墙相结合产生的一种新型遮阳模式。其做法可以在双层玻璃幕墙中间设置可以调节的遮阳百叶帘,或在中空玻璃内设置射阳百叶,还可以在中空玻璃的内侧玻璃上贴或Low-E涂层,或直接使用low-E玻璃[1]。相比外遮阳与内遮阳,中间遮阳避免了在窗户外侧或内侧增设装置的麻烦,对于高层或超高层建筑来说适用性更强。

2.4其他遮阳方式

除上文提到的外遮阳、内遮阳以及中间遮阳这三种遮阳的基本形式外,还有一些其它灵活多样的形式,比如说除窗户外,还有针对屋面的遮阳、针对墙体的遮阳,针对无眠的遮阳形式主要有利用屋顶构件实现遮阳以及屋顶花园;针对墙面的遮阳除使用绿化外,还可以通过立面设计时增加一些遮阳构件来实现,即达到遮阳目的又可丰富建筑外立面造型。绿化遮阳是一种美观、经济、高效的遮阳方式,尤其是对于低层建筑来说[2]。建筑周围种植的落叶类树木在夏季的时候可以提供遮阳,到了冬季,树木叶片掉落则不会影响室内对光照的需求,是一种天然可调节的遮阳方式。墙面与屋面的绿化不仅能够遮阳隔热,对于立面、屋面的美化也有很大作用。

3建筑遮阳的发展趋势

建筑遮阳作为绿色建筑的重要部分,在绿色建筑加速发展的今天也逐渐被重视,发展建筑遮阳将会极大地推进绿色建筑的应用与发展。随着新型材料、新技术的不断涌现,建筑的形式、结构也发生着巨大的变化,对建筑遮阳的要求也就越来越高。复杂多变的气候条件、不同的建筑类型、甚至同一建筑的不同使用区域对遮阳的要求都不尽相同。这就对建筑遮阳的智能化发展提出了挑战。智能遮阳系统主要依靠它的智能控制系统来实现节能的目的。比如说通过网络系统依据当地气象条件分析结果对不同时间的太阳仰角和方位角进行计算,然后通过智能控制器按照设定的时段,控制不同朝向的百叶翻转角度。另外环境(光、温度、风雨)感应器的设置还可以通过感应不同的环境条件来实现灵活控制,为居住者提供舒适的室内环境。到2014年,根据相关统计,智能遮阳在国外民用市场的占有率已经达到80%,然而,国内市场仅为5%,仍属于小众行业,其中一方面是由于智能遮阳产品造价较高,另一个原因则是国内市场普遍缺乏对智能遮阳的认识与了解。智能遮阳在国内仍有长足的发展空间。

4结语

建筑遮阳的合理使用对于建筑节能(降低夏季制冷能耗与冬季采暖能耗)、改善室内热环境与视觉舒适度有着至关重要的作用,是绿色建筑的重要环节。发展建筑遮阳技术,应提高对建筑遮阳的认知度,将建筑遮阳技术融入建筑设计方案中,并向发达国家学习先进的遮阳技术。从而发挥建筑遮阳的作用,实现绿色健康可持续发展。

参考文献

[1]白胜芳,沈万夫.建筑遮阳与绿色建筑[J].中华民居,2010(04):114~117.

[2]黄浩.绿色建筑遮阳措施研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010(3):31~32.

作者:崔晓 单位:潍坊科技学院

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