2.4 遮陽計(jì)算方法的工程應(yīng)用
(1)遮陽裝置的遮陽系數(shù)計(jì)算方法應(yīng)根據(jù)滿足相應(yīng)的需要而選擇。
在進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí),如果計(jì)算軟件能夠進(jìn)行相應(yīng)遮陽裝置的遮陽計(jì)算,也就不用單獨(dú)計(jì)算遮陽系數(shù)。但如果要評價(jià)遮陽裝置的遮陽效果時(shí),就需要計(jì)算遮陽系數(shù)。這類遮陽裝置的遮陽系數(shù)可以采用“能耗計(jì)算法”得出有規(guī)律的結(jié)果,從而為以后同類的遮陽裝置計(jì)算所應(yīng)用。
對于能耗計(jì)算軟件、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算軟件不能計(jì)算的遮陽裝置,必須進(jìn)行單獨(dú)的遮陽系數(shù)計(jì)算。對于尺寸較大且不與門窗平行或不完全覆蓋門窗的遮陽裝置,可以采用“輻射累積法”直接計(jì)算遮陽裝置的遮陽系數(shù)。對于與門窗平行且完全覆蓋門窗的遮陽裝置,則先計(jì)算透射比,再按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》計(jì)算遮陽系數(shù)。
(2)遮陽裝置的采光計(jì)算方法也應(yīng)根據(jù)滿足相應(yīng)的需要而選擇。在進(jìn)行采光計(jì)算時(shí),如果采光計(jì)算軟件能夠進(jìn)行相應(yīng)遮陽裝置的計(jì)算,就直接計(jì)算室內(nèi)采光。對于尺寸較大且不與門窗平行或不完全覆蓋門窗的遮陽裝置,應(yīng)直接計(jì)算建筑室內(nèi)采光效果。對于與門窗平行且完全覆蓋門窗的遮陽裝置,應(yīng)先計(jì)算透射比、反射比等光學(xué)性能,再進(jìn)行采光計(jì)算。
3. 遮陽裝置的遮陽效果計(jì)算分析
3.1 固定外遮陽裝置的遮陽效果
(1) 能耗計(jì)算法
能耗計(jì)算法計(jì)算用于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的外遮陽系數(shù)SD,可以按能耗計(jì)算得到的擬合公式進(jìn)行。水平遮陽板和垂直遮陽板組合成的綜合遮陽,其外遮陽系數(shù)值應(yīng)取水平遮陽板和垂直遮陽板的外遮陽系數(shù)的乘積。擬合公式中的擬合系數(shù)是利用建筑能耗模擬計(jì)算軟件(如DOE2等)通過計(jì)算回歸分析得到。
目前,國內(nèi)各建筑氣候區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中均提供了用于本地區(qū)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算各種遮陽裝置遮陽系數(shù)計(jì)算的擬合系數(shù)。這些標(biāo)準(zhǔn)包括《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等。
(2) 輻射累積法
廣東省建筑科學(xué)研究院基于本文所描述的原理開發(fā)了“建筑陽光大師”建筑遮陽及光環(huán)境模擬分析軟件。在軟件中建立窗戶和遮陽裝置模型,輸入城市地理位置,即可算出不同朝向遮陽裝置的夏季和冬季遮陽系數(shù)。以遮陽裝置特征值(挑出系數(shù)PF)為0.5時(shí)三種固定遮陽為例,得到其用于節(jié)能計(jì)算的遮陽系數(shù)如表2所示:
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3.2 擋板外遮陽裝置的遮陽效果
在“建筑陽光大師”建筑遮陽模擬分析軟件中建立窗戶和遮陽裝置模型,輸入城市地理位置,同樣以遮陽裝置特征值為0.5 時(shí)擋板遮陽為例,得到其用于節(jié)能計(jì)算的遮陽系數(shù)如表3所示:
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廣州發(fā)展大廈的遮陽裝置是大型的遮陽板,開放時(shí)類似垂直遮陽板,關(guān)閉時(shí)類似擋板,見圖3。
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經(jīng)過模擬計(jì)算,在關(guān)閉狀態(tài)下南向遮陽裝置夏季遮陽系數(shù)為0.43,西向?yàn)?.46;開放狀態(tài)下南向遮陽裝置夏季遮陽系數(shù)為0.63,西向?yàn)?.70。
3.3 百葉遮陽裝置的遮陽效果
百葉型遮陽裝置一般屬于平行于門窗的遮陽裝置,而且一般也完全覆蓋了門窗的透光部分。選擇一款百葉,葉片寬度為30mm,葉片間距為25mm,葉片的反射系數(shù)為0.5。首先計(jì)算其不同入射角和葉片開啟角度的透射系數(shù),見表4。
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當(dāng)遮陽裝置置于一個(gè)遮陽系數(shù)為0.7的窗前方、后方時(shí),得到不同的遮陽系數(shù)如表5 所示:
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系,也與置于室內(nèi)外的位置有關(guān),置于室外的遮陽系數(shù)遠(yuǎn)小于置于室內(nèi)時(shí)的遮陽系數(shù)。
3.4 織物簾遮陽裝置的遮陽效果
織物簾式遮陽裝置一般也屬于平行于且完全覆蓋了門窗的遮陽裝置。選
擇一款織物簾,透射比為0.3,前反射比為0.4,后反射比為0.4。計(jì)算得到其置于外側(cè)時(shí),遮陽系數(shù)為0.46;置于內(nèi)側(cè)時(shí)遮陽系數(shù)為0.68。簾式遮陽裝置透射比越小越好,反射比越大越好,置于室外時(shí)的遮陽系數(shù)遠(yuǎn)小于室內(nèi)的遮陽系數(shù)。
3.5 外遮陽裝置的室內(nèi)采光效果計(jì)算分析
基于輻射累積的計(jì)算原理,利用“ 建筑陽光大師”建筑光環(huán)境模擬分析軟件,建立房間、窗戶和遮陽裝置模型,可以分析遮陽裝置對房間的室內(nèi)采光效果的影響。計(jì)算結(jié)果顯示固定遮陽裝置中垂直遮陽影響最小,不超10%;水平遮陽大約25%;綜合遮陽影響最大,約為45%,但綜合遮陽的遮陽系數(shù)在西向小于0.55,在南向甚至小于0.45。可見,固定遮陽有較好的遮陽效果,對采光的影響不是非常大。
4. 遮陽裝置的應(yīng)用分析
4.1 固定遮陽裝置
固定式遮陽構(gòu)造簡單,施工方便,對室內(nèi)自然采光有一定影響,通過合理的設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的遮陽效果,并兼顧采光。固定遮陽的應(yīng)用主要在夏熱地區(qū),固定遮陽的設(shè)計(jì)要以太陽的運(yùn)行軌跡(見圖4)來進(jìn)行。為了夏季空調(diào)節(jié)能,遮陽板應(yīng)能夠遮擋大部分的太陽直射陽光,而較少遮擋天空的散射光,同時(shí)最好能夠有利于冬季的陽光入射。
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