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夏熱冬暖地區(qū)建筑外遮陽板參數(shù)設(shè)計計算與運(yùn)用

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:廖寧林  日期:2013-4-9
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  提要:本文結(jié)合實(shí)際工程案例,通過對影響建筑遮陽設(shè)計的參數(shù)進(jìn)行分析及舉例說明,簡要介紹了遮陽技術(shù)在建筑幕墻中的重要性及設(shè)計計算方法,以供讀者在建筑幕墻遮陽設(shè)計時參考。
  關(guān)鍵詞:建筑遮陽,太陽高度角、太陽方位角、遮陽設(shè)計與計算

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  一、前言
  建筑需要良好的自然采光、自然通風(fēng)、開闊的景觀,透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計的必然選擇。但透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)對太陽的抵擋能力卻遠(yuǎn)不如非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)。過多的透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)使得建筑對惡劣氣候的阻隔能力變差。近些年來,建筑遮陽的重要性逐漸又被重視起來,尤其是夏熱地區(qū)的空調(diào)建筑,遮陽系統(tǒng)是建筑幕墻節(jié)能非常重要的措施。本文在節(jié)能環(huán)保為當(dāng)今國際上建筑發(fā)展的總趨勢的環(huán)境下,論述遮陽設(shè)計在建筑節(jié)能中的重要性,尤其是南方地區(qū)以玻璃幕墻為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑中的重要性。作者以深圳地區(qū)作為案例,對影響遮陽系統(tǒng)設(shè)計的參數(shù)進(jìn)行分析介紹,及遮陽板設(shè)計的構(gòu)造和方式進(jìn)行探討。并通過對實(shí)際工程案例的遮陽板設(shè)計介紹,提出對夏熱冬暖地區(qū)建筑遮陽設(shè)計與計算的方法。

  二、夏熱冬暖地區(qū)(深圳為例)遮陽在建筑節(jié)能中的必要性
  在夏熱冬暖地區(qū)位于我國南部,大體在北緯25度以南,東經(jīng)106度以東的地區(qū),包括廣東大部、廣西大部、福建南部、海南島、以及香港、澳與臺灣。該地區(qū)為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候(濕熱型氣候),其特征表現(xiàn)為夏季溫長,幾乎沒有冬季,氣溫高且濕度大,氣溫的年較差和日較差都較小,太陽輻射強(qiáng)烈。

  由于夏季太陽輻射強(qiáng)烈,陽光直射到室內(nèi)將嚴(yán)重影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境。建筑的節(jié)能設(shè)計,除了利用建筑外墻本身的材質(zhì)進(jìn)行遮陽外以,在幕墻的室內(nèi)或室外設(shè)計遮陽系統(tǒng),如裝飾遮陽板、遮陽百葉等,也是建筑節(jié)能的重要手段,而且達(dá)到的節(jié)能效益往往比單純改變裝飾材質(zhì)達(dá)到的性價比更高。

  下面就以深圳為列,對建筑方位及開率相同的情況下,對外遮陽和玻璃遮陽因素及玻璃K值能耗量進(jìn)行分析:

  深圳位于東經(jīng)¬113°52'~114°21',北緯22°27'~22°39'。夏季大氣壓力為1005hPa,夏季白天平均太陽幅射照度為550W/m2。夏季室外計算溫度為31°C,空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計算溫度為24°C。

  從上面的建筑能耗分析中我們可以發(fā)現(xiàn),對于建筑方位、開啟面積及透明玻璃幕墻面積確定的情況下,建筑幕墻對建筑能耗的損失中,通過太陽輻射得熱是通過傳熱得熱的10倍以上。因此,在夏熱冬暖地區(qū),玻璃幕墻因受到太陽輻射影響直接造成建筑室內(nèi)空調(diào)能耗的增加是最主要的因素之一。因而采取適當(dāng)?shù)恼陉柎胧乐怪鄙潢柟獾牟焕绊懀瑢蟠蠼档徒ㄖ芎模彩?a href='../../zsk/ct.asp?id=5261' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>建筑節(jié)能設(shè)計中應(yīng)重點(diǎn)考慮的因素。

  三、 建筑外遮陽板設(shè)計參數(shù)計算方法(深圳地區(qū)為例)
  建筑外遮陽的設(shè)計與建筑物所在的地理位置有密切關(guān)系,在進(jìn)行遮陽板的設(shè)計時,其尺寸大小、遮陽形式應(yīng)充分考慮其地理位置、太陽高度角等因素。下面以深圳地區(qū)作為例子,對遮陽板設(shè)計時應(yīng)考慮的幾個因素及計算方法介紹如下:

  1、太陽赤緯角δ
  太陽赤緯角是地球赤道平面與太陽和地球中心的連線之間的夾角。赤緯角以年為周期,在+23 °27′與-23 °27′的范圍內(nèi)移動,成為季節(jié)的標(biāo)志。每年6月21日或22日赤緯達(dá)到最大值+23 °27′稱為夏至(如下圖)。

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