1、外遮陽技術在節能建筑中的應用研究 【摘要】本文對外遮陽技術在節能建筑中的應用進行了仔細研究，主要分析外遮陽措施在建筑物能耗方面的作用和影響。文章闡述了三種常用的外窗遮陽技術，包括內遮陽、本體遮陽和外遮陽，并對其熱工性能指標進行了詳細解釋，在此基礎上，以上海地區的典型建筑為例子，借助dest（建筑能耗模擬軟件），模擬分析外遮陽技術的節能效果。 【關鍵詞】節能建筑，外窗遮陽技術，外遮陽，遮陽系數 中圖分類號： tu201.5 文獻標識碼： a 文章編號： 一.前言 我國擁有非常寬廣的地域面積，地區的氣候類型也非常多，在夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區，為了向居民提供更好的熱舒適性和光舒適性，節能建筑應當

2、秉持這樣一個設計理念：做到在夏天能減少太陽輻射熱進入室內，在冬天能減少室內的熱量損失。針對此類問題，常見而有效的建筑節能設計為外窗遮陽。此裝置能夠有效提高居住環境的舒適度。真正的外遮陽裝置應當同時實現三個條件，包括遮陽隔熱、透光透景、通風透氣。 二. 外窗設計在建筑能耗方面的功效 建筑圍護結構中，與墻體和屋面相比，外窗因其薄壁輕質，在保溫隔熱方面表現最差，成為建筑能耗損失的最薄弱環節。再有，窗戶縫隙會導致空氣滲透，玻璃也會有太陽輻射傳熱，降低室內熱環境舒適性，增加采暖空調的負荷和能耗。同時，不同區域，因外窗所在的區域環境條件不同，使得各區域的外窗的能耗水平不同，各區域對窗戶的設計要求也隨之變化

3、。北方地區，強調外窗在冬天的保溫和得熱性能；而南方地區關注外窗在夏天的隔熱和通風能力。 上海地區冬天寒冷，夏天濕熱，這決定了住宅建筑節能需要同時兼顧冬和夏兩個要求，外窗在此間作用極大。這里拿上海地區的一典型多層節能住宅為例，使用民用建筑熱工設計規范)(gb501 7693)中的建筑能耗靜態計算方法，計算分析窗戶在整個采暖空調能耗中的百分比，如圖1、圖2所示。其中窗戶(溫差)僅代表室內外溫差造成的能耗，這個計算方法里，理想化忽略窗戶的能耗中部分空氣滲透和太陽輻射的能耗。 由圖可知，外窗的熱損失比其他建筑構件都多，而且，隨季節的不同，外窗在整個建筑能耗中的百分比發生變化。而這個差異主要源于外窗在不

4、同季節的傳熱方式，在冬季溫差傳熱和空氣滲透為主，在夏季太陽輻射得熱為主。外窗的熱損失最多，換言之，其節能潛力最大。 三.窗戶遮陽的常見措施及各種遮陽技術 窗戶遮陽的常見措施體現在以下幾種形式：內遮陽、玻璃及透明材料的本體遮陽和外遮陽等。建筑設計學里，主要使用遮陽系數來計算窗戶遮陽效果，在窗戶采光設計中，則使用窗戶玻璃的可見光透過率。 遮陽技術相關的幾個基本概念 內遮陽。內遮陽裝置包括各種內設窗簾，安裝簡單，但不能阻止熱量進入室內，所以隔熱不好。可以使用各種熱反射膜窗簾，提高隔熱效果。 本體遮陽。主要利用玻璃著色涂膜或貼膜來改變材料的遮陽系數，實現不同的遮陽目的。 外遮陽。外遮陽裝置包括各種窗外

5、遮擋物。 遮陽系數。指窗戶的太陽輻射得熱量和玻璃窗在透明、無遮蔽及其他環境條件相同時的太陽輻射得熱量之比率，是表現窗戶系統控制太陽能的指標。公式表示則是：sc=gg 其中sc為試件的遮陽系數，g為試件的太陽能總透射比 ，g為3mm厚普通透明白玻的太陽能總透射比，理論值取88.9。 可見光透過率。是指馓玻璃表面反射的可見光量和射在玻璃表面上的可見光總量的比率。 太陽能透過率。是指在太陽光波長的全部范圍內，透過玻璃的太陽能量與射在玻璃表面上的總太陽能的比率。 太陽能反射率。是指在太陽光波長全部范圍內，被玻璃表面向室外反射的太陽能和射在玻璃表面上的總太陽能的比率。 太陽能吸收率。是指在太陽光波長全部

6、范圍內，被玻璃吸收的太陽能和射在玻璃表面上的總太陽能的比率。 紫外線透射率。是指透過玻璃的太陽紫外線和射在玻璃系統上總太陽紫外線的比率。需要注意的是，紫外線為太陽光中引起紡織物及家具褪色和變質的主要來源。 綜合遮陽系數。這個系數把窗框、各種遮陽裝置的這樣效果都放入計算之中。 內遮陽 從上述概念可知，要想實現節能、改善室內熱舒適性，需要通過降低玻璃和窗戶的遮陽系數，來減少從窗戶入室內的太陽輻射得熱。所有遮陽措施中，窗內遮陽操作最簡單，完全避免了室外活動式遮陽裝備在安裝和維修方面的困難。可使用室內懸掛淺色窗簾，研究發現，它可阻擋大約2/5的太陽輻射熱。 外遮陽 外遮陽裝置，能直接阻擋太陽光，唯有透

7、過的陽光能接觸窗玻璃外表面，并有部分可能形成室內的冷負荷。內遮陽雖能反射掉部分陽光，但吸收和透過的部分都形成了冷負荷，對得熱的峰值略有延遲和衰減而已。但外遮陽的使用不方便同時也受建筑立面的影響。 上海地區的建筑節能需包括夏季空調和冬季采暖兩方面，應優先使用活動式的外遮陽裝置，因為常見的固定式外遮陽設施雖然在夏天能降低窗戶的太陽得熱量從而減少空調能耗，但在冬天也降低了進入房間的太陽輻射熱，這就增加了采暖能耗。 外遮陽的分類，按構成，分為水平式、垂直式、綜合式和擋板式四種類型，按材料，則有兩類：透光和不透光。外遮陽形式需要隨外窗朝向的不同而有所差異。南向外窗日照時間比較多，對遮陽的時間要求就比較多

8、，使用永久性的固定遮陽板比較合適。而其他朝向的外窗，尤其是東向外窗和西向外窗，則可以使用活動式的遮陽板，方便根據陽光照射的情況對遮陽進行調節。 本體遮陽 外窗遮陽技術，大部分直接通過窗戶的本體遮陽效果來實現遮陽目的。可以使用熱反射鍍膜玻璃、吸熱玻璃、低輻射玻璃(lowe)、solare玻璃所組成的中空玻璃。常見的幾種玻璃的主要熱工性能，如下表所示。 四.實例模擬分析外遮陽技術的節能效果 這里，以上海地區的典型多層節能住宅為例，使用建筑能耗模擬分析軟件dest進行分析和計算，可以從計算結果中發現，不同類型的外窗產生不同的節能效果。這里以普通中空窗和低透型petlow e中空窗為例，如果把前者換成

9、后者，由于低透型低輻射玻璃(lowe)中空窗的遮陽系數很低，將在一定程度上導致冬季采暖能耗的增加，但是它在夏天的節能效果就非常明顯了，可以達到百分之2467，因此，從整體上來研究，與普通窗相比，綜合分析petlow e窗全年能夠節約百分之744的耗電量，一般的在線低輻射玻璃(lowe)中空窗則能節約百分之525的耗電量。 在建筑設計時，還可以利用加寬挑檐、外走廊、凹凸陽臺等的自身這樣特點，實現最好的遮陽效果，最大限度地減少整個建筑樓的能耗。底層建筑的話，可加強綠化水平，實現有效而經濟的遮陽。 五.結語 建筑遮陽在節能建筑中的應用有著非常積極的意義和作用，但落實到具體的實際工作中，卻出現了很多問

10、題，成為建筑節能中的一個薄弱環節。太多的遮陽問題僅僅停留在設計院的圖紙上，沒有落實到工程的實踐中。外窗作為建筑物冷 熱量損失的最薄弱環節，其設計的好壞大大影響整個建筑物的全年采暖空調能耗和室內居住熱舒適性，是節能建筑設計中非常重要的一個環節，尤其在住宅建筑節能的推進中，建筑設計者應當對外窗遮陽技術給予充分的重視，在不同地區的建筑設計中應當根據地區環境的不同，使用不同的節能窗技術。 參考文獻： 1和茜; 徐浩遮陽技術在節能建筑中的應用中國住宅設施2012-01-01期刊 2宋慶龍; 鄭潔太陽能技術在節能建筑中的應用研究第8屆國際綠色建筑與建筑節能大會論文集2012-03-29國際會議 3黃光德夏熱冬冷地區居住建筑能耗分析重