建筑卷簾外遮陽(yáng)節(jié)能特性分析

　　節(jié)能：1、 引言

　　在夏季，室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷主要來(lái)自窗戶進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射熱，采取有效的遮陽(yáng)措施是減少太陽(yáng)輻射最有效的方法。因此，在空調(diào)建筑的負(fù)荷和建筑節(jié)能計(jì)算中，遮陽(yáng)的計(jì)算是很重要的。建筑物遮陽(yáng)方法可以分為三大類：外遮陽(yáng)、特性玻璃和內(nèi)遮陽(yáng)。外遮陽(yáng)可以由永久性的建筑遮陽(yáng)構(gòu)造，如遮陽(yáng)板、遮陽(yáng)擋板、屋檐等，也可以是活動(dòng)、可調(diào)節(jié)的，如百葉、活動(dòng)擋板、卷簾等。這些遮陽(yáng)構(gòu)造在傳統(tǒng)建筑中使用是很普遍的。特性玻璃是采用現(xiàn)代玻璃鍍膜技術(shù)，使窗玻璃可以對(duì)入射的太陽(yáng)光進(jìn)行選擇，起到盡量多的引入可見(jiàn)光，同時(shí)減小紅外光進(jìn)入室內(nèi)。特性玻璃已經(jīng)成為現(xiàn)代節(jié)能建筑設(shè)計(jì)的重要手段之一。

　　常見(jiàn)的內(nèi)遮陽(yáng)有內(nèi)窗簾、百葉窗、內(nèi)貼膜、各種特種纖維防曬卷簾等。不考慮其在設(shè)計(jì)和功能上的需求，內(nèi)遮陽(yáng)的節(jié)能效果總體上不如前面的兩種方法，通常只有在無(wú)法采用前面的兩種方法時(shí)，內(nèi)遮陽(yáng)才會(huì)被作為一種節(jié)能的補(bǔ)救措施。這些遮陽(yáng)措施都有不同的遮陽(yáng)特性，可以滿足不同程度的遮陽(yáng)需要。各種遮陽(yáng)設(shè)施采用的目的都是降低進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)直射和散射輻射的熱量。更具體地說(shuō)，是在不減少可見(jiàn)光進(jìn)入室內(nèi)的情況下，有效地減少紅外線輻射。

　　采用以上這些遮陽(yáng)方法無(wú)疑會(huì)降低太陽(yáng)輻射的熱量，但減少的量為多少，怎樣評(píng)價(jià)這些遮陽(yáng)措施的效果卻還沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)。在《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，外窗（包括陽(yáng)臺(tái)門透明部分）面積不應(yīng)過(guò)大，外窗宜設(shè)置活動(dòng)外遮陽(yáng)；《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，空調(diào)建筑的向陽(yáng)面，特別是東、西向窗戶，應(yīng)采取熱反射玻璃、反射陽(yáng)光涂膜、各種固定式和活動(dòng)式遮陽(yáng)等有效的遮陽(yáng)措施；《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定空調(diào)房間應(yīng)盡量減少外窗的面積，并應(yīng)采取遮陽(yáng)措施。對(duì)于特定的遮陽(yáng)方法和設(shè)備的遮陽(yáng)系數(shù)的相關(guān)定義和計(jì)算方法在《公共建筑節(jié)能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》中有明確的規(guī)定。

　　2 、遮陽(yáng)系數(shù)

　　在設(shè)計(jì)中，為了便于計(jì)算和定量分析各種遮陽(yáng)措施對(duì)于建筑負(fù)荷和能耗的影響，通常采用遮陽(yáng)系數(shù)作為一種計(jì)算參數(shù)。一般遮陽(yáng)系數(shù)定義如下：

　　事實(shí)上，遮陽(yáng)系數(shù)并不是個(gè)常數(shù)，隨著它與太陽(yáng)入射夾角（由太陽(yáng)高度、方位角和窗表面的法線夾角）的變化而變化，這是其材料特性。對(duì)于某些建筑結(jié)構(gòu)的外遮陽(yáng)來(lái)說(shuō)，一天中太陽(yáng)位置（高度、方位角）隨著時(shí)間的變化會(huì)使一部分太陽(yáng)光束“漏”進(jìn)室內(nèi)，這就是它們的幾何特性。同樣，對(duì)于活動(dòng)是可調(diào)節(jié)的內(nèi)、外遮陽(yáng)設(shè)備和材料，它們的遮陽(yáng)系數(shù)既是使用調(diào)節(jié)的函數(shù)，又是時(shí)間（即太陽(yáng)的位置）的函數(shù)，同時(shí)，遮陽(yáng)設(shè)備的開(kāi)啟和調(diào)節(jié)會(huì)按照室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的變化（如照度、溫度）而進(jìn)行。因此，采用遮陽(yáng)系數(shù)只是一個(gè)工程中的近似算法。工程中常用的遮陽(yáng)系數(shù)通常采用實(shí)驗(yàn)測(cè)定和計(jì)算機(jī)模擬等方法來(lái)確定。

　　目前，國(guó)內(nèi)外常用的遮陽(yáng)系數(shù)的試驗(yàn)測(cè)定方法有采用量熱器或防護(hù)熱箱的對(duì)比法。量熱器或防護(hù)熱箱，應(yīng)嚴(yán)格按照遮陽(yáng)系數(shù)的定義來(lái)設(shè)計(jì)和使用。量熱器對(duì)比法通常適用于體積小的平面內(nèi)，由于采用實(shí)際尺度的房間和空調(diào)機(jī)恒溫，計(jì)量箱和防護(hù)熱箱對(duì)比法不僅可以確定材料的遮陽(yáng)系數(shù)，也可以標(biāo)定材料、結(jié)構(gòu)部件和遮陽(yáng)設(shè)備內(nèi)、外的遮陽(yáng)系數(shù)。

　　近年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)能耗模擬技術(shù)在節(jié)能優(yōu)化方案、綠色建筑評(píng)估、LEED 認(rèn)證等等方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而大部分計(jì)算機(jī)能耗模擬軟件需要將遮陽(yáng)系數(shù)Sc 作為一個(gè)建筑材料的固定的輸入?yún)?shù)。雖然，窗和玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)Sc 可以從設(shè)備和材料樣本或設(shè)計(jì)手冊(cè)中獲取，但是，很多情況下，有些特殊材料且不同材質(zhì)的遮陽(yáng)卷簾，特殊建筑構(gòu)件等的遮陽(yáng)系數(shù)往往無(wú)法從上述的途徑中找到。因此，計(jì)算機(jī)模擬遮陽(yáng)系數(shù)逐漸成為一種獲取材料和建筑構(gòu)件遮陽(yáng)系數(shù)的實(shí)用方法。

　　用計(jì)算機(jī)能耗模擬軟件確定某建筑結(jié)構(gòu)和材料的遮陽(yáng)系數(shù)與試驗(yàn)測(cè)定法在原理上是相同的。計(jì)算機(jī)模擬法同樣也是一種對(duì)比法，即按照定義建立兩個(gè)幾何形狀和墻體材料恒等的房間模型，其中一個(gè)房間的窗口安裝待測(cè)的遮陽(yáng)材料、結(jié)構(gòu)或設(shè)備，另一個(gè)房間的窗口安裝3mm 厚的標(biāo)準(zhǔn)玻璃，在設(shè)定房間溫度的情況下運(yùn)行，兩個(gè)房間的冷負(fù)荷之比就是該種材料、結(jié)構(gòu)或設(shè)備的遮陽(yáng)系數(shù)。由于是在虛擬環(huán)境中進(jìn)行，計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)可以不受實(shí)際尺度、測(cè)試條件及遮陽(yáng)設(shè)備的限制，為便于分析，甚至可以提供在實(shí)際條件下不能達(dá)到的假設(shè)，比如房間的墻體內(nèi)表面吸熱系數(shù)為0、外表面絕熱時(shí)間常數(shù)為0 等，可以避免采用量熱器或防護(hù)熱箱對(duì)比法測(cè)試中熱平衡和設(shè)備標(biāo)定的困難。所以，采用計(jì)算機(jī)模擬軟件確定的遮陽(yáng)系數(shù)應(yīng)該是可靠的。必須指出的是，除了采用平面滿蓋窗口的遮陽(yáng)材料以外，試驗(yàn)測(cè)定法和計(jì)算機(jī)模擬確定的結(jié)構(gòu)和可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)的遮陽(yáng)系數(shù)是受到時(shí)間、建筑的朝向、地域和使用條件等因素限制的。