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建筑外遮陽系數(shù)的確定

時(shí)間:2017-05-17 09:05:56

1 引言

    在夏季,通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷主要來自太陽輻射,主要能耗也來自太陽輻射。降低外窗的負(fù)荷和能耗必須采取有效的遮陽措施,采用減少空氣滲透或者降低傳熱系數(shù)等手段的作用很有限。所以,在空調(diào)建筑的負(fù)荷和建筑節(jié)能計(jì)算中,遮陽的計(jì)算是很重要的。

    建筑遮陽比較復(fù)雜,包括了建筑外遮陽、窗遮陽設(shè)施、玻璃遮陽、建筑內(nèi)遮陽等。這些遮陽措施都可以有很好的效果,均可以滿足遮陽的需要。

建筑的外遮陽是非常有效的遮陽措施。它可以是永久性的建筑遮陽構(gòu)造,如遮陽板、遮陽擋板、屋檐等;也可以是可拆卸的,如百葉、活動(dòng)擋板、花格等。這些遮陽構(gòu)造在傳統(tǒng)建筑中使用是很普遍的。

    降低玻璃的遮蔽系數(shù)也是非常有效的措施。隨著玻璃鍍膜技術(shù)的發(fā)展,玻璃已經(jīng)可以對(duì)入射的太陽光進(jìn)行選擇,將可見光引入室內(nèi),而將增加負(fù)荷和能耗的紅外線反射出去。玻璃系統(tǒng)遮陽已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑遮陽最主要的手段之一。

內(nèi)遮陽和窗戶遮陽設(shè)施也被廣泛采用,有時(shí)在建筑造型的限制下,內(nèi)遮陽和遮陽設(shè)施的設(shè)置還是必須采取的唯一選擇措施。

    以上這些遮陽設(shè)施的應(yīng)用無疑會(huì)降低太陽輻射的得熱量,但減少多少,怎樣評(píng)價(jià)這些遮陽措施的效果卻還沒有明確的標(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(包括陽臺(tái)門透明部分)面積不應(yīng)過大,外窗宜設(shè)置活動(dòng)外遮陽;《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定主體建筑標(biāo)準(zhǔn)層窗墻面積比不宜大于0.45,非嚴(yán)寒地區(qū)外窗玻璃遮陽系數(shù)應(yīng)小于0.60,或采取外遮陽措施;《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定空調(diào)建筑的向陽面,特別是東、西向窗戶,應(yīng)采取熱反射玻璃、反射陽光涂膜、各種固定式和活動(dòng)式遮陽等有效的遮陽措施;《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)采取遮陽措施。但以上標(biāo)準(zhǔn)均未提出遮陽系數(shù)的相關(guān)定義和計(jì)算方法。

    所以,如何確定遮陽系數(shù),尤其是許多措施的綜合遮陽系數(shù),的確是一個(gè)值得研究的問題,也是一個(gè)必須盡快解決的問題。

2 遮陽系數(shù)的定義

2.1 與負(fù)荷有關(guān)的遮陽系數(shù)

     空調(diào)負(fù)荷計(jì)算和空調(diào)節(jié)能計(jì)算不同:負(fù)荷計(jì)算時(shí)是計(jì)算太陽得熱的峰值,而節(jié)能計(jì)算時(shí)是計(jì)算整個(gè)夏季的太陽得熱能耗。

在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí),根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的計(jì)算條件計(jì)算,由太陽高度角、方位角及直射、散射強(qiáng)度計(jì)算可以計(jì)算出遮陽系數(shù)。

節(jié)能計(jì)算時(shí)則要采用標(biāo)準(zhǔn)氣象年進(jìn)行全年的計(jì)算,與節(jié)能有關(guān)的遮陽系數(shù)只是一個(gè)等效值。

在空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí),透過窗的熱流計(jì)算可以用下式表示:

式中:Se --窗玻璃的遮蔽系數(shù);

Sf --窗框的遮陽系數(shù);

Cw --窗的外遮陽系數(shù);

Cn --窗的內(nèi)遮陽系數(shù);

DF --日射得熱因素。

這樣,在空調(diào)負(fù)荷計(jì)算時(shí),遮陽系數(shù)的定義建議如下:

式中:SZ.F--窗與負(fù)荷有關(guān)的總(綜合)遮陽系數(shù)。

2.2 與節(jié)能有關(guān)的遮陽系數(shù)

     空調(diào)的節(jié)能計(jì)算與采暖不同,由于它是采用動(dòng)態(tài)方法,因而只能通過動(dòng)態(tài)的計(jì)算軟件  進(jìn)行分析計(jì)算。遮陽系數(shù)是隨著太陽位置的改變而改變的,每個(gè)時(shí)刻都是不同的,沒有一個(gè)固定值。所謂與節(jié)能有關(guān)的遮陽系數(shù)是一個(gè)等效值(或當(dāng)量值),不是在某一時(shí)刻所存在的數(shù)值。與節(jié)能有關(guān)的遮陽系數(shù)只能根據(jù)節(jié)能計(jì)算來反算出一個(gè)固定的"當(dāng)量值"。

在節(jié)能計(jì)算時(shí),窗的綜合遮陽系數(shù)的定義建議如下:

式中:SZ.E--窗的綜合遮陽系數(shù);

Se--窗玻璃的遮蔽系數(shù);

Sf--窗框的遮陽系數(shù);

Mw--窗的外遮陽系數(shù);

Mn--窗的內(nèi)遮陽系數(shù)。

一般按慣例,不將內(nèi)遮陽作為參與節(jié)能計(jì)算的措施,主要是因?yàn)檎趯徟鷷r(shí)不易控制。