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      建筑外遮陽系數的確定

      時間:2017-05-17 09:05:56

      1 引言

          在夏季,通過窗戶進入室內的空調負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等手段的作用很有限。所以,在空調建筑的負荷和建筑節能計算中,遮陽的計算是很重要的。

          建筑遮陽比較復雜,包括了建筑外遮陽、窗遮陽設施、玻璃遮陽、建筑內遮陽等。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、活動擋板、花格等。這些遮陽構造在傳統建筑中使用是很普遍的。

          降低玻璃的遮蔽系數也是非常有效的措施。隨著玻璃鍍膜技術的發展,玻璃已經可以對入射的太陽光進行選擇,將可見光引入室內,而將增加負荷和能耗的紅外線反射出去。玻璃系統遮陽已經成為現代建筑遮陽最主要的手段之一。

      內遮陽和窗戶遮陽設施也被廣泛采用,有時在建筑造型的限制下,內遮陽和遮陽設施的設置還是必須采取的唯一選擇措施。

          以上這些遮陽設施的應用無疑會降低太陽輻射的得熱量,但減少多少,怎樣評價這些遮陽措施的效果卻還沒有明確的標準。

      在《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》中規定外窗(包括陽臺門透明部分)面積不應過大,外窗宜設置活動外遮陽;《旅游旅館建筑熱工與空氣調節節能設計標準》規定主體建筑標準層窗墻面積比不宜大于0.45,非嚴寒地區外窗玻璃遮陽系數應小于0.60,或采取外遮陽措施;《民用建筑熱工設計規范》規定空調建筑的向陽面,特別是東、西向窗戶,應采取熱反射玻璃、反射陽光涂膜、各種固定式和活動式遮陽等有效的遮陽措施;《采暖通風與空氣調節設計規范》規定空調房間應盡量減少外窗的面積,并應采取遮陽措施。但以上標準均未提出遮陽系數的相關定義和計算方法。

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

      2 遮陽系數的定義

      2.1 與負荷有關的遮陽系數

           空調負荷計算和空調節能計算不同:負荷計算時是計算太陽得熱的峰值,而節能計算時是計算整個夏季的太陽得熱能耗。

      在進行負荷計算時,根據《采暖通風與空氣調節設計規范》給出的計算條件計算,由太陽高度角、方位角及直射、散射強度計算可以計算出遮陽系數。

      節能計算時則要采用標準氣象年進行全年的計算,與節能有關的遮陽系數只是一個等效值。

      在空調負荷計算時,透過窗的熱流計算可以用下式表示:

      式中:Se --窗玻璃的遮蔽系數;

      Sf --窗框的遮陽系數;

      Cw --窗的外遮陽系數;

      Cn --窗的內遮陽系數;

      DF --日射得熱因素。

      這樣,在空調負荷計算時,遮陽系數的定義建議如下:

      式中:SZ.F--窗與負荷有關的總(綜合)遮陽系數。

      2.2 與節能有關的遮陽系數

           空調的節能計算與采暖不同,由于它是采用動態方法,因而只能通過動態的計算軟件  進行分析計算。遮陽系數是隨著太陽位置的改變而改變的,每個時刻都是不同的,沒有一個固定值。所謂與節能有關的遮陽系數是一個等效值(或當量值),不是在某一時刻所存在的數值。與節能有關的遮陽系數只能根據節能計算來反算出一個固定的"當量值"。

      在節能計算時,窗的綜合遮陽系數的定義建議如下:

      式中:SZ.E--窗的綜合遮陽系數;

      Se--窗玻璃的遮蔽系數;

      Sf--窗框的遮陽系數;

      Mw--窗的外遮陽系數;

      Mn--窗的內遮陽系數。

      一般按慣例,不將內遮陽作為參與節能計算的措施,主要是因為政府在審批時不易控制。

       


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