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建筑外遮阳系数的确定

发布日期:2009-12-05 12:37:13 1902

1 引言

  在夏季,通过窗户进入室内的空调负荷主要来自太阳辐射,主要能耗也来自太阳辐射。降低外窗的负荷和能耗必须采取有效的遮阳措施,采用减少空气渗透或者降低传热系数等手段的作用很有限。所以,在空调建筑的负荷和建筑节能计算中,遮阳的计算是很重要的。

  建筑遮阳比较复杂,包括了建筑外遮阳、窗遮阳设施、玻璃遮阳、建筑内遮阳等。这些遮阳措施都可以有很好的效果,均可以满足遮阳的需要。

  建筑的外遮阳是非常有效的遮阳措施。它可以是永久性的建筑遮阳构造,如遮阳板、遮阳挡板、屋檐等;也可以是可拆卸的,如百叶、活动挡板、花格等。这些遮阳构造在传统建筑中使用是很普遍的。

  降低玻璃的遮蔽系数也是非常有效的措施。随着玻璃镀膜技术的发展,玻璃已经可以对入射的太阳光进行选择,将可见光引入室内,而将增加负荷和能耗的红外线反射出去。玻璃系统遮阳已经成为现代建筑遮阳最主要的手段之一。

  内遮阳和窗户遮阳设施也被广泛采用,有时在建筑造型的限制下,内遮阳和遮阳设施的设置还是必须采取的唯一选择措施。

  以上这些遮阳设施的应用无疑会降低太阳辐射的得热量,但减少多少,怎样评价这些遮阳措施的效果却还没有明确的标准。

  在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中规定外窗(包括阳台门透明部分)面积不应过大,外窗宜设置活动外遮阳;《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》规定主体建筑标准层窗墙面积比不宜大于0.45,非严寒地区外窗玻璃遮阳系数应小于0.60,或采取外遮阳措施;《民用建筑热工设计规范》规定空调建筑的向阳面,特别是东、西向窗户,应采取热反射玻璃、反射阳光涂膜、各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施;《采暖通风与空气调节设计规范》规定空调房间应尽量减少外窗的面积,并应采取遮阳措施。但以上标准均未提出遮阳系数的相关定义和计算方法。

  所以,如何确定遮阳系数,尤其是许多措施的综合遮阳系数,的确是一个值得研究的问题,也是一个必须尽快解决的问题。

2 遮阳系数的定义

  2.1 与负荷有关的遮阳系数

  空调负荷计算和空调节能计算不同:负荷计算时是计算太阳得热的峰值,而节能计算时是计算整个夏季的太阳得热能耗。

  在进行负荷计算时,根据《采暖通风与空气调节设计规范》给出的计算条件计算,由太阳高度角、方位角及直射、散射强度计算可以计算出遮阳系数。

  节能计算时则要采用标准气象年进行全年的计算,与节能有关的遮阳系数只是一个等效值。

  在空调负荷计算时,透过窗的热流计算可以用下式表示:

  式中:Se --窗玻璃的遮蔽系数;

  Sf --窗框的遮阳系数;

  Cw --窗的外遮阳系数;

  Cn --窗的内遮阳系数;

  DF --日射得热因素。

  这样,在空调负荷计算时,遮阳系数的定义建议如下:

  式中:SZ.F--窗与负荷有关的总(综合)遮阳系数。

  2.2 与节能有关的遮阳系数

  空调的节能计算与采暖不同,由于它是采用动态方法,因而只能通过动态的计算软件  进行分析计算。遮阳系数是随着太阳位置的改变而改变的,每个时刻都是不同的,没有一个固定值。所谓与节能有关的遮阳系数是一个等效值(或当量值),不是在某一时刻所存在的数值。与节能有关的遮阳系数只能根据节能计算来反算出一个固定的"当量值"。

  在节能计算时,窗的综合遮阳系数的定义建议如下:

  式中:SZ.E--窗的综合遮阳系数;

  Se--窗玻璃的遮蔽系数;

  Sf--窗框的遮阳系数;

  Mw--窗的外遮阳系数;

  Mn--窗的内遮阳系数。

  一般按惯例,不将内遮阳作为参与节能计算的措施,主要是因为政府在审批时不易控制。

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