遮陽板在建筑節(jié)能中的應(yīng)用研究

沈小麗 申美玲 馮金忠

摘要：隨著科技水平和生活水平的不斷提高，人們對建筑物的要求也相應(yīng)提高。能源資源的緊張使現(xiàn)代建筑在節(jié)能上有更大的發(fā)展。太陽輻射影響著建筑物的取暖和保溫。不同地區(qū)在不同的季節(jié)對太陽輻射的需求量不同，因此遮陽板在建筑節(jié)能中如何發(fā)揮最大作用成為亟待解決的問題，本文從遮陽板的功用、設(shè)計和具體應(yīng)用等方面進(jìn)行相應(yīng)的研究。

關(guān)鍵字：遮陽板，建筑節(jié)能，應(yīng)用研究

中圖分類號：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

建筑業(yè)隨著科技的發(fā)展和能源的緊張對技能降耗有更高的要求。太陽輻射是影響建筑物功能的重要因素。所以，為了降低建筑物的功能負(fù)荷，降低夏季太陽輻射，遮陽板應(yīng)運(yùn)而生。遮陽板的具體應(yīng)用要綜合老了多方面的因素，怎么樣在建筑節(jié)能中更好地應(yīng)用遮陽板是現(xiàn)在建筑行業(yè)思考和研究的大問題。

一、遮陽板的功用

遮陽板是建筑技能遮陽系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分之一，這樣效果非常明顯，遮陽板的良好遮光效果和對光線的調(diào)節(jié)作用使人們對遮陽板使用越來越重視。具體來說，遮陽板對建筑節(jié)能的作用體現(xiàn)在以下幾個方面：

遮陽板有效降低能耗。我國夏季普遍高溫，太陽輻射對建筑物的影響非常大，對遮光和降溫的要求很大。遮陽板在夏季起到了非常重要的遮光和降溫效果，能使夏季空調(diào)和電冰箱等的能耗在沒有遮陽板的情況下降低30%左右。在冬季我過北方寒冷大風(fēng)的情況下可以做到保溫和防風(fēng)的作用。較大程度上保持室內(nèi)溫度，降低對取暖器的需求程度和耗電量。在冬夏季調(diào)節(jié)著室內(nèi)溫度，達(dá)到節(jié)能的效果。

調(diào)節(jié)太陽光線，提高居住的舒適度。遮陽板不僅僅減少了太陽輻射對室內(nèi)的直接作用，避免強(qiáng)光，也柔和了太陽光照，太陽輻射直接對遮陽板的作用，遮陽板經(jīng)過漫反射再把光線帶入室內(nèi)，取得了良好的柔化陽光的作用。這樣人們的視覺效果會好很多，眼睛得到了一定的保護(hù)，提高了人們的生活質(zhì)量。

避免光污染?，F(xiàn)代的建筑大多是高樓，外墻窗戶都是大面的玻璃，那么在太陽輻射和玻璃反射的作用下，對相鄰或者對面的建筑產(chǎn)生眩光，造成光污染。遮陽板的應(yīng)用在建筑物中能夠防止陽光的強(qiáng)烈直射產(chǎn)生的眩光，分散玻璃墻體的放射光，減少光污染。

二、遮陽板的設(shè)計

遮陽板是建筑物的外部遮陽措施，在具體應(yīng)用中以水平式，垂直式，擋板式和綜合式四種基本形式出現(xiàn)。在遮陽板的設(shè)計中要對建筑物的朝向，所在地區(qū)的緯度和太陽高度角年變化，遮陽的時間等方面進(jìn)行綜合考慮。選用哪種形式的遮陽板構(gòu)造由窗戶的朝向決定，例如，朝南的窗口多使用水平式遮陽板，東西窗戶多使用擋板式遮陽板，偏北窗戶使用垂直遮陽方式。東南和西南方向使用綜合式遮陽。這是由于我國處于北半球，絕大部分地區(qū)在北回歸線以北，大多數(shù)太陽輻射是從南邊照射過來，所以地理位置決定了我國遮陽板的基本形式。

遮陽板的尺寸，具體包括了寬度，側(cè)面長度和其與窗頂?shù)南鄬ξ恢茫紫纫ㄟ^對遮陽基本尺寸進(jìn)行計算來得出遮陽的精確尺度并付諸設(shè)計。如果遮陽板的尺寸設(shè)計不當(dāng)，對建筑物的影響就是負(fù)面的，如果設(shè)計的尺寸不夠，那么夏季起不到足夠的隔熱降溫作用，如果設(shè)計的尺寸過大，那么建筑物在冬季就會缺乏足夠的太陽輻射。理想的遮陽板尺寸要根據(jù)建筑物所在地點(diǎn)冬下兩季的太陽高度角變化進(jìn)行分開計算，設(shè)計成夏季保證遮陽，冬季保證采暖保溫的尺度。通過建筑物所處的高度角和建筑物的緯度角與太陽時角的關(guān)系對遮陽板的尺寸作出相應(yīng)分析，使遮陽板的運(yùn)用更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能功能。具體可以根據(jù)遮陽板與建筑物外圍的水平進(jìn)深，遮陽板的縱向間距三者滿足W=S*cos(?)*ctg(α)公式。（W是遮陽板進(jìn)深尺寸，S是遮陽板垂直間距，?是太陽方位角度與法線的夾角，α是指太陽高度角）滿足這個公式的遮陽板尺寸才能同時滿足冬夏兩季的要求。

遮陽板在設(shè)計后的安裝還要考慮到太陽高度角。要根據(jù)不同季節(jié)的具體情況對遮陽板的安裝進(jìn)行設(shè)計，滿足建筑節(jié)能和人們的生活需求。夏季太陽高度角較高時，要避免太陽光的直接射入，安裝時考慮太陽光照找到窗戶下邊沿位置，冬季太陽高度較高時考慮的是陽光能否可以直接照入室內(nèi)，所以安裝時考慮太陽光線找到窗戶的上邊沿位置保證采光。

三、遮陽板的具體應(yīng)用實(shí)例及注意問題

（一）我國南方城市大理為例，遮陽尺寸的合理取值

為達(dá)到實(shí)際生活中遮陽節(jié)能的作用，遮陽板的縱向尺寸起碼應(yīng)該不小于1.7米。一般的建筑住宅層高在3米左右，所以1.7米的初讀在實(shí)際工程施工和建筑美學(xué)上都不符合要求，所以遮陽板額度尺寸可以不用理論規(guī)定的尺度，只要能兼顧冬夏兩季的光照要求就可以了。

大理是我國的南方城市，所以大理地區(qū)遮陽板重點(diǎn)考慮的是夏季的遮陽問題。大理地區(qū)建筑的遮陽板縱向尺寸用公式a= 0．084sinφ+0．697cosφ。

以大寒日計算，上午九點(diǎn)到下午三點(diǎn)的取值計算，運(yùn)用計算公式

進(jìn)行計算，得出大理地區(qū)的遮陽板橫向尺度的合理范圍是

可以得出，遮陽板的豎向尺寸與φ角的關(guān)系是負(fù)相關(guān)，橫向尺寸和φ角的關(guān)系式正相關(guān)。所以在建筑安裝中，要注意遮陽板橫向和縱向的尺寸，并結(jié)合大理地區(qū)的太陽高度角變化和氣候海拔等條件進(jìn)行合理設(shè)計安裝。

（二）遮陽板在建筑節(jié)能應(yīng)用中的問題

目前，遮陽板的應(yīng)用在建筑物中具有普遍性和技術(shù)性，但是，遮陽板畢竟是建筑物外部相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，肯定對建筑物存在一定的影響，具體來說，有以下問題。

遮陽板影響室內(nèi)的通風(fēng)。遮陽設(shè)施對風(fēng)速有阻擋作用。有分析數(shù)據(jù)研究表明，遮陽板存在使風(fēng)速減少20%-50%。而且遮陽設(shè)施對窗戶玻璃接收的上升熱空氣有阻擋作用，散熱功能受到影響，所以在遮陽板的設(shè)計上要注意通風(fēng)問題。研究顯示，將遮陽板提升到窗戶上沿20厘米，可以有效減少遮陽板產(chǎn)生的熱空氣流入室內(nèi)。

外遮陽板對室內(nèi)采光有所影響。窗戶的主要作用使利用自然光線對室內(nèi)進(jìn)行照明。遮陽板在擋住太陽輻射的同時，對室內(nèi)自然光照明也有很大影響。所以要采用新型形式和材料的遮陽板，及擋住太陽輻射，又能充分利用太陽光線照明?，F(xiàn)在有些建筑物的遮陽板采用鏤空的形式，在遮陽同時又保證充足自然光線照明，所以，鏤空遮陽板是今后建筑節(jié)能遮陽板的一種很有前景的發(fā)展方向。

施工技術(shù)問題影響遮陽板的作用。遮陽板在我國的發(fā)展歷史還是比較久，但是由于建筑材料和建筑形式風(fēng)格的變化，遮陽板的材料和形式也隨之發(fā)展，就現(xiàn)在而言，遮陽板的施工技術(shù)問題仍然是影響遮陽板作用發(fā)揮的重要因素，提別活動遮陽板。建筑師在方案設(shè)計階段要和遮陽板生產(chǎn)廠家做好溝通協(xié)調(diào)工作，保證這樣效果的同時還要全面考慮安全性和耐用性。

在建筑中遮陽板的尺寸選擇不夠合理。就目前建筑業(yè)情況來看，還沒有一套完整全面的應(yīng)用程序來計算不同地區(qū)，不同建筑物的遮陽板尺寸，遮陽板的性價比低?，F(xiàn)目前以有不少能耗模擬軟件幫助選擇，但是由于軟件的復(fù)雜性和高技術(shù)性，在推廣使用上有一定難度。所以，亟待解決的問題是進(jìn)行簡易軟件的開發(fā)和推廣，根據(jù)不同地區(qū)和不同形式的建筑物選擇不同的遮陽板尺寸和形式，再進(jìn)行能耗模擬試驗(yàn)，為建筑設(shè)計和安裝提供最可靠的方案。

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