建筑外窗遮陽系數(shù)的確定

2024-07-22

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、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)置還是采取的選擇措施。
　　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、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)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。