遮阳设计论文

遮阳设计论文（精选10篇）

遮阳设计论文 篇1

自20世纪玻璃被成功用于建筑围护结构开始, 玻璃幕墙便成为一种颇受欢迎的建筑形式。如今玻璃幕墙更是在世界范围内被广泛应用。随着玻璃相关技术的研究突破, 玻璃幕墙已成为现代都市及现代生活的象征, 而玻璃也因此成为我们这个时代最流行的建筑语言。与此同时, 公众质疑批评的情绪也日渐激烈。明亮光洁的玻璃表皮背后掩藏了如严重的能源消耗、光污染、视线干扰以及二氧化碳的大量排放等恶劣的生态问题。抵御太阳辐射是最直接也是行之有效的方法之一, 外遮阳无疑成为玻璃幕墙节能设计的重要环节。

玻璃幕墙遮阳装置的作用:1) 遮阳装置可以最大限度地减少阳光的直接照射, 避免室内过热, 可以有效减少空调负荷, 节约电能。2) 遮阳装置能够阻挡太阳光透过玻璃直接射入室内, 防止阳光直射造成的眩光, 照度分布均匀的室内光线有助于视觉的正常工作。3) 对于玻璃建筑周围环境来说, 遮阳可以分散玻璃 (尤其是镀膜玻璃) 的反射光, 避免大面积玻璃反光形成的光污染。

设置表皮遮阳装置的同时, 必须注意的问题有:遮阳装置在遮挡了有害光照的同时会降低室内照度, 尤其是阴雨天时, 往往难以满足室内天然采光的要求。

1遮阳装置的分类

遮阳构件可安装在玻璃表皮的室外侧, 也可安装于室内侧。内遮阳易于安装及维护, 但隔热效果不佳, 已透过玻璃的热量可以通过对流的方式影响室内温度。一般内窗帘只能隔绝20%的太阳辐射热。相对于内遮阳来说, 外遮阳的隔热效果较好, 有效的遮阳构件可隔绝90%的太阳辐射热。目前, 无论是从节能效果还是从表皮的表现力来看, 外遮阳都是最为常用的选择, 故本文重点讨论玻璃幕墙外遮阳的技术特征。

1) 外遮阳的基本形式可分为四种:水平式、垂直式、综合式和挡板式。水平式遮阳能够有效遮挡高度角较小、从上方投射下来的阳光, 主要适用于南向以及低纬度地区北向立面。垂直式遮阳能够有效遮挡高度角中等的、从侧边斜射下来的阳光, 主要适用于东北向、北向和西北向立面。综合式遮阳能够有效遮挡高度角中等、斜射下来的阳光, 主要适用于东南或西南向附近的立面。挡板式遮阳能够有效遮挡高度角较小、正射向墙面的阳光, 主要适用于东向、西向附近的立面。

2) 遮阳系统根据其控制装置不同可分为固定式遮阳系统和可调控式遮阳系统。固定式遮阳在设计安装完成后无法进行调节控制, 因此在设计中需要根据当地太阳高度角、方位角及气流走向等情况进行精确的计算, 以确定遮阳构件的最佳形式、尺寸及位置。其不利之处在于无法随着时间、气候及需求的变化而变化, 甚至会因为遮挡光线而产生负面效果。不当的遮阳设计更有可能阻滞建筑表面空气流动, 影响建筑内部自然通风的效果。可调控式遮阳系统在满足遮阳要求的情况下, 可以随时调整角度以满足视线和通风的需要。可控遮阳由控制系统、遮阳体和导轨系统组成, 通过手动、电动或者由光电传感器自动控制, 具有良好的灵活性, 是当前较受青睐的一种方式。

2遮阳材料的选择与技术加工

玻璃表皮的外遮阳设计以金属材料的运用最为广泛, 这与其易加工生产、装配简便、易维护以及耐气候性好等性能有关。此外, 传统的竹、木、布等遮阳材料在表皮设计中依然具有相当的活力。而在新兴技术刺激下, 玻璃材料本身也具备了遮阳的可能性。

2.1 金属材料与遮阳

常用外遮阳金属材料以铝、铜、不锈钢等为原料, 将其加工成板、管、网等不同造型再加以组织装配。1) 金属百叶遮阳板。金属百叶遮阳板一般采用铝合金材料进行加工, 百叶的叶片以梭形为基本形状, 也有海鸥翅膀形、方形等金属百叶, 可水平安装也可垂直安装, 其强烈的金属质感使得建筑表皮极富现代气息。2) 金属孔板网。金属孔板和金属编织网是较常被使用的形式。金属孔板因不同的穿孔率而形成不同的遮阳效果, 它不仅可以直接作为建筑的遮阳面还可以作为遮阳材料进行加工, 制作成不同形式的遮阳百叶。在金属板上作打孔、轧花处理, 孔径、形状、排列方式和表面肌理的差异都直接影响到遮阳效果。编织金属网是指用各种金属丝或缆线通过一定的编织方法制成的金属网状物。3) 智能铝百叶遮阳帘。室外智能铝百叶帘由EVB (Exterior Venetian Blind) 电机驱动, 帘片宽度一般为50 mm和80 mm。安装在室外的电动百叶帘需要采用钢丝导向固定或边槽固定以防走偏, 同时安装光风控制器, 根据设定的光风控制值自动控制。顶部采用机械限位, 帘片升到顶部后遇机械限位自动停止。4) 不锈钢管遮阳。在采光顶内部设置密排不锈钢管是遮阳的一个有效手段, 甚至可以在不锈钢管内部形成水流管网, 用水冷却, 不仅降温效果好, 而且还可以提供热水或者温水。

2.2 织物遮阳帘

织物遮阳帘是目前运用相当广泛的遮阳方式。织物具有柔软性, 一般国际流行采用玻璃纤维或聚酯纤维面料。有些面料通过特殊设计和处理后, 可以让室内的人透过织物欣赏室外的景色, 而室外的人不能透过织物看到室内的情况。织物采取特殊织造技术, 可以形成两面深浅不同的面料。浅色朝外隔热, 深色朝里, 达到高透明度并控制眩光。织物一面镀金属膜, 可以达到更好的抗热辐射效果。

2.3 传统材料与遮阳

木、竹等传统材料, 常以帘幕、露空的板等形式使用, 通过绑扎、编织、构件连接等方式将小件材料进行加工和组织。木、竹等材质赋予百叶独特的气质, 擅长体现建筑的自然风格。木质百叶的遮阳效果与铝合金百叶的遮阳效果类似, 但是木材的使用寿命和耐腐性不及铝合金, 使用上远不及后者普遍。

2.4利用玻璃自身遮阳

1) 彩釉玻璃遮阳。通过丝网印刷技术在透明玻璃上印制各种不透明的花纹, 形成对阳光有遮挡作用的彩釉玻璃。彩釉玻璃遮阳造价低, 施工简单, 无需维护, 但是彩釉印花玻璃遮阳能力较差, 所以遮阳效率不是很高。2) 玻璃遮阳板。将玻璃加工成百叶形状, 宽度一般在100 mm～300 mm, 叶片长度在600 mm～1 500 mm之间。叶片有选用透明或磨砂等不同材料, 可以获得不同的外观效果。玻璃材料的遮阳百叶通透性好, 但是遮阳效果较弱。

3表皮遮阳的艺术表现力

遮阳装置对建筑表皮设计意义重大, 其优美的造型, 在玻璃上呈现出光影效果, 形成一种新的美学倾向。尤其在欧洲, 建筑师们已经习惯于把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素加以利用, 甚至称之为双层立面形式。这种具有动感的建筑形象不仅成为建筑立面的时尚, 更是现代技术与人类情感需要的一次完美结合。

4结语

在节能问题日益受到关注的今天, 玻璃幕墙的遮阳设计成为新的趋势。遮阳系统的设计过程是一个综合权衡的过程, 气候环境、人文要素、经济水平及最终的表现力都需要融入整个设计过程的各个部分。遮阳构件不再是玻璃幕墙的附属物, 而成为表皮设计不可分割的部分。总之, 玻璃表皮外遮阳必须综合考虑各方面的需要, 使其既能节约能源又能创造出独具个性的建筑形象。

摘要：论述了玻璃幕墙外遮阳的基本类型及特征, 从不同材料的加工及使用上对遮阳系统的技术进行了探讨, 提出了外遮阳设计是一个整体设计的过程, 必须兼顾其美学性, 从而使玻璃表皮外遮阳既能节约能源, 又能创造独具个性的形象。

关键词：玻璃幕墙,外遮阳,节能

参考文献

[1]彦宏亮, 龚娅.论玻璃幕墙遮阳设计的作用及效果[J].建筑科学, 2004 (10) :8-12.

[2]刘念雄.欧洲新建筑的遮阳[J].世界建筑, 2002 (3) :48-53.

[3]赵西安.玻璃幕墙的遮阳技术[J].建筑技术, 2003 (9) :665-667.

[4]林宪德.绿色建筑[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

[5][英]迈克尔.威金顿, 祖德.哈里斯.智能建筑外层设计[M].王琳, 译.大连:大连理工出版社, 2003.

遮阳设计论文 篇2

澳大利亚当代建筑以灵活多变的遮阳技术闻名于世界，外遮阳系统往往成为立面表现中永恒的“主题”，每栋建筑都堪称是建筑遮阳与建筑立面完美的结合。尤其是在常年受海风影响的东南部沿海地区，夏天湿度较大、日照强烈，温度可达38℃；冬天气候温和，最低温度大约在5℃左右，必须采取有效地遮阳措施来防止夏季强烈的日晒。本文所列举的表皮遮阳案例着重强调建筑外围结构与建筑主体相互分离的构成方式。

绿化外遮阳与建筑表皮一体化设计

绿化外遮阳主要指利用落叶乔木或藤蔓植物的自然遮阳方式。一方面，它利用了植物枝叶具有遮阳、滤光和防止眩光的特性阻挡了夏季阳光直射；另一方面，植物在光合作用下，内部水分会通过蒸腾作用从叶片表面散失到空气中，起到降低环境温度的作用。在设计上一般采用种植于建筑主要朝向上的落叶乔木遮阳，可以兼顾冬夏两季对阳光的不同需求：夏季繁茂的枝叶可以遮挡阳光；冬季温暖的阳光则可以穿过稀疏的枝条射入室内。另外，也可以利用藤蔓植物攀爬的特性在建筑表面形成有效的保护层

以墨尔本市政府2号办公楼（CH2）为例，这幢办公建筑在北向、东向和西向的外墙上都设置了遮阳措施，北向（朝阳方向）利用金属格架和室外露台进行垂直植物遮阳，东、西向则利用穿孔金属隔板和可自控的木质百叶遮阳。其中，建筑北侧外墙上的垂直植物遮阳共有九层高，每层都为植物生长所需设置了独立且连续的金属格架和室外露台，且露台两侧还安装有供藤蔓植物攀爬的不锈钢网（见图1）。沿窗边种植的绿色植物由再生水浇灌，且栽培在可嵌入露台中的特制花盆里。植物与立面构件紧密地结合在一起，共同起到了遮阳、防止眩光和提高空气质量的作用。

标准化外围护构件遮阳与建筑表皮一体化设计

工业化建筑的外围护结构件多采用标准化构配件、工厂化生产加工、现场机械化装配施工。在预制加工好的外围护结构部件中，工业化建筑外遮阳部品的整合在形式上构成均质、韵律、具有“标准化”特征的建筑表皮。

墨尔本皇家理工大学的斯旺斯顿学术教学楼（Swanston Academic Building）。这栋建筑于2012年9月落成，是由墨尔本皇家理工大学和莱恩斯建筑事务所联合设计的一栋生态可持续设计的“垂直校园”建筑，为墨尔本商业中心带来了全新的视觉冲击力和城市活力（见图2）。艳丽的建筑外观使用了由周边建筑物提取出的像素化图片抽象而来色块，正如莱恩斯所说“该建筑的自身来源于它所置身的环境”，“它是一个变色龙以及一面镜子”。外立面是由表面突起的三角形元素的面板组成的，它可以根据建筑物的方位不同提供不同角度的阴影。另外，玻璃窗上大胆的着色结合高性能玻璃的使用，降低了太阳辐射对室内温度的影响，还可以避免产生眩光。

墙体系统智能式外遮阳与建筑表皮一体化设计

位于墨尔本中央商业区以北CUB酿酒厂旧址的像素大楼（The Pixel Building）也因其别具一格、五彩斑斓的“像素化”表皮让人印象深刻（见图3）。像素大楼于2010年7月由505工作室设计完成，是澳大利亞有史以来第一座取得“绿色之星”六星评价认证满分的办公建筑。这栋建筑使用了双层表皮遮阳系统取代了传统的百叶遮阳，利用造型各异的翼片过滤掉多余的太阳辐射，完全通过自然光线达到办公空间的采光需求，且光线柔和无眩光。这些固定在建筑表皮上的彩色翼片运用了先进的三维电脑辅助设计技术，模拟了不同季节不同时段的日照特征，使遮阳系统的效率达到最大化（见图4）。

能源采集式外遮阳与建筑表皮一体化设计

墨尔本皇家理工大学（RMIT）是一所位于墨尔本中央商业区的城市大学，各具特色的教学楼沿街分布，营造了集思想自由和多元化创意为一身的特色校园文化。2012年由毕业于该校的建筑师肖恩·葛德赛和柏涛建筑事务所合作完成的第100号设计中心（100 Building Design Hub）创新地应用了环保可持续的理念。这栋建筑最大特点是采用了“第二表皮”这一创新理念（见图5），在建筑的四个立面上覆盖着由16000块高强度磨砂玻璃构成的外围结构，每个玻璃组成单元都如同一张圆形光盘，在电脑与可旋转电机设备的控制下，可以根据墨尔本的即时天气自动调整旋转角度，控制阳光的入射量，起到遮阳隔热的作用。在不远的将来，这种双层立面系统还有能力进一步将磨砂玻璃替换成太阳能面板，每个联动圆盘装置都配备有自动感应器，可最大限度地将太阳能面板暴露在阳光下，实现最大化的能源回收利用。

结语

澳大利亚东南部沿海地区因其极端地理气候条件，产生了多种与建筑表皮多种形态相结合的外遮阳建筑一体化的设计手法，这种大胆创新的思维的成功应用，为未来绿色建筑多样化发展奠定了更加坚实的实践基础。

（作者单位：长春建筑学院）

海南省建筑遮阳设计探讨 篇3

海南省属于夏热冬暖地区,属热带季风气候。该地区全年长夏无冬,年平均气温22~27℃,最冷的1月份温度仍达17~24℃,年光照为1750~2650h,光照率为50%~60%,光温充足。太阳辐射得热是海南地区导致室内温度升高、空调能耗增加的主要原因之一,而建筑遮阳的目的在于防止直射阳光透过玻璃进入室内,减少阳光过分照射加热建筑围护结构,减少直射阳光造成的眩光。

随着《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2015)的实施,夏热冬暖地区公共建筑的各朝向外窗(包括透光幕墙)均应采取遮阳措施,建筑遮阳在建筑设计中的应用将会迅速增加。建筑遮阳作为建筑节能中不可或缺的一环,其设计和应用尚未受到足够的重视,如何将遮阳技术合理运用至建筑当中,将会是未来研究的一个方向。

1 建筑遮阳类型及设计计算

1.1 建筑遮阳类型

建筑遮阳类型可以分为几大类,即建筑窗口的遮阳,建筑围护结构的遮阳和玻璃材料隔热遮阳。文中着重对建筑窗口的遮阳类型进行探讨。

1.1.1 建筑构件遮阳和附加构件遮阳

1)建筑构件遮阳,就是在建筑设计和建造过程中专门设置遮阳构件。简单地说就是在建筑交付使用以前既已存在的遮阳措施。适用于夏热冬暖以及终年需要遮阳的特殊房间。

建筑构件遮阳类型主要有:遮阳板与遮阳隔栅遮阳;建筑出挑屋顶或雨棚;建筑自遮阳。

2)附加构件遮阳,是指在建筑落成以后,根据实际需要安装的遮阳措施。种类非常多,例如窗帘和百叶帘。

1.1.2 内遮阳、中间遮阳和外遮阳

根据建筑遮阳装置与建筑外窗的位置关系,建筑遮阳可分为外遮阳、内遮阳和中间遮阳3种形式。外遮阳是将遮阳装置布置在室外,挡住太阳辐射。内遮阳是将遮阳装置布置在室内,将入射室内的直射光分散为漫反射,以改善室内热环境和避免眩光。中间遮阳是将遮阳装置设于玻璃内部、2层玻璃窗或幕墙之间,此种遮阳易于调节,不易被污染,但造价高,维护成本也较高。

采用外遮阳时,可将60%~80%的太阳辐射直接反射出去或吸收,使辐射热散发到室外,减少了室内的太阳得热,节能效果较好。而采用内遮阳时,遮阳装置反射部分阳光,吸收部分阳光,透过部分阳光,由于所吸收的太阳能仍留在室内,虽可以改善热环境,但节能效果却并不理想。为此,应优先选择外遮阳。根据建筑外遮阳形式的不同,可以分为如下形式:

1)水平式遮阳。

在太阳高度角较大时,能有效遮挡从窗口上前方投射下来的直射阳光,北回归线以北地区一般布置在南向及接近南向的窗口,北回归线以南地区一般布置在南向及北向窗口。

2)垂直式遮阳。

在太阳高度角较小时,能有效遮挡从窗侧面斜射入的直射阳光,一般布置在北向、东北向、西北向的窗口;北回归线以北地区一般布置在南向及接近南向的窗口。

3)综合式遮阳。

综合式遮阳即同时采用水平式遮阳和垂直式遮阳,为有效遮挡从窗前侧向斜射下来的直射阳光,一般布置在从东南向、南向到西南向范围内的窗口,北回归线以南地区一般布置在北向窗口。综合式遮阳兼有水平遮阳和垂直遮阳的优点,对于遮挡各种朝向和高度角低的太阳光都比较有效。

4)挡板式遮阳。

为有效遮挡从窗口正前方投射下来的直射阳光,一般布置在东向、西向及其附近方向的窗口。

不同遮阳形式的剖面图及示意图如图1所示。

1.1.3 固定式遮阳和可调节式遮阳

对于遮阳构件的可控制性,可以分为固定式遮阳和可调节式遮阳。

固定式遮阳,优点在于其简单、维护方便;缺点在于不能够遮挡住所有时间段的直射光线,缺乏灵活应对性。

可调节式遮阳,优点在于能够根据室外条件的变化进行自主调节,遮阳效果较固定式遮阳会更好;缺点是往往会由于认为操作的失误或遗漏而降低其节能效果。

1.2 建筑遮阳设计计算

在空调建筑的负荷和建筑节能计算中,遮阳的计算尤为重要。

建筑外遮阳系数是考虑固定外遮阳设施对进入室内太阳辐射得热影响的采暖计算期或空调计算期的平均折减系数。外遮阳系数与地理位置、窗的方位等因素有关。

建筑外遮阳系数SD应按式(1)、式(2)计算:

式中:SD—建筑外遮阳系数;

x—挑出系数,采用水平和垂直遮阳时,分别为遮阳板自窗面外挑长度A与遮阳板端部到窗对边距离B之比;采用挡板遮阳时,为正对窗口的挡板高度A与窗高B之比。当x≥1时,取x=1;

a、b—建筑外遮阳系统,按表1中数据选取;

A、B—各遮阳形式的几何参数,由图1确定。

当窗口的外遮阳构造由水平式、垂直式、挡板式形式组合,并有建筑自遮挡时,外窗的建筑外遮阳系数SD'应按式(3)计算:

式中:SDS、SDH、SDV、SDB—分别为建筑自遮挡、水平式、垂直式、挡板式的建筑外遮阳系数。

2 建筑遮阳在海南地区的设计探讨

2.1 建筑不同朝向的遮阳措施

现行国家规范《夏热冬暖地区居住建筑设计标准》(JGJ 75-2012)和《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2015)中分别对建筑遮阳提出了相应的要求。

其中《夏热冬暖地区居住建筑设计标准》(JGJ75-2012)中提出居住建筑的东、西向外窗必须采取建筑外遮阳措施,建筑外遮阳系数SD'不应大于0.8;居住建筑南、北向外窗应采取建筑外遮阳措施,建筑外遮阳系数SD'不应大于0.9,当采用水平、垂直或综合建筑外遮阳构造时,外遮阳构造的挑出长度不应小于规范规定值。同时,对建筑外窗的平均综合遮阳系数提出相应限值,具体如表2所示。

注:1)外窗包括阳台门;2)ρ为外墙外表面的太阳辐射吸收系数。

《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2015)中提出夏热冬暖地区的建筑各朝向外窗(包括透光幕墙)均应采取遮阳措施,当设置外遮阳时应满足:1)东西向宜设置活动外遮阳,南向宜设置水平外遮阳;2)建筑外遮阳装置应兼顾通风及冬季日照。

2.2 建筑遮阳在海南的应用

2.2.1 垂直遮阳

海南省文昌市龙楼镇位于文昌市东部,东、南、北三面临海。龙楼镇东面临南海,属于热带海洋季风气候,气候温和,终年无霜,四季常青,年平均气温24.4℃,夏日日照时间长,年太阳辐射总能量高。

龙楼镇属于夏热冬暖的地区,龙楼采用自身形体遮阳,采用的是垂直遮阳形式。该遮阳形式是在窗户外面在窗户两侧加上垂直于窗户的挡墙,以遮挡高度角从窗户侧面入射的阳光,但对于角度较大的,从玻璃窗上面射下来的阳光,或接近日出、日落时平射的阳光,它不起遮挡作用,因此垂直遮阳适用于东北、西北及北向附近的窗户。龙楼建筑垂直遮阳示意图如图2所示。

遮阳措施对于减少太阳辐射和控制室内温度具有重要的作用,也是重要的节能构造措施。遮阳措施可降低太阳辐射,外围护结构的保温隔热性能受许多因素的影响,其中影响最大的指标就是遮阳系数,遮阳系数越小,透过外围护结构的太阳辐射热量越小,隔热效果就越好,因此,遮阳对遮挡太阳辐射热的效果是相当大的。遮阳改造前、后示意图分别如图3、图4所示。

2.2.2 水平遮阳

新海航大厦位于海南省海口市大英山新城市中心,海南省政府西侧,面向100m宽的海口市交通主干道-国兴大道。作为海南航空集团的总部办公楼,是海口市一个崭新的地标式建筑。

新海航大厦的遮阳方式是采用的固定窗口外遮阳中的水平遮阳形式,在玻璃前伸出重叠的平板进行遮阳,能有效地遮挡太阳高度角较大的,从玻璃幕墙上方投射下来的阳光,适用于南向的玻璃幕墙建筑物。

新海航大厦采用了水平遮阳的形式通过阻挡阳光直射辐射和漫辐射的热,控制热量进入室内,从而降低室温,改善室内热环境,在海南这种常年使用空调的地区,能够使其空调高峰负荷大大削减,有效降低了空调能耗。新海航大厦水平遮阳示意图如图5所示。

2.2.3 挡板遮阳

海口骑楼历史文化街区位于海甸溪南岸,地处旧城区中心地带,主要是得胜沙路、博爱北路、中山路、新华路、长堤路五条老街,是海口城市的重要发源地。

海口骑楼建筑遮阳方式是采用的挡板遮阳形式(见图6),挡板遮阳形式具体是在窗口前方离开窗口一定距离设置于窗口平行的垂直挡板。垂直挡板可以有效地遮挡高度角较小的正射窗口的阳光,主要适用于西向、东向及其附近的窗口。

建筑物设置遮阳装置,在防止太阳光紫外线辐射的同时,更加有利于建筑的高效节能。在炎热的夏天,海口室外太阳辐射非常强烈,透过窗户或者围护墙体进入室内的太阳热能增加,导致室内温度升高,空调负荷增加,能耗加大,骑楼建筑采用挡板遮阳有效地减少了太阳热能进入室内,从而降低空调负荷,减少室内能耗,起到了明显的节能效果。

3 结语

海南地区的建筑遮阳设计应根据当地的气候条件、建筑的朝向、房间的使用功能等因素进行设计。同时,在设计时可采用永久性遮阳设施,如外廊、阳台、固定遮阳构件等。但永久性的建筑构件作为遮阳措施,不可避免地会影响采光、自然通风、房间视野等方面的问题,建筑设计时应综合考虑以上因素并因地制宜的采取相关的高新技术,以达到最佳的建筑遮阳效果,有效降低建筑能耗。

参考文献

[1]GB 50189-2015,公共建筑节能设计标准[S].

[2]JGJ 75-2012,夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准[S].

[3]JGJ 237-2011,建筑遮阳工程技术规范[S].

[4]陈勇明.夏热冬暖地区建筑遮阳设计原则初探[J].安徽建筑,2014,(2):7-8,12.

[5]胡达明.夏热冬暖地区建筑遮阳设计策略及案例分析[J].福建建设科技,2014,(3):63-65,77.

巧选遮阳伞 篇4

防紫外线功能你手中的伞能遮挡紫外线的穿透和杀伤吗?下面的两个小方法可以粗略检测。方法一，将一张新版100元人民币放在伞部内侧，如果“100”字样的紫外线防伪标志模糊不清，或者看不到，说明此伞能阻隔一定波段的紫外线，反之则说明防紫外线效果差。方法二，将几把不同材料的伞撑开放在室外，每把伞的里外各放一个相同型号的温度计，暴晒10分钟后，观察伞内外温度计的温差，如果内外温度计温差大，说明伞的隔热、防紫外线功能好，反之则质量不好。

银胶涂层面料银胶涂层面料不仅防紫外线效果好，而且价格相对便宜。使用的时候要注意银胶涂层不要淋雨，雨水会损伤伞的涂层，降低防晒效果。使用时间长的伞，银胶涂层会老化发黑，有时候你可以发现涂层出现一条条的印记，这是因为气候干燥涂层收缩了，需要更换新伞才能保证防晒效果。

两种新型面料TC色织布面料是一种新型面料，可以水洗，不影响防晒效果。透光率不高，对波长220纳米、300纳米、380纳米的紫外线基本可以完全阻断。250～400纳米波段的紫外线最容易引起人皮肤晒伤和毛发干枯。还有一种镭射冲面料，经高密度工艺织成，面料表面压附了许多折光颗粒，每个颗粒都会随着伞位置的变动而改变颜色，起到对紫外线的散射作用。这两种面料防紫外线效果最佳，但是价格较贵。

三种时尚面料胖瘦丝，外观似蕾丝，超轻并且很漂亮，但是这种面料的透光率偏高，防晒效果不好。色丁布，是一种缎面面料，属于涤纶，抗紫外线效果比银胶涂层面料弱。珍珠胶布，对紫外线有一定的反射作用，防晒效果较银胶涂层面料差一些。

遮阳板检测算法研究与设计 篇5

遮阳板是汽车前挡风玻璃上方的用于遮挡太阳的板,在通过公安卡口时必须收起,以免影响公安安全检查。但问题车辆在通过公安设置的卡口拍照时,为逃避摄像头对车内情况的清晰拍摄,有些车辆故意放下遮阳板,对车内情况进行了一定程度的遮挡。需要远程监测并预警车主。 需要提高检测准确率、检测和分析速度,以便及时告警。 应此需求,对卡口拍照时,自动对放下遮阳板的拍摄车辆进行报警提示。

现有的图像处理算法不足以支持遮阳板快速检测预警,因此,我们基于业务流程特点,设计了有效的检测算法,测试表明算法是可行的。

2算法研究与分析

为实现高效的运动检测目的,文献[1] 提出了改进的基于背景差分的检测方法,改进的基于帧间差分实现的背景建模算法及改进的自适应背景更新算法,实现了基于背景差分的运动目标检测,针对背景差分受环境约束较大的缺点,能够趋近于得到真实的没有运动目标的背景,实现了背景能自适应更新以适应环境的变化。

为从包含大量冗余信息的监控视频中快速查找到运动目标,文献[2] 提出一种改进的背景差值目标检测算法。 首先,通过灰度化和中值滤波对视频图像进行预处理;其次,对视频帧进行抽样统计,计算各个对应像素点的灰度值的中值,建立背景模型;再通过实验确定合适的阈值后, 计算当前帧与背景模型之间欧氏距离的相对差值,并由此判断前景帧和背景帧;将含有运动目标的图像或视频截取出来。可用于视频监控中的目标检测。

运动目标的检测与跟踪作为智能视频监控最关键技术之一,需结合数字图像处理的基本理论知识, 包括图像灰度化、颜色模型、图像去噪、直方图均衡化及数学形态学理论等[3]。结合光流法、背景减除法、帧差法这三种运动目标检测算法,提出了一种结合背景减除和时空熵的对称差分目标检测算法。具很好的去噪能力, 提升了运动目标检测的效率, 并且能够很好地克服光照变化等环境噪声的影响。结合均值偏移(Mean Shift) 与粒子滤波(Particle Filter) 两种经典算法,提出了一种融合Mean Shift的粒子滤波目标跟踪算法。该算法利用均值偏移的聚类分析作用, 提高了粒子采样效率, 有效抑制粒子退化现象;且在算法实现过程中加入了目标模板更新环节, 很好地解决了目标遮挡问题, 在保证跟踪效果的前提下降低了粒子滤波的计算量, 可用于实时监控系统。可以较强地抵抗光照变化等背景因素的干扰, 而且能很好地处理复杂背景下的完全遮挡问题, 具有较高的鲁棒性、准确性和实时性。

借鉴主流的运动目标检测算法,我们在设计遮阳板检测算法时,在检测中采用灰度图分析,边缘检测,轮廓提取,阈值判别等方法结合。首先检测前挡风玻璃,然后再基于检测结果定位遮阳板的状态是否放下,并区分白天模式和黑夜模式,从而有效提高了检测效率。

3算法设计

遮阳板检测算法类似于数据挖掘中异常检测,即将遮阳板出现的位置确定一个范围,当其相对位置发生异常时, 则须检测该异常并报警。

为此,首先可定义一个正常状态图,以之为标准去比对案例图,在偏移量大于给定阈值时,即认为发生了遮阳板放下事件。

另一种方法是:定义遮阳板放下状态为常态,将遮阳板放下状态的对应位置作为标准,去监测案例图,若发现不匹配,则表明案例图有异常,从而快速报警。

3.1检测的两种类型

检测分两种类型:白天与黑夜。主要流程如图1。检测的主要流程是:首先,读取车辆图片灰度图;然后,进行前档风玻璃检测;再进行遮阳板检测;最后,将检测结果输出。

3.2前挡风玻璃检测

前挡风玻璃检测主要是在读取的车辆图片灰度图上进行。其流程是:(1)将图像数据进行缩放和预处理; (2)将图像阈值化去高亮灰度数据;(3)求图像数据梯度;(4)采用Canny算子求边缘;(5)查找、过滤轮廓; (6)判断是黑夜模式还是白天模式,若为黑夜模式,则使用夜模模式添加模块进行处理,否则直接转下一步;(7) 判断轮廓数阈值是否大于给定值,若是,则采用有效区域筛选判断策略定位前挡风玻璃位置;若否,则继续返回(2) 处理;如图2。

3.3夜晚模式添加模块

夜模模式下前挡风玻璃检测需要增加以下步骤。(1) 阈值化处理;(2)形态学处理;(3)查找、过滤车灯轮廓; (4)车灯轮廓组队策略;(5)定位前挡风玻璃;如图3。

3.4遮阳板检测设计

遮阳板检测算法流程如下。(1)图像与处理;(2) 判断白天模式还是黑夜模式;若为白天模式,则需寻找直线定为前挡风玻璃右上角;(3)进行图像数据归一化; (4)求图像数据梯度;(3)进行Box Filter数据平滑; (4)进行Canny算子求边缘;(5)查找、过滤轮廓;(6) 若轮廓数<5或阈值大于定值,则采用有效区域筛选判断策略定位遮阳板;否则返回(4)降低亮度阈值;如图4。

4算法过程输出图解

运用算法进行实际运动车辆进行检测,其流程如下: 读入原图灰度图,如图5;使用算法模块定位前挡风玻璃, 如图6;使用算法模块定位前挡风玻璃右上角,进而定位遮阳板,如图7和图8。

5算法测试

采用以上算法,分别针对在白天、黑夜等不同条件下的图片系列检测。其中每次输入为数十张图片,采用算法检测时统计检测得到的挡风玻璃和遮阳板的错检和正确检测数,以及检测耗时;将检测情况数据与已知情况数据进行比较和分析,从而可评估算法的性能。检测算法测试结果见表1。

5.1白天测试案例

输入:白天模式下,分两批检测车辆卡口图片;分别含有小车遮阳板放下遮阳板未放下若干张。

输出:挡风玻璃数量,遮阳板数量。正样本检测出遮阳板的张数,负样本检测出遮阳板张数, 正负样本识别率( 正样本识别率: 为遮阳板放下的正确检测数/ 实际数;负样本排除率:遮阳板未放下的正确检测数/ 实际数),检测总耗时及平均用时。

5.2黑夜测试案例

输入:黑夜模式下,车辆卡口图片张数,也分别含有小车遮阳板放下、遮阳板未放下若干张。

输出:黑夜模式下挡风玻璃检测数,检测出遮阳板数。 平均每辆车用时数。正确检测数与错误检测数统计,正负样本识别率等。

5.3测试对比分析

将以上测试数据汇总见表1。结果表明,在样本数较大的情况下,正样本识别率和负样本排除率均比较理想, 其中每样本检测用时约0.4~0.7秒左右。将算法用于测试白天模式和黑夜模式,其正样本识别率和负样本排除率均较好,正样本识别率在白天更优,负样本排除率则在黑夜模式性能稍优。

6小结

基于外遮阳的建筑立面设计研究 篇6

目前, 全世界都在紧密关注能源问题, 巨大的能源消耗带来了前所未有的挑战, 而我国的建筑能耗在总能耗里所占比例巨大, 因此, 建筑节能成为我国重点的节能方向。建筑外遮阳作为建筑的有效节能手段, 成为建筑师们关注的重点。随着人们文化素养和艺术欣赏力的提高, 建筑外遮阳设计不能再仅仅是一个独立于建筑之外的个体, 而应该与建筑立面相结合, 成为丰富建筑立面的主要因素。这样设计不仅可以有效减少建筑能耗, 也可以为建筑立面设计带来整体性和艺术性。本文主要分析外遮阳的原理, 研究外遮阳在建筑立面中的应用, 总结出建筑外遮阳的立面设计原则, 为建筑外遮阳设计提供参考。

1 建筑外遮阳

建筑外遮阳作为一种遮阳形式, 对于建筑节能有十分重要的意义。外遮阳与建筑外立面紧密结合, 可以避免太阳辐射直接进入室内, 在太阳光照射时阻挡直射光线通过围护结构进入室内, 防止建筑围护结构被太阳辐射过分加热, 减少为了调节室内温度而产生的能耗值, 保证室内热环境的舒适性和建筑的节能性。

建筑外遮阳与建筑立面紧密结合, 和建筑内部功能以及形态都有极大的关系。外遮阳的范围不仅仅只是对门窗洞口等部分隔热、遮阳, 同时也对建筑的围护结构墙体和屋顶等建筑构造进行遮阳。

2 外遮阳在建筑立面设计中的应用

外遮阳在建筑立面设计中的应用, 归纳来说可以分为两种:一种是单一的遮阳构件设计, 大多为外遮阳构件与建筑通过某种形式进行连接, 各自功能明确;另一种是外遮阳构件与建筑复合化设计, 与传统的单一遮阳构件不同, 此外遮阳设计是与建筑的各个功能构造相结合进行设计的, 使得遮阳构件与建筑主体合二为一, 相辅相成。

2.1 单一的遮阳构件

在建筑立面中单一的遮阳构件与建筑围护结构通过某种形式进行连接, 与建筑主体形成稳定和安全的关系。根据外遮阳构件的不同形式, 可以分为水平式、垂直式、综合式和挡板式, 在建筑立面设计时, 为了丰富建筑立面, 实现造型设计意图, 往往采用下文这几种形式的遮阳构件进行组合设计。

水平式遮阳构件在立面设计上多形成水平线条, 具有较强的水平方向延伸感, 能够强调建筑的水平质感, 使人在视觉上有一种水平舒展, 连续延伸的美感。垂直遮阳构件在立面设计上多形成垂直线条, 具有较强的垂直纵深感, 能够强调建筑纵深方向的感觉, 其产生的阴影变化也能加强立面的层次感。综合式遮阳构件可以看做是水平遮阳构件和垂直遮阳构件的综合形式, 结合了这两种遮阳构件的立面效果, 能够产生纵横交错的格栅式立面效果, 形成丰富的层次感。挡板式遮阳构件能够有效发挥遮阳作用, 但是其对室内的采光和通风有较大的影响, 所以采用挡板式遮阳时考虑的因素较多。各种遮阳构件形成见图1。

2.2 遮阳构件的复合化

2.2.1 遮阳与屋顶

屋顶作为建筑的第五立面, 其接受到的太阳辐射量是最多的, 因此, 应该作为建筑防热的重点部位阻挡太阳辐射热。遮阳与屋顶的结合在格雷姆肖设计的博览会英国馆有很好的效果, 建筑屋顶采用了轻盈的遮阳聚酯膜形成架空层, 不仅有效地阻挡了太阳辐射对屋顶的直射, 也使得建筑的屋顶空间充满生机和动感, 很好地实现了遮阳与屋顶的结合。

2.2.2 遮阳与外廊

遮阳与外廊的结合由来已久, 在希腊时期, 国外建筑师的一些宗教建筑多为柱廊式, 在一些公共建筑中, 建筑外围或者是建筑内院都会加入柱廊的形式。我国也有很多柱廊建筑实例, 例如骑楼建筑, 其利用外廊作为遮挡太阳辐射及阻挡风雨的功能, 流传至今。遮阳与柱廊的结合在实现了建筑的功能性的同时也满足了遮阳的要求, 如图2。

2.2.3 遮阳与阳台

阳台作为建筑常有的组成部位, 其自身的凹凸感就能丰富建筑立面的造型, 也可以很好地成为遮阳依附的形式。上一层的阳台可以为下一层做遮挡, 能与平遮阳和综合遮阳等形式达到相同的遮阳效果, 且不会额外增加因遮阳设计而产生的造价。荷兰HM建筑事务所设计的集合住宅就很好地利用了生活阳台来解决遮阳的问题, 既节约了建筑造价, 又没有对立面造型产生影响, 反而自然得当。

2.2.4 遮阳与墙面

遮阳与墙面结合设计是将外遮阳构件当做建筑立面的主要造型元素, 遮阳与墙面的结合可以方便地解决遮阳与建筑造型之间的问题, 可以让产生丰富独特的建筑立面效果。外遮阳构件嵌入墙面后, 可以减少遮阳构件占用的空间, 大多采用的是一些遮阳百叶形式, 可以灵活调节, 也可做成固定式。

双层表皮是遮阳与墙面结合的另一种设计方法, 是在建筑墙面外附加一层由遮阳构件为主要形式的表皮。双层表皮既能够满足建筑的基本围护功能和遮阳效果, 同时创造出了不同于以往的建筑风格, 能够形成独特的立面肌理效果。通过特殊的技术处理可以实现辐射的遮挡、隔绝噪音、自然通风等功能。港大生物科学楼是香港第一栋绿色建筑, 该建筑就是双层外表皮的设计, 在双层表皮之间既可以当做建筑围护结构的维护空间, 也可当做通风和遮阳系统, 如图3所示。

3 建筑外遮阳的立面设计原则

3.1 整体性

建筑外遮阳的立面设计既要保证遮阳的效果, 也要与立面造型相互融合。合适的外遮阳设计要保证其与建筑主体的安全性和整体性, 同时也需要注意立面造型的美观和经济性。一般外遮阳构件置于建筑立面最外层, 对建筑的整体性和美观性有着非常直观的影响, 所以在遮阳设计的初期就应该考虑遮阳与立面造型的整体协调性, 使遮阳构件能很好地融入建筑的整体风格中。

基于遮阳的建筑立面造型不仅要跟自己的风格相协调统一, 也要跟建筑所处的街区地段相互融合, 形成整体统一的视觉感, 在整个城市总体规划中突显出建筑的独特性格。

在进行整体设计时, 不仅要考虑外遮阳构件这一单一的因素, 还要考虑气候、经济、文化等因素对设计的影响, 进行综合考虑。满足社会的生态节能发展要求, 设计出具有整体性和切实可行的方案。

3.2 艺术性

在外遮阳设计时, 需要充分发挥遮阳构件所能带来的艺术效果, 充分的展现遮阳的质感与美感。基于外遮阳的建筑立面设计达到整体统一效果应该是基本原则, 展示其带来的艺术性, 对建筑师来说也极具考验。通过遮阳设计带来的立面造型可以分为三种形态:点式遮阳形态、线式遮阳形态、面式遮阳形态。

点式遮阳形态主要是由局部零散的遮阳构件组成的, 如遮阳窗和遮阳阳台等, 因其面积较小, 呈现出点状的形态。线式形态主要是由水平遮阳板、垂直遮阳板等遮阳形式呈现出线状的形态。连续的线性遮阳构件在立面上的排列, 表现了立面的水平和垂直延伸感, 能够对建筑立面进行尺度的分隔, 形成整齐统一的韵律感。面式遮阳形态主要是由遮阳表皮和密集的百叶遮阳构件呈现出面的感觉, 基本能覆盖住建筑的外立面, 能够建筑采光和通风等要求。有些可调节的遮阳百叶还可根据太阳高度角的变化而改变百叶的角度, 形成动态的建筑立面效果。充分的运用这三种艺术形态, 可以在建筑立面上创造出更多丰富独特的立面效果。

外遮阳依附在建筑立面之上, 是表现建筑立面形态的主要元素。通过对外遮阳的设计, 建筑外立面会产生一定艺术形态, 不同的处理手法会形成不一样的韵律感和节奏感 (如图4) 。随着遮阳构件的材质及颜色的不同, 带来的建筑氛围和风格也会不同, 例如选择颜色鲜明的遮阳材质能够突显建筑的活泼动态, 选择木材、竹片等暖色调的材质能让人感觉建筑的舒适恬淡、自然有格调的感觉, 可以很好地表达建筑的造型语言。通过外遮阳构件在外立面上的层次不同, 可以产生阴影的虚实对比的效果, 或明或暗, 随着一天时间的变化, 让人感受到不同时刻建筑动态变化的光影美 (如图5) 。

4 结语

外遮阳构件作为建筑立面造型的主要元素, 对建筑立面的设计有很大的影响。适宜的遮阳设计不仅要完成遮阳的功能, 同时还应注意作为立面造型时其赋予建筑的艺术效果。因此, 基于外遮阳的建筑立面设计应注意整体性和艺术性原则。要注重遮阳构件与建筑主体的整体统一, 协调融合, 还应采用不同的设计手法表现建筑的独特性格, 以至于遮阳与立面能够完美结合。[ID:003591]

摘要：建筑外遮阳设计作为有效的节能手段, 承担着建筑节能的重担。随着建筑外遮阳设计的不断发展, 其与建筑外立面的关系也越来越紧密。建筑外遮阳不仅仅只有节能的效果, 也成为建筑立面造型的主要元素。然而从我国现在的发展情况看来, 建筑外遮阳并未能与建筑立面很好的有机结合。本文通过分析外遮阳的原理, 研究其与建筑立面之间的紧密关系, 得出建筑外遮阳的设计原则。

关键词：建筑节能,建筑外遮阳,设计原则

参考文献

[1]黄超.结合遮阳的建筑立面设计原则及方法[D].成都:西南交通大学, 2013.

从建筑遮阳设计谈绿色建筑技术 篇7

维基百科将绿色建筑表述为:通过在设计、建造、使用、维护和拆除等全生命周期各阶段进行仔细与全面的考虑,以提高建筑在土地、能源、水、材料等方面的利用率,同时减少建筑对人们健康以及周边的负面影响为目标的实践活动。美国绿色建筑协会制定的《绿色建筑评价体系》,认为绿色建筑追求的是如何实现从建筑材料的生产、运输、建筑、施工到运行和拆除的全生命周期,建筑对环境造成危害总量最少,同时居住者和使用者有舒适的居住质量。

评价体系分5个方面:合理的建筑选址、节水、能源和大气环境、材料和资源及室内环境质量。该标准成为绿色建筑实践与设计的有力推动者。

绿色建筑的内涵是全方位、立体的、高科技的环保工程,以科技作为发展动力,追求环保、健康、节能、智能化,实现人和环境的共生。我们可以将绿色建筑形象地描述为“环保+节能+健康+高效+智能”的建筑[1]。绿色建筑的设计涉及到隔热、保温、遮阳、能源利用等方方面面,建筑遮阳作为一种高效、低廉的节能手段,在绿色建筑中发挥着至关重要的作用。

2 建筑遮阳的意义

建筑开口部位一般约占建筑表面积的1/6,但消耗制冷及采暖空调能源超过一半。资料显示,我国单位建筑面积空调用电负荷达50 W/m2～200 W/m2,能源浪费极为严重,而空调的长时间开启势必造成供电高峰,甚至烧坏电路和配电设施,导致断电、停电,威胁城市供电安全,在空调消耗大量能源的同时,更会造成城市热岛效应,加剧环境恶化程度。因此,建筑遮阳作为一种被动措施也越来越受到业界同仁的关注。

建筑遮阳系统既可以遮挡紫外线和辐射热,又可以调节可见光,防止眩光;调节自然气流来改善环境。同时,该系统能有效降低室内温度,保护人体健康,减少空调的能耗,从而达到节能的目的[2](见图1)。

据专家预测,上海市全市的建筑物如果全部采用隔热性能强的玻璃,建筑能耗至少可节省25%,1年则可以节省2.4亿度电。根据这个数字推算,如果上海市全市建筑物全部采用遮阳产品,1年因遮阳节能则可节省约7.2亿度电。如果全国各地都能推广应用遮阳产品,那么能源节约将更为可观,所以作为建筑外围护结构的第一道节能措施,遮阳应首当其冲。

3 建筑遮阳的形式

3.1 按窗口系统遮阳形式分类

窗内遮阳系统(纤维质、席帘、布帘)、窗体自身遮阳系统(各种镀膜玻璃)、窗外遮阳系统(分为绿化遮阳、简易活动遮阳和建筑构件遮阳)。

3.2 遮阳板形式分类

其分为水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳、挡板式遮阳。选择何种形式的遮阳需根据地区气候特点、太阳高度角、纬度、遮阳日期、遮阳时间以及朝向不同来综合考虑。因此,可调式遮阳板是最适用、最有效的遮阳设施[3]。

3.3 高效智能遮阳分类

户外可调铝合金百叶帘、可伸缩外遮阳篷、户外卷闸百叶帘、室外透景遮阳织物、太阳能驱动风光感应帘、户外24 V安全性遮阳帘等。使用哪种遮阳设施,需根据建筑物性质、设计风格和日照规律等进行科学的选择。

4 建筑遮阳的设计方法

4.1 利用绿化的遮阳

对于低层建筑来说,绿化遮阳是一种既有效又经济美观的遮阳措施[4]。绿化遮阳可以通过在窗外一定距离种树,也可以通过在窗外或阳台上种植攀援植物实现对墙面的遮阳,还有屋顶花园等形式。落叶树木可以在夏季提供遮阳,常青树可以整年提供遮阳。植物还能通过蒸发周围的空气降低地面的反射,常青的灌木和草坪也能很好地降低地面反射和建筑反射。

4.1.1 建筑周围植树

在建筑周边一定距离种树,可以对低层的户型提供有效的窗口与墙面遮阳。一般适宜选用高大、树枝伸展较宽、夏天茂盛、冬天落叶的乔木。当利用植物进行窗口遮阳的时候,应当注意不能影响自然通风与采光。在夏季主导风的方向上,不应种植太密的树木,比如大灌木和乔木,以免降低风速甚至改变风向,造成自然通风受阻。此外,茂密的树叶也不应靠窗口太近,以免遮挡自然光线的进入。

4.1.2 屋面绿化遮阳

屋顶花园,隔热效果是显著的,同时对于第五立面的美化也有很大的作用。

4.1.3 墙面绿化遮阳

绿化墙面遮阳,一般选择爬藤植物如爬山虎、牵牛花、爆竹花等爬墙生长。必要的时候可以搭架拉绳,以辅助其生长。

4.2 结合建筑构件处理的窗口遮阳

遮阳的基本形式可分为四种:水平式、垂直式、综合式和挡板式[5]。

4.2.1 水平式遮阳

这种遮阳形式能够有效地遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光。故它适用于接近南向的窗口,低纬度地区的北向附近的窗口。

4.2.2 垂直式遮阳

垂直式遮阳能够有效地遮挡高度角较小的、从窗侧斜射过来的阳光。但对于高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光,或接近日出、日落时平射窗口的阳光,它不起遮挡作用。故垂直式遮阳主要适用于东北或西北向附近的窗口。

4.2.3 综合式遮阳

综合式遮阳能够有效地遮挡高度角中等的、从窗前斜射下来的阳光,遮阳效果比较均匀。故它主要适用于东南或西南向附近的窗口。

4.2.4 挡板式遮阳

这种形式的遮阳能够有效地遮挡高度角较小的、正射窗口的阳光,故它主要适用于东西向附近的窗口。

在设计遮阳时,应根据建筑所在地区的气候条件、建筑的朝向、房间的使用功能等因素,综合进行遮阳设计,可以通过永久性的建筑构件,如:外檐廊、阳台、遮阳板等,制作永久性遮阳设施。

4.3 专门设置的遮阳设施

4.3.1 活动窗口外遮阳

固定遮阳不可避免的会带来与采光、自然通风、冬季采暖、视野等方面的矛盾。活动遮阳可以根据环境变化和个人喜欢,自由的控制遮阳系统的工作状况。形式:遮阳卷帘、活动百叶遮阳、遮阳篷、遮阳纱幕等。

1)遮阳卷帘。

窗外遮阳卷帘是一种有效的遮阳措施,适用于各个朝向的窗户。当卷帘完全放下的时候,能够遮挡几乎所有的太阳辐射,这时候进入外窗的热量只有卷帘吸收的太阳辐射能量向内传递的部分。这时候,如果采用导热系数小的玻璃,则进入窗户的太阳热量非常少。此外也可以适当拉开遮阳卷帘与窗户玻璃之间的距离,利用自然通风带走卷帘上的热量,也能有效的减少卷帘上的热量向室内传递。

2)活动百叶遮阳。

有升降式百叶帘和百叶护窗等形式。百叶帘不但可以升降,还可以调节角度,在遮阳和采光,通风之间达到了平衡,因而在办公楼宇及民用住宅上得到了很大的应用。根据材料的不同,分为铝百叶帘、木百叶帘和塑料百叶帘。百叶护窗的功能类似于外卷帘,在构造上更为简单,一般为推拉的形式或者外开的形式,在国外得到大量的应用。

3)遮阳篷。

这种类型比较常见,但质量和遮阳效果一般,目前市场使用有些杂乱。

4)遮阳纱幕。

遮阳纱幕既能遮挡阳光辐射,又能根据材料选择控制可见光的进入量,防止紫外线,并能避免眩光的干扰,是一种适合于炎热地区的外遮阳方式。纱幕的材料主要是玻璃纤维,具有耐火防腐,坚固耐久的特点。

4.3.2 窗口中置式遮阳

中置式遮阳的遮阳设施通常位于双层玻璃的中间,和窗框及玻璃组合成为整扇窗户,有着较强的整体性,一般是由工厂一体生产成型的。

4.3.3 窗口内遮阳

内遮阳的形式有:百叶窗帘、垂直窗帘、卷帘等。材料则多种多样,有布料、塑料(PVC)、金属、竹、木等等。内遮阳也有不足的地方,当采用内遮阳的时候,太阳辐射穿过玻璃,使内遮阳帘自身受热升温。这部分热量实际上已经进入室内,有很大一部分将通过对流和辐射的方式,使室内的温度升高。

4.3.4 玻璃自遮阳

玻璃自遮阳是利用窗户玻璃自身的遮阳性能,阻断部分阳光进入室内。玻璃自身的遮阳性能对节能的影响很大,应该选择遮阳系数小的玻璃。遮阳性能好的玻璃常见的有吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃。这几种玻璃的遮阳系数低,具有良好的遮阳效果。

值得注意的是,前两种玻璃对采光有不同程度的影响,而低辐射玻璃的透光性能良好。

5 建筑遮阳的发展趋势

以新材料、新技术为手段的新一代建筑师正在积极探索新的、更加高效的生态建筑遮阳方式。他们在使用新型材料的基础上,能够自动控制和调节,不但加强了遮阳效果,而且与建筑其他功能如采光、通风的协调也大为加强,使遮阳板成为综合解决遮阳、采光、通风、太阳能利用的多功能构件[6]。

5.1 风、光、雨、温度或湿度遥感器与活动遮阳产品相结合

装上风雨遥感器,可以使活动遮阳产品根据风雨的大小来调节伸出的长度或角度,保护遮阳产品在恶劣环境下减少侵蚀;装上光、温度或湿度遥感器,可以根据日照的角度和强度、温度或湿度的大小,调节外遮阳产品的状态,尽可能为室内创造最佳的舒适环境。

5.2 光伏发电与建筑遮阳相结合

目前,很多研究人员正在研究考虑如何很好地综合建筑遮阳板与太阳能收集器的设计。光伏发电与建筑相结合(BIPV)是光伏发电大规模推广应用的重要发展方向,而与建筑遮阳相结合是其主要实现形式之一,对于节约建筑能耗、改善室内环境及以可再生能源替代传统石化能源等具有重要意义。但是由于目前国内市场该技术的应用还不成熟,推广还存在一定的难度。

6 结语

建筑遮阳设计应贯穿在规划设计、建筑方案、施工图设计、建筑施工以及日常运行维护的整个过程中,应综合考虑建筑所处地域的纬度和气候特点,太阳能利用的不同类型和技术要求来选择不同的遮阳方式,同时结合建筑造型、平面功能与遮阳部位、构造节点等因素,做到既符合建筑造型和使用功能要求,又满足高质量的室内健康环境需求。只有这样,才能真正实现“让建筑更美丽,让生活更美好”。

摘要：简要阐述了绿色建筑的涵义、建筑遮阳的意义,着重从形式、设计方法及发展趋势等方面对建筑遮阳进行了介绍和分析,进而推动绿色建筑技术的发展,使建筑遮阳设计既符合建筑造型和使用功能要求,又满足高质量的室内健康环境需求。

关键词：绿色建筑,建筑遮阳,设计方法,发展趋势

参考文献

[1]李百战.绿色建筑概论[M].北京:化学工业出版社,2007.

[2]谢浩,刘晓帆.高层建筑中遮阳与艺术相结合的探讨[J].房材与应用,2002(2):17-18.

[3]蔡镇钰,范守中.建筑设计资料集[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,1994.

[4]黄浩.绿色建筑遮阳措施研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010(3):31-32.

[5]刘明娟,张永生.以西安地区为例谈教学建筑的遮阳设计[J].工业建筑,2009(S1):25-27.

[6]中国遮阳网.www.chinasunshade.com.

建筑构建采光通风和遮阳设计管窥 篇8

建筑采光通风设计和遮阳设计是建筑构建设计中两个重要的组成部分, 其对于改善室内温度、光环境以及节约能耗方面具有重要的意义[1]。随着社会和经济的快速发展, 环境问题日益严重, 同时能源消耗也越来越多, 这进一步促进了节能型建筑的发展, 而低污染、低能耗的环保型绿色建筑也必然成为建筑必然的发展趋势。

1 采光通风设计

1.1 采光设计

在建筑构建设计的过程中, 其中的单体建筑均需要满足总体建筑规划中所规定的各种要求, 即除了需要内部空间满足使用要求外, 还必须要具备良好的天然采光。一个采光良好的建筑可以为居住者营造一个良好的居住环境, 使人心情舒畅, 同时也有利于节约能源, 尤其要合理布置住宅内的各种建筑功能。否则, 在不良采光房间内, 单纯的依靠人工照明的方式来进行采光, 则会对居住者的身心健康产生不利的影响[2]。下面从天然采光和门窗对采光的影响这两个方面的内容对建筑构建采光设计进行探究。

1) 天然采光。通常而言, 除观众厅和演播室等有特殊要求的建筑外, 大多数建筑均需要有良好的采光性。因此, 为了确保建筑室内的采光性满足设计和施工的要求, 在单侧采光的过程中要确保房间的进深不超过地面与窗口之间距离的二倍, 而在房屋内部采用双侧采光形式的时候需要尽量增大单侧采光形式的一倍。另外, 为了确保建筑室内获得良好的采光, 确保房屋内的照度值满足设计和规范的要求, 就必须要结合建筑房屋的房间面积、使用要求以及当地日照情况等因素来综合考虑房间的采光, 比如窗地面积比实际上就是估算建筑室内窗口面积的一种估算方式, 即先确定窗口面积, 再结合《民用建筑采光等级表》中所规定的窗地面积比来进行验算。

2) 门窗对采光的影响。鉴于窗口所处的位置和大小会对光线的方向以及室内采光的均匀性产生重要的影响, 所以必须要在建筑构建采光通风的设计过程中合理设置门窗的位置。

1.2 通风设计

在建筑构建中进行通风设计的根本原理实际上就是借助自然或者机械的方法来使建筑房间或者密封的环境中可以保持气流通畅。通风设计实际上包括室内和室外通风两种形式, 但是在建筑构建设计的过程中, 必须要充分考虑自然通风和居住环境的舒适性, 下面就这两个方面的具体内容进行阐述。

1) 自然通风。自然通风是一种原始的节能通风方式, 它可以有效地改善室内的空气质量, 增强室内热舒适以及降低室内空调负荷的一种免费措施。自然通风中, 门窗在室内的位置直接决定了室内气流的流向, 因此, 在建筑构建设计的过程中, 设计人员必须要结合通风效果来合理布置门窗的位置, 以增强室内的通风质量, 增强室内的热舒适性。

2) 室外通风环境。建筑住宅与其所在地的主导风向以及住宅的朝向有关, 同时建筑间距、形式以及群体组合形式等均会对建筑的室外通风环境产生影响。因此, 必须要采用科学合理的建筑住宅布置形式可以有效地提高室外的通风质量和效果。另外, 随着高层建筑住宅数目的增多, 建筑之间的分流可以借助在建筑小品、绿化、地形等方式或者在建筑立面合理设置导流板来加以解决。

2 遮阳设计

2.1 建筑遮阳的分类与选择

建筑遮阳设计是建筑构建设计中一个重要的组成部分, 其直接决定着建筑的节能性。建筑工程施工中的遮阳方式比较繁多, 并且分类的依据不同, 遮阳的分类也各不相同。根据遮阳设计手法, 可以将遮阳设计分为绿化遮阳、建筑附加构件遮阳和简易遮阳三种形式, 具体内容主要为以下几个内容。

1) 简易遮阳类型实际上就是一种借助建筑自身和互相遮阳, 由建筑建造时的特点共同构成, 并且其大都是固定形式, 不可自由调节, 也不需要进行维护, 所以该种类型的遮阳效率无法进行人为控制, 常见的有建筑互相遮阳和自遮阳两种形式。其中的建筑互遮阳实际上就是借助建筑自身与其它建筑群间的凹凸关系所产生的阴影来起到遮阳的目的, 而建筑自遮阳则包括花格窗、骑楼和挑檐等类型, 该种形式除了具有遮阳作用外, 还具有避雨等作用。

2) 建筑附加构件遮阳则使通过在建筑结构中采取合理的措施来达到遮阳的目的, 与简易遮阳形式相比, 建筑附件构件遮阳具有更大的灵活性和方向性, 同时该种形势的遮阳效果也更加理想。

3) 与上述两种遮阳形式相比, 绿化遮阳是一种天然的遮阳手段, 其实际上就是借助自然界的植物所形成的阴影来达到遮阳的目的, 同时也可以借助绿色植物的光合作用来改善建筑周边的空气质量, 降低周边的问题, 从而给人提供一种舒适的居住环境。

另外, 根据遮阳构件形状与效果, 可以将建筑窗口的遮阳构件分成水平式、垂直式、挡板式、综合式以及百叶式。但是为了确保遮阳类型选择额科学性和合理性, 相关设计人员必须要结合项目的地理位置以及建筑的朝向和具体用途等来综合考虑和设计, 切不可以美观为设计的唯一依据。

2.2 建筑遮阳设计的基本原则

首先, 建筑遮阳设计需要与建筑设计来同步考虑。建筑遮阳不单单是附加在建筑结构表面的一种措施, 它还是建筑中一个必不可少的组成部分, 一个好的建筑遮阳设计必须要将遮阳与建筑融为一体, 切实构成一个完整的整体, 所以必须要将建筑遮阳设计贯穿于建筑整体设计中来。而就具体的内容而言, 需要先对建筑形体遮阳进行优先考虑, 然后再要将其与建筑造型进行有机结合来实现二者的有效结合。其次, 遮阳设计要与其它功能相协调, 比如建筑通风、采光和视线等建筑功能, 所以在建筑构建设计的过程中, 设计人员必须要确保遮阳设计的各项因素不对其它建筑功能产生影响。

3结语

采光通风设计和遮阳设计是建筑构件的设计中的两个重要组成部分, 其质量直接影响着建筑结构设计的合理性, 进而会对建筑居住者的舒适性产生影响[3]。

参考文献

[1]孙小燕.谈建筑设计中的采光和日照通风问题[J].山西建筑, 2010, 36 (12) :27-28.

[2]赵齐, 金鑫.现代建筑遮阳设计[J].工程建设与设计, 2013, 23 (11) :79-82.

选用遮阳网有讲究 篇9

常用的遮阳网有黑色、银灰色、蓝色、黄色、绿色等多种。以黑色、银灰色两种在蔬菜覆盖栽培上用得最普遍。黑色遮阳网的遮光降温效果比银灰色遮阳网好，一般用于伏暑高温季节和对光照要求较低、病毒病为害较轻的作物，如伏季的小白菜、娃娃菜、大白菜、芹菜、香菜、菠菜等绿叶蔬菜的覆盖栽培。银灰色遮阳网的透光性好，且有避蚜作用，一般用于初夏、早秋季节和对光照要求较高、易感染病毒病的作物，如萝卜、番茄、辣椒等蔬菜的覆盖栽培。用于冬春防冻覆盖的，黑色、银灰色遮阳网均可，但银灰色遮阳网比黑色遮阳网好。

遮阳网在编织过程中可通过调节纬线密度，使遮光率达25%～75%，甚至高达90%。在覆盖栽培中可根据不同的需要加以选择。夏秋覆盖栽培，对光照的要求不太高，不耐高温的小白菜和其他绿叶蔬菜可选用遮光率较高的遮阳网。对光照要求较高，较耐高温的果菜类蔬菜可选用遮光率较低的遮阳网。冬春防冻防霜覆盖，以遮光率较高的遮阳网效果好。在一般的生产应用中，普遍选用遮光率为65%～75%的遮阳网。在覆盖使用时，应根据不同季节和天气情况，通过改变遮盖的时间及采取不同遮盖的方式进行调节，以满足不同作物的生长需要。

遮阳设计论文 篇10

1 项目概况

华中地区某高层办公楼建筑由一座圆柱形主楼和四周五座与主楼脱开的三层裙房组成, 主楼与裙房之间由位于二层的连廊连接, 如图1所示。这些连廊均采用了清透澄澈的全玻璃立面。建筑地处中纬度地区, 太阳辐射季节性差别大, 光照充足, 年平均日照达到1 843 h, 夏季酷热, 因此业主方提出玻璃连廊不利于节能, 建议加装外遮阳系统。设计单位提出了固定外遮阳的设计方案, 遮阳设计公司提出了全可调节外遮阳的设计方案, 业主方认为按照项目经验固定外遮阳适应度差, 综合效果不佳, 但连廊朝向不一, 无需全部采用可调节外遮阳, 提出南向部分外立面采用可调节外遮阳, 其余连廊外立面采用固定外遮阳。综合各方面意见, 认为均不完善, 全部使用固定或可调节外遮阳固然从效果或经济性上有所不妥, 但连廊存在主楼主体、主楼上部悬挑的装饰性构件和裙房的日照自遮阳效果, 且连廊本身随裙房位置布置, 无一处于正朝向, 再者当地东西侧日照也很强烈, 不能简单判定仅建筑南侧立面需要安装可调节外遮阳, 最终决定采用模拟分析空调季太阳辐射得热量, 来确定遮阳方案。

2 太阳辐射得热模拟分析

为了获得连廊立面遮阳系统的最优方案, 计划分别模拟不设置遮阳系统和设置固定外遮阳条件工况下的立面表面太阳辐射得热情况, 用以分析采用固定外遮阳的遮阳率, 对于固定外遮阳不能满足遮阳要求的立面采用可调节外遮阳。

为方便表述, 将连廊各立面编号如图1所示。使用模拟软件夏季外表面太阳得热量进行模拟分析。

2.1 无遮阳系统

在不设置遮阳系统的工况下, 各立面的夏季太阳辐射平均量自40 022 Wh/m2~88 529 Wh/m2不等, 最高量在52 358 Wh/m2~101 081 Wh/m2不等, 如图2所示。由于建筑体型复杂, 主楼南侧又有悬挑很大的装饰性构件, 自遮挡情况很难准确判断。和事先估计的完全不同, 太阳辐射总量较大的为立面1, 2, 5, 6, 8这几个接近东西向的立面, 而非南向的立面。

2.2 固定外遮阳系统1

在了解各立面夏季太阳辐射量的基础上, 继续模拟采用固定外遮阳条件下的夏季太阳辐射量, 分析固定外遮阳的遮阳效果。出于立面效果的考虑, 采用了挑出立面300 mm的铝质遮阳板, 垂直间距600 mm。经模拟发现综合遮阳率较低, 夏季太阳辐射平均量仍有22 578 Wh/m2~51 346 Wh/m2不等, 最高量在44 115 Wh/m2~89 194 Wh/m2不等, 遮阳率大多在40%左右。遮阳率最高的立面8为56%, 但是立面8的夏季太阳辐射平均量基础值较大, 即使遮阳率较高, 仍不能满足遮阳要求。遮阳率最低的立面9仅有27%, 立面4为31%, 这是由于这两个立面偏北, 本身得到的夏季太阳辐射已经是在太阳高度角较低的情况下获得的, 这种垂直密度的固定外遮阳对其起不到太大的遮挡作用。综合来看, 采用这一遮阳方式的整体遮阳效果不佳, 究其原因是由于遮阳板垂直间距过大, 而建筑处于中纬度地区, 夏季太阳高度角并不很大, 因此较为稀疏的遮阳板不能有效遮挡阳光。

2.3 固定外遮阳系统2

事实证明, 仅从立面效果角度出发设置遮阳板不能满足实际需要, 因此随后又模拟了采用挑出立面300 mm垂直间距300 mm的遮阳板的情况, 这样的遮阳形式与立面其他构件的模数关系一致, 不破坏立面效果, 同时能够达到更为有效的遮阳效果, 是各方面都能够接受的遮阳形式。经过模拟分析, 采用垂直间距300 mm的遮阳板后, 各立面夏季太阳辐射平均量在18 720 Wh/m2~40 449 Wh/m2之间, 最高量在36 243 Wh/m2~80 919 Wh/m2之间, 遮阳率大多在50%左右。遮阳率最高的立面8达到67%, 使其夏季太阳辐射量平均量从采用垂直间距600 mm的遮阳板时的31 177 Wh/m2降低到23 331 Wh/m2, 已经处于可接受的范围内。立面4和立面9的遮阳率仍然明显低于其他立面, 但是也有较大提高, 且立面4和立面9的夏季太阳辐射平均量基础值本身较低, 在采用了垂直间距300 mm的遮阳板后得热量已经较低, 能够满足节能的要求, 如图3所示。

3 外遮阳方案优化

经过模拟, 证明原设计构思中采用挑出立面300 mm垂直间距600 mm的遮阳板不能满足遮阳的需要, 采用挑出立面300 mm垂直间距300 mm的遮阳板后遮阳率有明显提升, 因此固定外遮阳采用后一种方案。

其中立面3, 4, 9, 10在不设置遮阳系统的情况下夏季太阳辐射量平均量在40 000 Wh/m2左右, 设置固定遮阳后立面3, 4的遮阳效率在50%左右, 立面10的遮阳率达到59%, 夏季太阳辐射量平均量降低到20 000 Wh/m2左右, 立面9虽然遮阳率较低, 但是夏季太阳辐射量平均量约22 000 Wh/m2, 属于可接受范围, 以上立面确定采用固定外遮阳。立面7, 8在不设置遮阳系统的情况下夏季太阳辐射量平均量分别为56 547 Wh/m2和70 859 Wh/m2, 但是固定外遮阳的遮阳率达到60%和67%, 夏季太阳辐射量平均量降低到23 000 Wh/m2左右, 遮阳效果较好, 因此也拟采用固定外遮阳。

立面1, 2, 5, 6的固定外遮阳遮阳率均在50%左右, 不设置遮阳系统的情况下夏季太阳辐射量平均量均较高, 最少的立面2也有68 298 Wh/m2, 立面6甚至接近90 000 Wh/m2, 设固定外遮阳后的夏季太阳辐射量平均量还有约30 000 Wh/m2~40 000 Wh/m2, 因此立面1, 2, 5, 6建议采用可调节外遮阳提高遮挡效果, 以进一步减少室内夏季太阳辐射得热 (见表1) 。

Wh/m2

4 结语

在该建筑体型和朝向条件复杂的情况下, 建筑外遮阳的遮阳效果很难进行直观判断, 在设计中, 通过夏季太阳辐射量模拟来分析不同遮阳形式的遮阳效果从而确定遮阳方案, 既保证了节能效果, 又将费用从超过400万元压缩到180万元左右, 避免了资金的盲目投入和浪费, 兼顾了节能率和经济性。由此可见, 太阳辐射模拟是复杂条件下建筑外遮阳优化设计的得力工具。

摘要：为解决在这种复杂建筑体型和朝向条件下的外遮阳优化, 通过夏季太阳辐射量模拟分析了不同遮阳形式的遮阳效果, 指出选择固定外遮阳效果不佳的立面采用可调节外遮阳, 达到了节能率和经济性兼顾的效果。

关键词：太阳辐射,模拟,外遮阳

参考文献

[1]曹毅然, 张小松, 金星, 等.透过遮阳系统的室内太阳辐射得热量实验研究[J].东南大学学报 (自然科学版) , 2009, 39 (6) :1169-1173.

[2]郝睿敏.上海地区公共建筑外遮阳设计探析[J].山西建筑, 2012, 38 (8) :211-212.