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对夏热冬冷地区建筑节能外遮阳审图的体会
2010-6-9

苏州高新区建筑工程施工图设计审查中心 唐文梁

 

建筑节能设计是从分析地区的气候条件出发,将建筑设计与建筑气流、建筑技术和能源的有效利用相结合的一种建筑设计手法,也就是在夏季最大限度地减少得热和利用自然来降温、冷却;在冬季最大限度地利用自然能来取暖,以多获得热量和减少热损失。为此,建筑设计中合理的群体规划布局及控制建筑体型系数,细部构造设计中有效地利用外墙、屋面的隔热保温措施及合理控制外门窗的窗地比,均为建筑节能设计的举措。这些节能设计措施中,外门窗外遮阳为我国夏热冬冷地区、尤其是夏季,阻挡太阳辐射热进入室内和冬季避免室内热量损失的建筑节能设计有效方法之一。

法规:

1.《民用建筑热工设计规范》GB 50176-933.3.3条,“建筑物的向阳面,特别是东、西的窗户,应采取有效的遮阳措施。在建筑设计中,宜结合外廊阳台挑檐等处理手法达到遮阳目的”。

2.《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001 4.0.6外窗宜设置活动外遮阳

3.《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》(第二版)DGJ32/J 71-2008 5.4.2南向外窗应设置外遮阳设施,宜设置为活动式。东西向外窗宜设置外遮阳设施,设置时应为活动式遮阳。

4.《江苏省住宅设计标准》DGJ32/J 26-2006 6.2.5 住宅的南、东、西向窗均应设置外遮阳的设施,外遮阳设施宜采用固定或活动外遮阳……。

5. 《关于加强建筑节能门窗和外遮阳应用管理工作的通知》苏建科(2008269号文。

6. 《关于进一步规范建筑外遮阳设计,施工行为的通知》苏建科(20084号文。

7. 《江苏省民用建筑工程施工图设计文件(节能专篇)编制深度》百叶窗(2009年版)苏建科(2009149号文。 

概念:

   建筑外遮阳按构件安装位置分为水平式、垂直式、综合式及挡板式。水平式遮阳在太阳高度角较大时,能有效遮挡从窗口上方投射下来的直射阳光,宜布置在南向及北向窗口;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过来的直射光,宜布置在北向、东北向、西北向的窗口。建筑外遮阳按构造活动方式分为固定式和活动式二种,固定式遮阳结构简单,造价相对较低,维护方便,但灵活性差,不易兼顾冬季阳光入射、采光及房间的自然通风;活动式遮阳(如外侧带铝塑百页卷帘的塑料窗、折叠式或推拉式金属百页窗、折叠式金属挡板、木百页窗等)适应性强,使用灵活,是一种可以改变遮阳系数的外遮阳形式,但结构复杂,造价较高,维护成本高是其不足之处。对此,《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》(第二版)DGJ32/J 71-2008 5.4.2中明确规定“……南向外窗宜设活动式遮阳,……东西向外窗应设活动式遮阳”。

    遮阳系数是规范中规定性指标,其定义在《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》(第二版)DGJ32/J 71-2008(第二版)中指“在窗户洞口面积范围内,在夏至日通过外门窗进入室内的辐射热与该范围内阳光总辐射能的比”。在2007年全国民用建筑工程设计技术措施(节能专篇)解释为“太阳能总透射比与标准3mm透明玻璃的太阳能总透射比之比”。后者更为确切。

 遮阳系数含门窗玻璃遮阳系数及外遮阳系数,其计算值应视建筑朝向及有无外遮阳确定。

 建筑遮阳系数的计算可参阅《全国民用建筑工程设计技术措施(节能专篇)》第5274页、《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005附录A以及《建筑外遮阳》苏J33-2008等资料。

提示:

 公共建筑遮阳系数在有外遮阳时,遮阳系数等于玻璃的遮阳系数乘以外遮阳的遮阳系数,在无外遮阳时,遮阳系数等于玻璃的透阳系数。

 居住建筑东西向外窗遮阳系数,在无外遮阳时,取玻璃的遮阳系数;在有外遮阳时,取玻璃的遮阳系数乘以外遮阳系数,南向外窗遮阳系数不应计算玻璃的遮阳系数,仅计算外遮阳系数。

 建筑外窗内侧装百页窗等遮阳措施,顾名思义,不可以代替建筑外遮阳设计。节能设计应把太阳的辐射热拒至于室外,而外窗内侧装百页窗,已导致太阳的辐射热进入室内空间,大大地增加了空调运行负担,无法达到减少能耗的要求。

 Low-E玻璃及遮阳膜在居住建筑窗玻璃上不主张推广运用。Low-E玻璃及遮阳膜可以遮挡太阳的辐射热进入室内,可减少夏季空调的能耗,而冬季有用的太阳辐射能热也将受阻挡而无法进入室内,达不到主动利用太阳能的目的,反而增加了冬季采暖的能耗。

 公共建筑窗的遮阳系数和传热系数同时不达标, 居住建筑南向外窗不设置外遮阳设施的,均不得进行性能性指标设计。

 当窗的遮阳不达标而进行性能性指标设计时,屋面、墙和窗的传热系数或传热阻、居住建筑的热惰性指标应满足规定性指标的要求。

 建筑凸窗外遮阳设计,可在凸窗上、下、左、右设计比窗面凸出100mm的窗边框,以便设置手动或电动遮阳帘。

体会:

在很多建筑设计师的概念中,建筑外遮阳好像是建筑物的外加工产品,不是建筑本身建设就有的,因此往往表现出对遮阳构件的了解非常匮乏,外遮阳设计只是简单的模仿,而不了解其原理及适应范围,更缺少创新的遮阳手段;在建筑设计中方案设计时不考虑遮阳,施工图搞被动遮阳;有些人把建筑外立面设计与遮阳设计对立起来;片面地理解规范中“宜”字,认为可不遮阳且不违规;施工图中搞“文字”遮阳,在平面立面设计中均无反映,在构造做法中也无材料或配件的品种、主要性能指标及安装节点等设计。上述问题的出现说明部分建筑师对外遮阳尚未引起足够的重视,在建筑设计中未把外遮阳作为一项专门课题加以研究及推广,因此我们必须认识建筑外遮阳在建筑节能设计中的重要性,树立外遮阳是建筑本身的一部分的观点,树立建筑外遮阳与建筑一体化设计的理念。

 现实生活中公共建筑居多的是平板化玻璃幕墙设计,很少见到外遮阳等设施,但从国内外许多成功的案例中可以发现,金属玻璃幕墙能以轻巧的金属板形成优美的遮阳形式,并成为建筑造型有趣的一部分,遮阳系统在玻璃幕墙外观的玻璃墙体上形成的光影效果,体现出现代建筑艺术类学的效果。因此在欧洲建筑界已经把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素而加以利用。

 为有效地进行外遮阳设计工作,江苏省还编制了苏J33-2008“建筑外遮阳”标准图集,为建筑设计提供了极为便捷的条件,因此我们设计师对此更应认真对待,不可把外遮阳设计放在建筑节能设计的次要位置,甚至个别项目不考虑建筑外遮阳。

 外遮阳作为一项系统工程,在要求建筑师认真实施的同时,政府应大力扶持有丰富生产、安装经验的品牌公司,让建筑外遮阳与建筑设计形成一体化的产业链体系,在实践中不断应用、提高,使我国建筑外遮阳技术的应用尽快达到世界领先水平。

 结语:

 外遮阳技术具有三个优势,第一节能效果好,尤为对夏热冬冷地区。外遮阳特别是外遮阳帘在第一时间阻挡热量、紫外线强烈光线于室外,起到极佳的遮阳、节能效果。第二经济效益优。采用外遮阳技术,投入较少,收效明显。第三艺术性强。通过外遮阳材料及色调的选择,建筑外立面也可随之变得层次更丰富,更靓丽美观,可以说建筑外遮阳技术是建筑功能和建筑形式的高度统一。

 随着国民经济的发展,大量公共和居住建筑的涌现,对建筑外窗遮阳技术的研究、推广已迫在眉急,外遮阳技术对建筑师设计要求更高,相信在政府的推动和社会相关方面的努力下,建筑外遮阳技术将得到广泛的推广和应用,在建筑节能、建筑造型设计中将会发挥巨大的作用。

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