1 前言 

  20世纪,世界建筑科学技术突飞猛进,大面积的玻璃幕墙广泛被现代建筑所采用。玻璃幕墙建筑更具有通透性和空间感,体现出宏大的气势和当代气息。而且,随着现代建筑发展的需要,不断向多功能方向发展,人们可以在越来越更为优裕和舒适的室内环境中生活与工作。 

  发达国家建筑围护结构的保温隔热性能和气密性大有提高,采暖、空调和遮阳的设备与技术日益进步,从经典型建筑珍品到粗糙的乡土建筑,建筑遮阳无不得到充分重视,并以不同方式体现出来。 

  建筑主体节能最重要的方面是有效的建筑单体设计,主要包括隔热(窗、墙、屋顶)、遮阳、通风。合理的建筑物遮阳设计可以使空调系统的运行能耗降低约16%~29%. 

  2 玻璃幕墙的遮阳节能 

  2.1 玻璃幕墙遮阳的必要性。 

  70年代能源危机后,发展了不同系统来增强玻璃幕墙的热性能。玻璃幕墙是公共建筑外围护结构的主导,是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位,是传统墙体失热损失的5~6倍,其能耗约占整个建筑能耗的40%左右,故玻璃幕墙的节能有极其重要的地位。 

  在国内,随着市场经济的发展,建筑节能是中国经济社会可持续发展的迫切需要,建设单位和设计单位的节能环保意识不断提高,对玻璃幕墙的节能要求也不断的提高。虽然玻璃幕墙建筑采用遮阳措施能达到理想的隔热节能效果,但在国内,现阶段各方对此重视不够。一栋设计不良的全为玻璃幕墙的建筑物,其全年空调耗电量可能是一般混凝土外墙大楼的4倍。故玻璃幕墙建筑的节能比其他建筑产品节能更为重要,发展玻璃幕墙的遮阳技术也是建筑节约能源最有潜力的工具。 

  2.2 玻璃幕墙遮阳的研究。 

  建筑外围护结构的节能设计,由开窗、方位、遮阳和隔热材料等因素环环相扣,这些因素影响建筑物的耗能量。 

  2.2.1 外墙的开窗率是外墙节能的最重要因素,降低开窗面积率是节能最重要手段,但是降低开窗率也必须确保和顾及适当的自然采光,并免除心理的封闭感。但是对于追求通透效果的玻璃幕墙而言,只能采用降低开启窗面积并加强不透光地方的隔热设计来达到节能要求。 

  2.2.2 外遮阳和玻璃遮蔽是外墙节能的第二重要因素,玻璃材质及外遮阳都影响遮蔽率的大小,但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。玻璃材质可选择高反射率的反射玻璃和吸热玻璃(反射率太大的反射玻璃会造成眩光污染的公害),所以要选择适当的反射玻璃。 

  2.2.3 建筑方位因素是外墙节能设计的第三要素(占13.8%的比重)。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒,建筑的长向应朝南北向放置。 

  采用遮阳措施不仅是玻璃幕墙建筑节能设计的必要手段,而且也是标准较高的玻璃幕墙建筑在建筑设计上的必要手段。 

  2.3 遮阳的作用与效果。 

   由于玻璃幕墙由玻璃和金属结构组成,而玻璃表面换热性强,热透射率高,故对室内热条件有极大的影响。在夏季,阳光透过玻璃射入室内,是造成室内过热的主要原因。特别在南方炎热地区,如果人体再受到阳光的直接照射,将会感到炎热难受。在玻璃幕墙上设置遮阳系统,可以最大限度减少阳光的直接照射,从而避免室内过热,是炎热地区建筑防热的主要措施之一。 

  2.4 遮阳的形式及构造设计。 

  遮阳具有防止太阳辐射、避免产生眩光、改善室内环境气候、及建筑外观上光影美学效果之功能,但也对室内的采光、通风带来不同层次的影响。遮阳系统本身而言,根据位置分为外部遮阳与内部遮阳,其中又可分为活动式遮阳及固定式遮阳。就遮阳形式来分,一般分为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。 

  根据地区的气候特点和房间的使用要求,可以把遮阳作为永久性的或临时性的。永久性的就是在玻璃幕墙内外设置各种形式的遮阳板和遮阳帘,临时性的就是在玻璃的内外设置轻便的布帘,竹帘,软百页,帆布蓬等。 

  2.5 遮阳系统智能化设计。 

  智能遮阳系统是建筑智能化系统不可或缺的一部分。遮阳系统为改善室内环境而设。如今一种新型的玻璃幕墙――智能玻璃幕墙技术先后在德国、英国等西欧国家得到发展。 

  智能玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙一一热通道幕墙。它主要由一个单层玻璃幕糟和一个双层玻璃幕墙组成。在两个幕墙中间有一个缓冲区,在缓冲区的上下两端有进风和排风设施。幕墙工作原理在于冬天内外两层幕墙中间的热通道,由于阳光的照射温度升高,像一个温室。这样等于提高了内侧幕墙的外表面温度,减少了建筑物采暧的运行费用。夏天内外两层幕墙中的热通道内温度很高,这时打开热通道上下两端的进排风口,在热通道内由于热效应产生气流,运动的气流带走通道内的热量,这样可以降低内侧幕墙的外表面温度,减少空调负荷,节省能源。通过将外侧幕墙设计成封闭式,内侧幕墙设计成开启式,通道内上下两端进排风口的调节使通道内形成负压,利用室内两侧幕墙的压差和开启扇可以在建筑物内形成气流,进行通风。由于智能玻璃幕墙为3层玻璃,外侧为全封闭式,可大大减少外界噪声对建筑内部的干扰。在通道内中增加日光控制装置(如百叶、光反射板、热反射板等),可以满足建筑自然采光的要求。智能玻璃幕墙从设计构思、内容组成和工作过程各方面看都是一个各专业协调合作的多功能系统,它与传统玻璃幕墙有很大差别。 

  3 结束语 

  合理的遮阳系统对玻璃幕墙建筑的艺术与技术的作用和效果,尤其是在建筑节能与智能化方面,都需要我们不断地去开发和研究。对国内外建筑遮阳技术的调研;对适用性遮 

  阳构造方案的研究;对遮阳构造性能系数的研究;对适用遮阳系统节能软件的开发;对遮阳构造艺术性的评价将是我们以后的工作重点。 

  建筑遮阳不应该仅是一组组物理数字计算,只要合理的整合技术和艺术,就可以成为具有表现力的建筑立面要素,成为可呼吸的建筑表皮,更好的发挥其作用,来实现建筑节能。