十月下旬本人有幸參加了同濟(jì)大學(xué)——浙江省臺州建設(shè)系統(tǒng)技術(shù)素質(zhì)提高進(jìn)修班的學(xué)習(xí),其中有一節(jié)課程安排講授“綠色建筑與建筑節(jié)能的應(yīng)用技術(shù)與實踐”。課中同濟(jì)大學(xué)的教授在講述綠色建筑概念與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展時,指出建筑遮陽不僅是建筑節(jié)能的重要手段,而且是在所有的被動式節(jié)能措施中,建筑遮陽是最為高效的節(jié)能措施之一,同時還旁征博引,通過實例圖片來介紹分析建筑物如何通過建筑遮陽來達(dá)到節(jié)能效果。課后還帶我們?nèi)嵉夭榭葱@內(nèi)二幢既有建筑,通過安裝不同的外遮陽設(shè)施來匹配不同的建筑風(fēng)格,以達(dá)到建筑節(jié)能降耗目的。其中一幢辦公樓采用天然植物外遮陽方法,通過種植樹木及墻面攀援植物用來遮擋陽光,形成陰影,降低墻體表面的溫度和美化建筑外墻;另一幢教學(xué)樓的外遮陽設(shè)計技術(shù)較先進(jìn),采用高性能的隔熱和熱反射材料制成的金屬遮陽板,水平格柵安置,電動智能控制,遮陽板的折疊、收放、翻轉(zhuǎn)角度可隨太陽高度、光線方向、天氣狀況或使用者意愿調(diào)節(jié)。
通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),頗有感觸,對所謂的綠色建筑和建筑節(jié)能也有新的認(rèn)識。但當(dāng)前我國大多的建筑物卻是:窗戶越開越大、玻璃幕墻建筑越來越多,建筑師鐘情于晶瑩剔透的玻璃及超大面積的采光,致使室內(nèi)溫度夏季過高、冬季過低,極大地增加了夏季空調(diào)的供冷量和冬季采暖的供熱量。采用大面積透明玻璃的建筑與全球節(jié)能減排、控制窗墻面積比的要求背道而馳。夏季,大量太陽輻射熱從玻璃窗進(jìn)入室內(nèi),使室溫增高,不得不加大空調(diào)功率;冬季,室內(nèi)大量熱量從保溫較差的玻璃窗戶逸出,使室溫下降,又不得不增加采暖供熱量。這與國家大力倡導(dǎo)綠色建筑、節(jié)能建筑,可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念相違背。因此,大面積的玻璃窗和玻璃幕墻已成為建筑物能源消耗的主要部位,更加突出說明建筑遮陽的必要性。
目前,我國大多數(shù)建筑還沒有考慮到外窗的遮陽設(shè)施設(shè)計,而建筑遮陽對于綠色節(jié)能建筑起到的積極作用更少人問津。建筑遮陽的節(jié)能效果的十分明顯的,良好的遮陽設(shè)施能合理控制太陽光線進(jìn)入室內(nèi),減少建筑空調(diào)能耗和人工照明用電,改善室內(nèi)光環(huán)境。一方面,遮陽通過阻擋陽光直射輻射和漫輻射的熱,控制熱量進(jìn)入室內(nèi),降低室溫、改善室內(nèi)熱環(huán)境,使空調(diào)高峰負(fù)荷大大削減。另一方面,適量的陽光又使人感到舒適,有利于人體視覺功效的高效發(fā)揮和生理機(jī)能的正常運(yùn)行,給人們愉悅的心理感受。
現(xiàn)代建筑由于大量的采用了玻璃幕墻結(jié)構(gòu),致使陽光可直接進(jìn)入室內(nèi),從而使室內(nèi)溫度迅速上升,產(chǎn)生溫室效應(yīng)。為達(dá)到降溫目的,不得不加大空調(diào)的功率,耗能巨大。同時,由于紫外線也毫無阻礙的進(jìn)入室內(nèi),不但對人和物品造成傷害,也使人在直接輻射熱的照射下,感覺空調(diào)的功率不足。在這種狀況下,建筑遮陽的設(shè)施作用就突顯了出來。建筑遮陽系統(tǒng)可以起到阻隔熱量的作用。如果設(shè)置室外遮陽系統(tǒng)的話,那么太陽光線到達(dá)玻璃窗之前就已經(jīng)被攔截了;如果是室內(nèi)遮陽,那么它也能將透過玻璃窗的太陽光線反射回去。同時,遮陽系統(tǒng)隔斷了紫外線,能有效地保護(hù)人類免受傷害。其次,遮陽系統(tǒng)還可以調(diào)節(jié)可見光,防止眩光,這對于現(xiàn)代辦公是非常必要的。此外,遮陽系統(tǒng)還能調(diào)節(jié)自然氣流并達(dá)到改善環(huán)境的作用。而最為重要的是,由于遮陽系統(tǒng)的阻隔,減少了空調(diào)的功耗,從而達(dá)到了節(jié)能的目的。
據(jù)檢測統(tǒng)計,設(shè)置良好遮陽的建筑,可大大改善窗戶的隔熱性能,節(jié)約建筑制冷用能25%以上;并使窗戶保溫性能提高約一倍,節(jié)約建筑采暖用能10%以上。據(jù)介紹,在歐美發(fā)達(dá)國家,建筑遮陽已經(jīng)成為節(jié)能與熱舒適的一項基本要求,不僅公共建筑普遍配備有遮陽裝置,一般住宅也幾乎家家安裝窗外遮陽。據(jù)有關(guān)部門測算,如果經(jīng)過努力,到2020年我國能發(fā)展到有一半左右的建筑采用遮陽,每年可因此減少采暖與空調(diào)能耗當(dāng)超過1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減排CO2量當(dāng)超過3億噸。由此可見,推廣建筑遮陽,對于節(jié)能減排、提高建筑舒適性的作用十分巨大。
那建筑遮陽的措施又有哪些類型和方式呢。遮陽的措施主要分為三類,一是利用綠化的遮陽,二是結(jié)合建筑構(gòu)件處理的窗口遮陽,三是專門設(shè)置的遮陽設(shè)施。
對于低層建筑來說,綠化遮陽是一種既有效又經(jīng)濟(jì)美觀的遮陽措施。綠化遮陽可以通過在窗外一定距離種樹,也可以通過在窗外或陽臺上種植攀援植物實現(xiàn)對墻面的遮陽,一般選擇爬騰植物如爬山虎、牽牛花、爆竹花等爬墻生長,還有屋頂花園等形式。落葉樹木可以在夏季提供遮陽,常青樹可以整年提供遮陽。植物還能通過蒸發(fā)周圍的空氣降低地面的反射,常青的灌木和草坪也能很好地降低地面反射和建筑反射。
結(jié)合建筑構(gòu)件處理的窗口遮陽,其遮陽的基本形式可分為水平式、垂直式、綜合式和擋板式四種。在設(shè)計遮陽時,應(yīng)根據(jù)建筑所在地區(qū)的氣候條件、建筑的朝向、房間的使用功能等因素,綜合進(jìn)行遮陽設(shè)計,可以通過永久性的建筑構(gòu)件,如:外檐廊、陽臺、外挑遮陽板等,制作永久性遮陽設(shè)施。
而專門設(shè)置的遮陽設(shè)施,按照在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上使用的部位,建筑遮陽分為外遮陽、內(nèi)遮陽和中間遮陽。
外遮陽有平面板式、簾式和格柵式遮陽,是可以安設(shè)于居住建筑和公共建筑外墻上較理想的設(shè)施。平面板式和簾式遮陽能夠最有效地遮擋整個窗戶部分的陽光,為了兼顧采光和通風(fēng),這種遮陽板往往需要移動和開啟,進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié);格柵式遮陽兼有水平遮陽和垂直遮陽的優(yōu)點,對于各種朝向和高度角的陽光都比較有效。建筑外遮陽把夏季灼熱的太陽輻射熱和冬季寒冷的北風(fēng)阻擋在室外,有利于保持室內(nèi)熱舒適度,對減低空調(diào)制冷和采暖能耗起到重要作用;而且良好的遮陽設(shè)計不僅有助于節(jié)能,設(shè)置的外遮陽構(gòu)造往往成為凸現(xiàn)建筑高技術(shù)和現(xiàn)代感的重要組成部分。但是在我國,目前不論是公共建筑還是居住建筑,使用外遮陽設(shè)施的范例還很少,1/2的采暖或制冷能源通過外門窗損失掉,同時失去的還有室內(nèi)熱舒適和視覺舒適環(huán)境。
內(nèi)遮陽是設(shè)置在建筑開口部位內(nèi)部(窗戶)的遮陽裝置的總稱,包括遮陽軟卷簾、卷簾百葉等。內(nèi)遮的不足在于,當(dāng)太陽輻射熱或寒風(fēng)進(jìn)入到室內(nèi),對室內(nèi)的熱環(huán)境造成不良影響后,再使用能源將其“排出”。
中間遮陽的做法,可以是在雙層玻璃幕墻中間設(shè)置可調(diào)節(jié)的遮陽百葉簾,或中空玻璃內(nèi)置遮陽百葉,也可以在中空玻璃窗內(nèi)側(cè)玻璃朝向室外的一側(cè)或貼、或涂Low-E層,或直接使用Low-E 玻璃。中間遮陽具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性,鑒于我國居住建筑高層和超高層居多的狀況,為安全起見,可以采用中間遮陽形式。中間遮陽免去了外設(shè)或內(nèi)置遮陽設(shè)施的麻煩,安全整潔。
不論是外遮陽、內(nèi)遮陽還是中間遮陽,都會對室內(nèi)起到遮陽的作用,但是效果最好的是建筑外遮陽。由于內(nèi)遮陽多為用戶自行安裝,因此推廣以建筑外遮陽和中置遮陽技術(shù)為主。
遮陽產(chǎn)品操作方式分為電動和手動。電動操作可以單控、群控、智能控制。今后遮陽技術(shù)向自動化和人性化方向發(fā)展,智能控制的遮陽產(chǎn)品可隨太陽高度角、天氣狀況或使用者意愿調(diào)節(jié)。遮陽產(chǎn)品可由電動或手動操作卷起、折疊、收放,也有可轉(zhuǎn)動角度的水平百頁與垂直百葉,伸縮自如,翻轉(zhuǎn)至任何角度或停留在任何位置,簾體收起時可完全進(jìn)入窗簾盒內(nèi)。
由于采用建筑遮陽設(shè)施對節(jié)能減排的效果突出,所以提高對建筑遮陽的認(rèn)識,積極倡導(dǎo)建筑遮陽十分重要。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在已有行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《建筑遮陽通用要求》JG/T274-2010的基礎(chǔ)上,又于2011年2月11日組織制訂并發(fā)布了《建筑遮陽工程技術(shù)規(guī)程》JGJ237-2011,并發(fā)文通知于2011年12月1日起實施。同時為充分利用建筑遮陽技術(shù)改善建筑物室內(nèi)光熱環(huán)境,降低運(yùn)行消耗,提高能效,促進(jìn)建筑遮陽技術(shù)健康發(fā)展,于2011年月7日23日發(fā)布了“關(guān)于印發(fā)《建筑遮陽推廣技術(shù)目錄》的通知”,要求各地方結(jié)合本地區(qū)實際情況,做好推廣應(yīng)用工作。這些建筑遮陽方面的技術(shù)要求、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范的頒布,對我國建筑遮陽標(biāo)準(zhǔn)體系的形成和發(fā)展,在具體建筑遮陽設(shè)計和施工中將起到正確的引導(dǎo)和推廣作用,使遮陽工程的設(shè)計、施工、驗收與維護(hù),進(jìn)一步做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量。
今后,建筑遮陽不僅是建筑節(jié)能的重要手段措施,對于提高室內(nèi)熱舒適和視覺舒適影響重大,對降低夏季制冷能耗和冬季采暖能耗的貢獻(xiàn)顯著;而且建筑遮陽與建筑外門窗結(jié)合,將作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,是綠色建筑考核的一個重要指標(biāo)。建筑遮陽將在我國大范圍推廣應(yīng)用,建筑遮陽潛在的市場空間和發(fā)展前景也十分可觀。
葉志君