幕墻玻璃的采光措施

23422014-09-15 09:19:46

采光措施：直到50年前，自然采光還是最主流的形式，后來隨著技術的進步和人們對技術的迷信，建筑的進深越造越大，被犧牲的則是建筑使用者的健康和與自然景觀的聯系。根據美國有關機構的統計和調查，辦公照明所消耗的電力占重電力消耗的30％左右(ScientificAmerican，2001／3)。因此通過建筑設計充分發掘建筑利用自然光照的可能性是節能的有效途徑之一。此外，促使人們利用自然光照明的另外一個重要原因是自然光更適合人的生理本性，對心理和生理的健康尤為重要，因而自然光照程度成為考察室內環境質量的重要指標之一。
　　
　　影響自然光照水平的因素如窗戶的朝向、窗戶的傾斜度、周圍的遮擋情況(植物配置、其他建筑等)、周圍建筑的陽光反射情況、窗戶面積、平面進深就和剖面層高、窗戶內外遮陽裝置的設置等。
　　
　　遮光裝置用來遮陽和反射陽光，將光線從較高的地方反射到較低的地方或從外部反射到房間深處。利用天花板來進行多次反射也是有效改善進深較大的空間照度的有效方法。遮陽板的角度需要仔細設計，計算時要考慮本地太陽光線在冬季和夏季的入射角，避免冬季太陽高度角較低時造成室內光線過暗。遮陽板、遮陽百葉的設置以能防止夏季陽光直射而使溫度過高，同時又能滿足室內的自然光照度要求為原則。
　　
　　在進行自然光照設計時，應和建筑的熱性能和自然通風結合起來考慮。窗戶玻璃的選擇是影響建筑熱性能的關鍵因素。透明的純凈玻璃允許自然光和輻射進入。反射玻璃可以在夏季高效率地減少太陽熱，但也減少冬季的獲得熱。因此玻璃的選擇應該根據具體的地理環境和日照條件來確定。并且應該綜合考慮各個季節的綜合效應。大面積的西向玻璃幕墻應該盡量避免。現在的科技進步為建筑師提供了更多可選擇的玻璃種類，如全息玻璃、多棱玻璃、熱敏感／光敏玻璃等。全息玻璃技術仍然在開發之中，它可以將各種角度的入射光線漫射為柔和的自然光線。電子玻璃能夠根據照射到它表面的光強度自動改變透明度，當這種玻璃能在商業上規模上取得普及時，遮陽百葉可能不再需要了。國外某些建筑現在采用輸光管來擴大自然采光面積。輸光管可以將入射的太陽收集起來并傳輸到室內深處。英國曼徹斯特機場和諾丁漢大學低能耗試驗住宅中都使用了這種裝置。
　　
　　窗戶的數量和面積應該仔細斟酌，要根據建筑形象處理要求、自然光照、自然通風和能耗問題后綜合確定。大面積的窗戶允許透過更多的自然光。同時也可能帶來更大的熱損失或者熱獲得，增加室內熱負荷。一般來說。窗戶面積最好是室內面積的20％左右，這是一個比較合理的經驗值。對人的心理舒適度而言，室內可看見的天空面積是個重要的因素，而不僅僅是光線的照度。窗戶的高度最好能使室內使用者看見更大面積的天空。
　　
　　在通常的開窗情況下，一般日光照射深度為窗戶高度的2．5倍。
　　
　　透明屋頂將能提供更好、更廣泛的自然光照，其照明面積是相同面積的垂直窗戶的3倍左右，但問題是可能會引起室內溫度遺高。以下針對遮陽板的類型及其效應、照明方式具體地做一說明：
　　
　　1．遮陽板的類型及其效應
　　
　　如果研究一下在一個晴朗的夏天入射到水平面上輻射能量的組成，我們可以發現絕大多數是光束輻射。由于獲取的能量主要由光束輻射產生，因此，減少光束輻射就可以控制獲得能量的多少，這使得太陽的緯度角也就是水平面和太陽所處位置的夾角很重要。
　　
　　稀釋輻射的遮陽板，也就是有印花或覆蓋層，這種遮陽板不減少光線的成分而是降低入射輻射的最大密度；另外一種類型就是選擇或幾何遮陽板，它是針對部分輻射通常是光束輻射，將其反射或轉化為散射輻射。單純從能量的角度考慮，只要相應輻射能數量減少，兩者的差別是不重要的。然而，從舒適標準來評價就很重要了。因為，首先，就熱舒適度而言，光束輻射比散射輻射好。其次，就視覺舒適度而言，將折射光轉化為散射光后會導致眩光發生。
　　
　　2．遮陽板位置的影響
　　
　　依遮陽板類型的不同，或多或少的入射太陽能被轉化為熱量，遮陽板位置對其如何遮蔽室內起著重要作用。溫室效應是一個不利方面。室內的熱輻射不能被反射出去，而是通過熱輻射以及房間里的空氣熱對流，使得靠近玻璃內表面的內墻被加熱。因此在加熱期間需要防止強光并采取遮陽措施，因為在夏季它將導致房間溫度過高。因此，需要設計高效的內部遮陽板以便排除盡可能多的短波太陽能，使得其中一部分輻射能又能溢出室外。當使用高絕緣值的玻璃窗時，這方面必須引起特別注意，因為這種玻璃總的能量傳遞依輻射方向的不同而不同。
　　
　　3．對不同遮陽板布置的評估
　　
　　通過遮陽板降低輻射強度也減少了進入房間的日光。由于散射對內部照明尤為必要，因此必須特別注意遮陽板的選擇也就是光透過率占總能量透過率的比例。如果使用遮陽板后房間變得很暗，就必須開燈。由于使用每單位能量產生的光輸出較低(Im／w)，因此除了不可避免的電消耗，必須考慮額外的熱荷載。
　　
　　國外規范VDl2078定義了熱量計算的遮陰系數t6。該系數具體說明了和g值為0．8的光潔的絕緣玻璃相比，多大比例的遮陽板能減少傳遞的總能量。按照DIN4108第二部分，它用“i”表示不遮蔽。如果僅僅描述遮陽，可用降低系數z表示。標準表格包括了單層和雙層玻璃窗。覆蓋低輻射層的玻璃和日光控制玻璃表現完全不同，這就是為什么必須謹慎對待降低系數的原因。按照DIN67507的分析，如果有必要，應該計算“玻璃的光、輻射以及總能量傳遞”。圖2—13總結了各種不同類型的遮陽形式以及相應的Z_系數。如果要使外部遮陽功能可靠，其受天氣的影響不能被忽略。如果超過某一風速，可動百葉窗或挑棚應該能夠收起來以避免被損壞。然而，這就意味著受其影響的房間得不到遮陽，這將會導致過熱。在多風地區或高層建筑里這一問題尤為重要。

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