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遮光篷

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外盾的10個關鍵問題 在過去的十年裡,外部遮陽在建築市場上越來越流行。許多建築師和建築業主對這些系統以及為什麼它們應該被視為建築設計的一部分的知識仍然有限。本文探討了有關外屏蔽的 10 個常見問題,並概述了可用系統以及它們如何控制建築物中的氣候。 1. 有哪些外部遮陽系統可用? 我們可以分為三類: 固定百葉窗系統包括突出的遮陽板,通常安裝在玻璃頂部(i. J. Brise soleil 系統),以及安裝在玻璃單元前面的固定垂直和水平百葉窗。這些系統旨在始終保持原位,並且必須能夠承受包括風、冰和雪在內的所有天氣條件。屏蔽因投影系統和所選型材百葉窗和百葉窗的角度和距離而異。系統 brise-soleil 只關注大太陽角,通常只在南部地區有效。陰影也僅在夏季提供。在冬季,由於太陽角度較低,這些系統提供很少或不提供篩選。 固定水平或垂直百葉窗的效率取決於尺寸、俯仰角和百葉窗。這些系統通常只會遮蓋更高的太陽角度,從而可以看到外面的景象,並且在向南的方向上最有效。它們可以安裝在東部和西部地區,但通常不能在清晨或傍晚進行防曬。 垂直和水平可調的百葉窗系統可以是電動的,允許調節角度百葉窗通過連接到自動控制系統來提供敏感的篩選。不應用系統 - 始終保留在上釉之前 - 可以在完全打開和關閉位置之間移動它們。使用開關進行操作,您可以根據他們的需要控制系統,以對太陽能條件做出反應並調整百葉窗角度以防止陽光直射的全自動系統。系統通常獨立於內部照明系統進行控制;理想情況下,水平會自動調整,以在必要時補充自然日光。由於系統只是不時工作,而角度調節百葉窗只需要幾秒鐘,因此功耗並不顯著,尤其是與通過降低供暖、通風和空調 (HVAC) 要求所實現的節省相比. 2. 為什麼室外系統比室內系統更高效? 一般來說,外部系統比內部系統好,因為它阻止了大部分太陽能滲透到建築物中。來自太陽短波的能量,攜帶的熱量很少。只有在表面(例如地毯、家具、衣服或皮膚)吸收太陽能時才會產生熱量,然後以長波 (IR) 的紅外能量形式發射。 內部遮陽系統可以:允許太陽能通過;吸收太陽能;並通過玻璃反射太陽能。反射太陽能不是問題 - 仍然是短波並且不會產生熱量增益。傳輸的能量被建築物的表面吸收並以熱量的形式輻射出去。屏蔽系統吸收的能量隨後以熱量的形式散發,大部分熱量隨後被困在建築物內,尤其是在使用低輻射率 (low-e) 的玻璃時。 外部系統在太陽能的傳輸、吸收和反射方面與內部相似。所有這些都吸收了遮陽系統,但作為熱量從建築物外部散發出來。由於材料不透明,輻射熱會稍微進入建築物。外部系統因此消除了兩種熱能來源之一,這顯著降低了建築物內的太陽能增益。一種合適的材料流行於灰白色和特定類型的窗戶玻璃(例如低輻射單元、充氬、雙層玻璃),當織物安裝在窗戶上時,“g”的值為 0.13外部,但在安裝內部時增加了 0.43。 “g”是直接和次要太陽過渡到建築物的總和。二次透射是由玻璃和屏蔽系統組合吸收的太陽輻射量,然後流向或輻射到建築物。即使是具有最高反射水平的白色織物,室外安裝的 0.16 和內部安裝的 0.36 也是如此。綜上所述,最有效的太陽能控制應該是安裝遮陽系統,如果可能的話,安裝在戶外。可能存在以下情況 這將是不切實際的——例如,25 層或更多層的高層建築。在這種情況下,在通風的雙立面內使用遮陽系統是合適的,儘管遮陽只是實施此類立面結構的眾多影響因素之一。 3. 外置遮陽系統的主要優點是什麼? 外部遮陽系統的主要優點是降低了對建築物技術安裝 (HVAC) 的要求。如前所述,外部遮陽會在陽光穿透玻璃並進入建築物之前阻擋大部分太陽能。如果太陽能增益較小,則 HVAC 系統的尺寸可能會減小。結果是節省了投入資本,可以完全或部分抵消屏蔽系統的成本以及持續的運營成本。 最有效的遮陽系統,例如外部百葉窗,可以阻擋超過 90% 的太陽能增益,這對降低 HVAC 要求具有重大影響。但是,有些建築物在夏天需要製冷,而在冬天需要供暖。如果使用可伸縮的戶外遮陽系統,它可以在冬季關閉,以使太陽能進入建築物並實現免費供暖。在冬季,解決方案是內部遮陽系統,例如百葉窗。另一個優點是自然採光。 外部遮陽系統可以幫助優化室內照明的日光,減少對人工照明的需求。辦公樓中超過 30% 的能源成本與人工照明有關,因此減少照明可以顯著節省成本。精心設計的遮陽系統還有助於營造舒適的工作條件,並提高生產力。 良好的遮陽系統可控制熱量和眩光,並允許外部視野。最後,它可以實現良好的建築設計並提高其效率。 4. 新建築和現有建築都可以使用外部遮陽系統嗎? 將外部遮陽系統應用於新建築總是更容易,它們已經可以成為設計階段的一部分。固定的外部百葉窗系統對立面有一定的負荷。如果它們連接到圍牆,則可能需要加固柱子。但是,可以對現有建築物應用外部陰影。雖然它不在建築物的原始設計中,但可以結合允許安裝在現有立面上的結構元素。然後,該結構將能夠承受載荷(風、冰、雪)以及系統本身的重量。 如果要在現有建築物中使用功能係統,則有必要檢查管道和電纜如何穿透立面,以便能夠連接到百葉窗或窗簾。 5. 常見的建築立面貼附方式有哪些(需要注意哪些問題)? 對於新舊建築,外部遮陽系統的安裝可能包括將其直接固定到外圍覆層的柱子、磚或混凝土砌體元件 (CMU) 上或通過覆層固定到鋼結構上。 外部百葉窗和百葉窗通常安裝在玻璃窗的上方或頂部。它們相對較輕。當風速超過設定水平時,它們會縮回,因此不會對立面施加太大壓力。通常可以使用較輕的鋁製支架將頭櫃連接到立面。預加載的側導絲也通常用於防止屏蔽系統在風載荷下移動(第二種選擇是擠壓側導軌)。每個將拉伸到大約 22.7 kgf (50 lbf)。外部百葉窗和遮陽簾系統在所有天氣條件下都牢固安裝。因此,系統的支架將根據當地建築法規中定義的負載進行設計,並且還將選擇螺釘或其他緊固件以獲得最大負載。如果系統連接到圍牆,則需要用鋼加固柱子。對於 Brise-soleil 系統來說尤其如此,它從立面突出一定距離,從而在接頭處產生顯著的扭矩和剪切力。 還必須考慮不同金屬的分離、冷橋和水的滲透,以及屏蔽系統和立面之間的相對膨脹和收縮。鑑於這些因素,強烈建議在設計過程的早期階段討論屏蔽要求。 6、建築物的位置和玻璃的朝向會影響外遮陽系統的選擇嗎? 許多因素會影響外部遮陽系統的選擇。兩個重要的是建築物的位置和玻璃的方向。玻璃的方向也會對系統的選擇產生重大影響。北邊的陽光最低, 因為沒有陽光直射。然而,背景輻射仍然相當重要,尤其是在夏季。東西兩側的太陽光線相似,最高值出現在夏季。有趣的是,南部海拔的最大太陽輻射發生在較冷的月份。在仲夏,高太陽角度意味著入射輻射。然而,最大的陽光照射發生在屋頂上。因此,任何天窗都可能導致嚴重的太陽能問題。由於立面的變化,固定係統可能在南側工作,但在東部和西部工作得更好。儘管垂直百葉窗可以在東側和西側使用,但水平百葉窗通常更擅長控制太陽能增益並允許外部視野。 7. 外遮陽系統如何應對惡劣的天氣條件? 正如已經強調的那樣,固定百葉窗系統是為最大負載而設計的。在 brise-soleil 系統的情況下,連接點處的負載可能很高,尤其是在有明顯突出物的情況下。如果是這樣,可以在結構中加入對角支柱,以允許在兩個連接點之間分配負載。對於固定係統,還必須考慮冰的積累和掉落的風險。因此,遮陽系統可能不適合城市地區的高層建築。 外部百葉窗和百葉窗等可伸縮系統比固定係統更輕,設計用於在高風速下伸縮。標準百葉窗必須在相對較低的風速(最高風速約為 32 公里/小時 [20 英里/小時])下拆除,不適合風大的地方或高層建築。但是,還有一種稱為“拉鍊系統”的替代版本,它允許將織物鎖定在側軌中。這種類型可以在高達 144 公里/小時(90 英里/小時)的風速下運行,適用於高層建築。 結冰也是一個潛在問題,但如果系統在高處受到保護,則可能不會出現問題。自動化控制確保系統僅部署在陽光下。當存在霜凍風險時,溫度和濕度傳感器可以停止百葉窗或百葉窗的操作。 在冬季氣候寒冷的地方,建築物通常需要在冬季供暖。在這種情況下,建議將外部遮陽系統留在縮回位置,從而讓陽光作為免費熱源進入建築物。 8. 需要什麼維護? 大多數戶外遮陽系統幾乎不需要維護。固定百葉窗系統需要定期清洗以保持油漆保證,但無需額外維護。 可調節和可伸縮系統也需要很少或不需要維護。儘管如此,建議定期檢查系統是否正常工作,導絲(如果使用)是否足夠張緊,並且沒有損壞或普遍磨損的組件。 9. 外遮陽如何提高建築物的能源效率? 例如,這些是: 最低能源效率:與基礎水平相比,使用外部遮陽系統有助於將建築物的性能降低 5%(有時更多)。 優化建築性能:使用外部遮陽系統有助於將建築性能降至最低。 熱舒適性:外部遮陽系統有助於滿足供暖、製冷和空調的要求。 日光:為了實現這一優勢,有必要為所有經常佔用的空間提供手動或自動(手動控制)眩光控制裝置(這可以通過外部遮陽系統 - 可能與室內相結合)。 10. 就成本和收益而言,外部遮陽系統是否有意義? 為了證明使用外部遮陽系統的合理性,必須強調它們具有經濟意義。確定外部遮陽系統的價格很容易,但衡量收益可能會更加困難。因此,將遮陽系統視為建築物複雜熱系統的一個整體非常重要,因為它尤其會對照明和 HVAC 系統產生影響。 過去,通常在確定 HVAC 系統尺寸時未考慮屏蔽系統的性能。在這種情況下,很難證明使用外部屏蔽是合理的,因為減小 HVAC 系統的尺寸不會節省成本。然而,供暖和通風系統的機械顧問現在更加意識到有效屏蔽的影響,並且經常在計算中考慮到這一點。 結論 內部遮陽系統傳統上用於調節 通過 HVAC 系統的光和眩光和太陽能熱增益解決方案。不斷上漲的能源成本、對更好的外牆性能的需求以及更高的環保意識正在引導建築師尋找替代解決方案。外部遮陽系統將不適用於所有建築物;然而,在使用它們的地方,它們可以為建築物的性能和美學做出重大貢獻。毫無疑問,越來越多的建築師正在考慮外部遮陽。隨著人們越來越了解,外遮陽系統將成為高能建築設計中的重要元素。