不同气候区,采用的遮阳形式有所不同。严寒及寒冷地区宜采用可拆卸遮阳,夏热冬冷地区采用活动式遮阳,夏热冬暖地区可采用固定式遮阳。不同的遮阳形式可适用于新建建筑,也可适用于既有建筑改造中,在超低能耗建筑、近零能耗建筑、零能耗建筑及产能建筑中积极推广使用。新建建筑设计时,可结合建筑方案设计设计低成本的固定遮阳形式,在既有建筑改造中,在条件可行的情况下在外立面增加遮阳或采用内遮阳等方式实现节能降碳。
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遮阳技术的适用性 |
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适用的气候区 |
适用的建筑类型 |
适用的建筑规模 |
适用的建筑功能 |
适用的建筑能耗 |
区域能源下节能低碳板块 |
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不同气候区采用不同遮阳形式 |
新建建筑/既有建筑 |
单体建筑/建筑社区 |
公共建筑/居住建筑 |
超低能耗建筑/近零能耗建筑/零能耗建筑/产能建筑 |
用户侧 |
技术目标
遮阳技术的目标是夏季减少透光围护结构的太阳得热系数,降低室内温度,进而降低建筑能耗;冬季适当利用太阳辐射,提高室内温度,减少供暖能耗。此外,遮阳技术还能改善室内光环境,防止眩光,提高室内舒适度,提升建筑整体品质。
遮阳技术包含绿化遮阳、建筑构件遮阳及智能遮阳系统等,合理的遮阳设计可降低空调负荷30%-50%。
技术体系
建筑遮阳作为一种有效的被动式节能技术,通过合理设计和应用,不仅能改善室内热环境,还能有效减少夏季空调能耗,从而降低建筑运行阶段的碳排放。根据遮阳构件的位置不同,分为外遮阳、内遮阳、中置遮阳、本体遮阳等。根据遮阳构件的形式不同,分为固定遮阳、活动遮阳、绿化遮阳等。
外遮阳是最有效的遮阳设施,它直接将80%的太阳辐射热量遮挡于室外,有效地降低了空调负荷,节约了能量。结合建筑形式,在南向及西向安装一定形式的可调外遮阳,随使用情况进行调节,这样既能满足夏季遮阳的要求,又不影响采光及冬季日照要求。并且可进一步安装光、温感元件及电动执行机构以实现智能化的全自动控制,在室内无人的情况下也可根据室内外温度及日照强度自动调节遮阳设施,以降低太阳辐射的影响,节约能源。
内遮阳,相较于外遮阳,对太阳辐射的遮挡效果较弱,但对于居住建筑而言,从私密性角度还是防眩光角度考虑内遮阳都是必须的。内遮阳即在室内设置临时性遮阳设施(布帘、软百叶等)。
图1.遮阳形式(一)
固定遮阳指的是一种固定在建筑物外墙、阳台、外窗等位置的遮阳装置,无需日常维护与操作,在与建筑立面的造型美观要求相结合的同时还可以兼做装饰性构件。固定遮阳又分为水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳、挡板遮阳等。水平遮阳适用于南向外窗,能有效遮挡高角度的阳光;垂直遮阳则适用于北向外窗,遮挡侧面照射的阳光;而挡板遮阳则适用于接近东西向的窗户,遮挡平射的阳光。
活动遮阳包括活动外遮阳设施、可调节中置百叶(内置百叶中空玻璃)、活动百叶、遮阳帘和遮阳棚等,能够根据太阳高度角和室内需求灵活调节,节能效果显著,但初期投资和维护成本较高。
绿化遮阳是利用植物进行遮阳的一种生态方式,包括屋顶绿化、垂直绿化和窗台绿化等。这种形式能有效降低建筑表面温度,还能改善局部微气候,增加碳汇。但绿化遮阳的设计和维护相对复杂,需要考虑植物的生长特性和建筑结构的承载能力。
图2.遮阳形式(二)
光伏遮阳板(Photovoltaic Shading System,PVSS)作为建筑光伏一体化的重要形式,近年来在国内建筑中逐渐推广,结合遮阳功能与光伏发电的特性,成为实现建筑低碳化的重要技术手段。对于夏热冬暖地区,南向的遮阳板能在夏季将太阳高度角较高的光照引导至遮阳板上方,从而转化为电能和热能,降低室内温度。而在冬季,由于太阳角度较低,太阳辐射会自然射入低角度的房间内。
图3.某项目太阳能光伏外遮阳及屋顶光伏
技术路径
遮阳的措施多种多样,针对建筑项目的不同地理位置、朝向以及建筑的不同用途,某一种遮阳措施的适用情况基本不同。在建筑设计阶段考虑固定遮阳是成本较低又能满足规范要求的一种方式。
《建筑节能与可再生能源利用通用规范》(GB55015-2021)中针对不同朝向的窗墙比,规定相应的太阳得热系数,并要求在夏热冬暖、夏热冬冷地区,甲类公共建筑的南、东、西向外窗和透光幕墙必须采取遮阳措施;夏热冬暖地区,居住建筑的东、西向外窗的建筑遮阳系数不应大于0.8。
遮阳设施应满足《建筑遮阳热舒适、视觉舒适性能分级及检测方法》(GB/T 42786-2023)、《建筑遮阳工程技术规范》(JGJ 237-201l)及《建筑遮阳通用要求》(JG/T 274-2010)等规范相关要求。