建筑外窗遮阳系数的确定

2024-07-22

在夏季，通过窗户进入室内的空调负荷主要来自太阳辐射，主要能耗也来自太阳辐射。降低外窗的负荷和能耗须采取有效的遮阳措施，采用减少空气渗透或者降低传热系数等手段的作用很有限。所以，在空调建筑的负荷和建筑节能计算中，遮阳的计算是很重要的。
　建筑遮阳比较复杂，包括了建筑外遮阳、窗遮阳设施、建筑内遮阳等。这些遮阳措施都可以有很好的效果，均可以满足遮阳的需要。
　　建筑的外遮阳是非常有效的遮阳措施。它可以建筑遮阳构造，如遮阳板、遮阳挡板、屋檐等；也可以是可拆卸的，如百叶、活动挡板、花格等。这些遮阳构造在传统建筑中使用是很普遍的。
　　降低玻璃的遮蔽系数也是非常有效的措施。随着玻璃镀膜技术的发展，玻璃已经可以对入射的太阳光进行选择，将可见光引入室内，而将增加负荷和能耗的红外线反射出去。玻璃系统遮阳已经成为现代建筑遮阳主要的手段之一。
　　内遮阳和窗户遮阳设施也被广泛采用，有时在建筑造型的限制下，内遮阳和遮阳设施的设置还是采取的选择措施。
　　以上这些遮阳设施的应用无疑会降低太阳辐射的得热量，但减少多少，怎样评价这些遮阳措施的效果却还没有明确的标准。
　　在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中规定外窗（包括阳台门透明部分）面积不应过大，外窗宜设置活动外遮阳；《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计标准》规定主体建筑标准层窗墙面积比不宜大于0.45，非严寒地区外窗玻璃遮阳系数应小于0.60，或采取外遮阳措施；《民用建筑热工设计规范》规定空调建筑的向阳面，特别是东、西向窗户，应采取热反射玻璃、各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施；《采暖通风与空气调节设计规范》规定空调房间应尽量减少外窗的面积，并应采取遮阳措施。
但以上标准均未提出遮阳系数的相关定义和计算方法。
　　所以，如何确定遮阳系数，尤其是许多措施的综合遮阳系数，的确是一个值得研究的问题，也是一个须尽快解决的问题。
　　2 遮阳系数的定义
　　2.1 与负荷有关的遮阳系数
　　空调负荷计算和空调节能计算不同：负荷计算时是计算太阳得热的峰值，而节能计算时是计算整个夏季的太阳得热能耗。
　　在进行负荷计算时，根据《采暖通风与空气调节设计规范》给出的计算条件计算，由太阳高度角、方位角及直射、散射强度计算可以计算出遮阳系数。
　　节能计算时则要采用标准气象年进行全年的计算，与节能有关的遮阳系数只是一个等效值。
　　在空调负荷计算时，透过窗的热流计算可以用下式表示：
　　式中：Se --窗玻璃的遮蔽系数；
　　Sf --窗框的遮阳系数；
　　Cw --窗的外遮阳系数；
　　Cn --窗的内遮阳系数；
　　DF --日射得热因素。
　　这样，在空调负荷计算时，遮阳系数的定义建议如下：
　　式中：SZ.F--窗与负荷有关的总（综合）遮阳系数。
　　2.2 与节能有关的遮阳系数
空调的节能计算与采暖不同，由于它是采用动态方法，因而只能通过动态的计算软件　　进行分析计算。遮阳系数是随着太阳位置的改变而改变的，每个时刻都是不同的，没有一个固定值。所谓与节能有关的遮阳系数是一个等效值（或当量值），不是在某一时刻所存在的数值。与节能有关的遮阳系数只能根据节能计算来反算出一个固定的"当量值"。
　　在节能计算时，窗的综合遮阳系数的定义建议如下：
　　式中：SZ.E--窗的综合遮阳系数；
　　Se--窗玻璃的遮蔽系数；
　　Sf--窗框的遮阳系数；
　　Mw--窗的外遮阳系数；
　　Mn--窗的内遮阳系数。
　　一般按惯例，不将内遮阳作为参与节能计算的措施，主要是因为政府在审批时不易控制。