1.前言
20世紀(jì)，世界建筑科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，發(fā)達(dá)國家建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和氣密性大有提高，采暖、空調(diào)和遮陽的設(shè)備與技術(shù)日益進(jìn)步，人們可以在越來越更為優(yōu)裕和舒適的室內(nèi)環(huán)境中生活與工作。從經(jīng)典型建筑珍品到粗糙的鄉(xiāng)土建筑，建筑遮陽無不得到充分重視，并以不同方式體現(xiàn)出來。
建筑主體節(jié)能最重要的方面是有效的建筑單體設(shè)計(jì)，主要包括隔熱（窗、墻、屋頂）、遮陽、通風(fēng)。合理的建筑物遮陽設(shè)計(jì)可以使空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗降低約16%～29%.
2.玻璃幕墻的遮陽節(jié)能
2.1玻璃幕墻遮陽的必要性
70年代能源危機(jī)后，發(fā)展了不同系統(tǒng)來增強(qiáng)玻璃幕墻的熱性能。玻璃幕墻是公共建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)，是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，是傳統(tǒng)墻體失熱損失的5～6倍，其能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右，故玻璃幕墻的節(jié)能有極其重要的地位。
在國內(nèi)，隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑節(jié)能是中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的節(jié)能環(huán)保意識不斷提高，對玻璃幕墻的節(jié)能要求也不斷的提高。雖然玻璃幕墻建筑采用遮陽措施能達(dá)到理想的隔熱節(jié)能效果，但在國內(nèi)，現(xiàn)階段各方對此重視不夠。一棟設(shè)計(jì)不良的全為玻璃幕墻的建筑物，其全年空調(diào)耗電量可能是一般混凝土外墻大樓的4倍。而玻璃幕墻的使用壽命達(dá)五十年之久，其節(jié)能效果當(dāng)然遠(yuǎn)勝于短壽命的冷氣機(jī)、冰箱、鍋爐等。故玻璃幕墻建筑的節(jié)能比其他建筑產(chǎn)品節(jié)能更為重要，發(fā)展玻璃幕墻的遮陽技術(shù)也是建筑節(jié)約能源最有潛力的工具。
2.2玻璃幕墻遮陽的研究
建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)，由開窗、方位、遮陽和隔熱材料等因素環(huán)環(huán)相扣，這些因素影響建筑物的耗能量。臺灣的西拉雅研究室曾對臺灣的辦公建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，對建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各要素的耗能量進(jìn)行分析，其分析結(jié)果如下：
從上表可以得出結(jié)論：
①外墻的開窗率是外墻節(jié)能的最重要因素，降低開窗面積率是節(jié)能最重要手段，但是降低開窗率也必須確保和顧及適當(dāng)?shù)淖匀徊晒?，并免除心理的封閉感。但是對于追求通透效果的玻璃幕墻而言，只能采用降低開啟窗面積并加強(qiáng)不透光地方的隔熱設(shè)計(jì)來達(dá)到節(jié)能要求。
②外遮陽和玻璃遮蔽是外墻節(jié)能的第二重要因素，玻璃材質(zhì)及外遮陽都影響遮蔽率的大小，但是裝設(shè)遮陽板、遮陽百頁等外遮陽遠(yuǎn)比改變玻璃材質(zhì)的效果大。玻璃材質(zhì)可選擇高反射率的反射玻璃和吸熱玻璃（反射率太大的反射玻璃會(huì)造成眩光污染的公害），所以要選擇適當(dāng)?shù)姆瓷洳ＡА?BR> ③建筑方位因素是外墻節(jié)能設(shè)計(jì)的第三要素（占13.8%的比重）。大面積的玻璃幕墻應(yīng)避免東照西曬，建筑的長向應(yīng)朝南北向放置。
采用遮陽措施不僅是玻璃幕墻建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要手段，而且也是標(biāo)準(zhǔn)較高的玻璃幕墻建筑在建筑設(shè)計(jì)上的必要手段。
2.3遮陽的作用與效果
由于玻璃幕墻由玻璃和金屬結(jié)構(gòu)組成，而玻璃表面換熱性強(qiáng)，熱透射率高，故對室內(nèi)熱條件有極大的影響。在夏季，陽光透過玻璃射入室內(nèi)，是造成室內(nèi)過熱的主要原因。特別在南方炎熱地區(qū)，如果人體再受到陽光的直接照射，將會(huì)感到炎熱難受。在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽系統(tǒng)，可以限度減少陽光的直接照射，從而避免室內(nèi)過熱，是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。設(shè)置遮陽后，會(huì)有以下作用及效果：
2.3.1遮陽對太陽輻射的作用
外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能受許多因素的影響，其中影響的指標(biāo)就是遮陽系數(shù)。一般來說，遮陽系數(shù)受到材料本身特性和環(huán)境的控制。遮陽系數(shù)就是透過有遮陽措施的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和沒有遮陽措施的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量的比值。遮陽系數(shù)愈小，透過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量愈小，防熱效果愈好。由此可見，遮陽對遮擋太陽輻射熱的效果是相當(dāng)大的，玻璃幕墻建筑設(shè)置遮陽措施更是效果明顯。
2.3.2遮陽對室內(nèi)溫度作用
遮陽對防止室內(nèi)溫度上升有明顯作用，在夏熱地區(qū)試驗(yàn)觀測表明，在閉窗的情況下，有無遮陽，室溫差值較大。而且有遮陽時(shí)，房間溫度波幅值較小，室溫出現(xiàn)值的時(shí)間延遲，室內(nèi)溫度場均勻。因此，遮陽對空調(diào)房間可減少冷負(fù)荷，所以對空調(diào)建筑來說，遮陽更是節(jié)約電能的主要措施之一。
2.3.3遮陽對采光的作用
從天然采光的觀點(diǎn)來看，遮陽措施會(huì)阻擋直射陽光，防止眩光，使室內(nèi)照度分布比較均勻，有助于視覺的正常工作。對周圍環(huán)境來說，遮陽可分散玻璃幕墻的玻璃（尤其是鍍膜玻璃）的反射光，避免了大面積玻璃反光造成光污染。但是，由于遮陽措施有擋光作用，從而會(huì)降低室內(nèi)照度，在陰雨天更為不利。因此，在遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要有充分的考慮，盡量滿足室內(nèi)天然采光的要求。側(cè)面采光有可能導(dǎo)致房間內(nèi)的亮度過高，有時(shí)會(huì)引起眩光。選擇何種形式的玻璃需要兼顧采光和節(jié)能兩個(gè)方面的要求。采用遮陽篷可以兼顧能效和采光。
20世紀(jì)，世界建筑科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，發(fā)達(dá)國家建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能和氣密性大有提高，采暖、空調(diào)和遮陽的設(shè)備與技術(shù)日益進(jìn)步，人們可以在越來越更為優(yōu)裕和舒適的室內(nèi)環(huán)境中生活與工作。從經(jīng)典型建筑珍品到粗糙的鄉(xiāng)土建筑，建筑遮陽無不得到充分重視，并以不同方式體現(xiàn)出來。
建筑主體節(jié)能最重要的方面是有效的建筑單體設(shè)計(jì)，主要包括隔熱（窗、墻、屋頂）、遮陽、通風(fēng)。合理的建筑物遮陽設(shè)計(jì)可以使空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗降低約16%～29%.
2.玻璃幕墻的遮陽節(jié)能
2.1玻璃幕墻遮陽的必要性
70年代能源危機(jī)后，發(fā)展了不同系統(tǒng)來增強(qiáng)玻璃幕墻的熱性能。玻璃幕墻是公共建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)，是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，是傳統(tǒng)墻體失熱損失的5～6倍，其能耗約占整個(gè)建筑能耗的40%左右，故玻璃幕墻的節(jié)能有極其重要的地位。
在國內(nèi)，隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑節(jié)能是中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的節(jié)能環(huán)保意識不斷提高，對玻璃幕墻的節(jié)能要求也不斷的提高。雖然玻璃幕墻建筑采用遮陽措施能達(dá)到理想的隔熱節(jié)能效果，但在國內(nèi)，現(xiàn)階段各方對此重視不夠。一棟設(shè)計(jì)不良的全為玻璃幕墻的建筑物，其全年空調(diào)耗電量可能是一般混凝土外墻大樓的4倍。而玻璃幕墻的使用壽命達(dá)五十年之久，其節(jié)能效果當(dāng)然遠(yuǎn)勝于短壽命的冷氣機(jī)、冰箱、鍋爐等。故玻璃幕墻建筑的節(jié)能比其他建筑產(chǎn)品節(jié)能更為重要，發(fā)展玻璃幕墻的遮陽技術(shù)也是建筑節(jié)約能源最有潛力的工具。
2.2玻璃幕墻遮陽的研究
建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計(jì)，由開窗、方位、遮陽和隔熱材料等因素環(huán)環(huán)相扣，這些因素影響建筑物的耗能量。臺灣的西拉雅研究室曾對臺灣的辦公建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，對建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各要素的耗能量進(jìn)行分析，其分析結(jié)果如下：
從上表可以得出結(jié)論：
①外墻的開窗率是外墻節(jié)能的最重要因素，降低開窗面積率是節(jié)能最重要手段，但是降低開窗率也必須確保和顧及適當(dāng)?shù)淖匀徊晒?，并免除心理的封閉感。但是對于追求通透效果的玻璃幕墻而言，只能采用降低開啟窗面積并加強(qiáng)不透光地方的隔熱設(shè)計(jì)來達(dá)到節(jié)能要求。
②外遮陽和玻璃遮蔽是外墻節(jié)能的第二重要因素，玻璃材質(zhì)及外遮陽都影響遮蔽率的大小，但是裝設(shè)遮陽板、遮陽百頁等外遮陽遠(yuǎn)比改變玻璃材質(zhì)的效果大。玻璃材質(zhì)可選擇高反射率的反射玻璃和吸熱玻璃（反射率太大的反射玻璃會(huì)造成眩光污染的公害），所以要選擇適當(dāng)?shù)姆瓷洳ＡА?BR> ③建筑方位因素是外墻節(jié)能設(shè)計(jì)的第三要素（占13.8%的比重）。大面積的玻璃幕墻應(yīng)避免東照西曬，建筑的長向應(yīng)朝南北向放置。
采用遮陽措施不僅是玻璃幕墻建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的必要手段，而且也是標(biāo)準(zhǔn)較高的玻璃幕墻建筑在建筑設(shè)計(jì)上的必要手段。
2.3遮陽的作用與效果
由于玻璃幕墻由玻璃和金屬結(jié)構(gòu)組成，而玻璃表面換熱性強(qiáng)，熱透射率高，故對室內(nèi)熱條件有極大的影響。在夏季，陽光透過玻璃射入室內(nèi)，是造成室內(nèi)過熱的主要原因。特別在南方炎熱地區(qū)，如果人體再受到陽光的直接照射，將會(huì)感到炎熱難受。在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽系統(tǒng)，可以限度減少陽光的直接照射，從而避免室內(nèi)過熱，是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。設(shè)置遮陽后，會(huì)有以下作用及效果：
2.3.1遮陽對太陽輻射的作用
外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能受許多因素的影響，其中影響的指標(biāo)就是遮陽系數(shù)。一般來說，遮陽系數(shù)受到材料本身特性和環(huán)境的控制。遮陽系數(shù)就是透過有遮陽措施的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和沒有遮陽措施的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量的比值。遮陽系數(shù)愈小，透過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量愈小，防熱效果愈好。由此可見，遮陽對遮擋太陽輻射熱的效果是相當(dāng)大的，玻璃幕墻建筑設(shè)置遮陽措施更是效果明顯。
2.3.2遮陽對室內(nèi)溫度作用
遮陽對防止室內(nèi)溫度上升有明顯作用，在夏熱地區(qū)試驗(yàn)觀測表明，在閉窗的情況下，有無遮陽，室溫差值較大。而且有遮陽時(shí)，房間溫度波幅值較小，室溫出現(xiàn)值的時(shí)間延遲，室內(nèi)溫度場均勻。因此，遮陽對空調(diào)房間可減少冷負(fù)荷，所以對空調(diào)建筑來說，遮陽更是節(jié)約電能的主要措施之一。
2.3.3遮陽對采光的作用
從天然采光的觀點(diǎn)來看，遮陽措施會(huì)阻擋直射陽光，防止眩光，使室內(nèi)照度分布比較均勻，有助于視覺的正常工作。對周圍環(huán)境來說，遮陽可分散玻璃幕墻的玻璃（尤其是鍍膜玻璃）的反射光，避免了大面積玻璃反光造成光污染。但是，由于遮陽措施有擋光作用，從而會(huì)降低室內(nèi)照度，在陰雨天更為不利。因此，在遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要有充分的考慮，盡量滿足室內(nèi)天然采光的要求。側(cè)面采光有可能導(dǎo)致房間內(nèi)的亮度過高，有時(shí)會(huì)引起眩光。選擇何種形式的玻璃需要兼顧采光和節(jié)能兩個(gè)方面的要求。采用遮陽篷可以兼顧能效和采光。