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遮陽簾-淺談現(xiàn)代建筑中的智能遮陽系統(tǒng)

　　遮陽簾智能遮陽系統(tǒng)運(yùn)用在智能建筑中,不僅為人們提供舒適的室內(nèi)環(huán)境,而且在節(jié)能方面也有突出貢獻(xiàn)。本文簡要介紹了智能遮陽系統(tǒng)的概念、特點、系統(tǒng)組成及設(shè)計步驟等,并通過部分國內(nèi)外建筑智能遮陽系統(tǒng)設(shè)計的實例,為讀者在智能遮陽系統(tǒng)設(shè)計時提供參考。

　　如今建筑的室內(nèi)外環(huán)境是以智能化的或以自動化的方式控制,以達(dá)到建筑物的安全、節(jié)能,當(dāng)暖通和照明系統(tǒng)的智能化逐漸被人們接受時,遮陽系統(tǒng)智能化的諸多優(yōu)點卻被忽略。智能遮陽系統(tǒng)是建筑智能化系統(tǒng)不可或缺的一部分,作為能改善建筑室內(nèi)環(huán)境、提高建筑居住質(zhì)量的遮陽系統(tǒng),其智能化將是建筑智能化系統(tǒng)**和有潛力的分支,也將為節(jié)能做出巨大貢獻(xiàn)。電動窗簾布從質(zhì)料上分，電動窗簾窗布有棉質(zhì)、麻質(zhì)、紗質(zhì)、綢緞、植絨、竹質(zhì)、人造纖維等等。

　　智能遮陽百葉的概念及特點

　　不同與老式遮陽系統(tǒng),智能遮陽系統(tǒng)通常是由遮陽百葉(簾)、電機(jī)及控制系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)軟件是智能遮陽控制系統(tǒng)的一個組成部分,與控制系統(tǒng)硬件配套使用,根據(jù)周圍自然條件的變化,通過系統(tǒng)線路,自動調(diào)整簾片角度或作整體升降,完成對遮陽百葉的智能控制功能,既阻斷輻射熱、減少陽光直射、避免產(chǎn)生眩光,又充分利用自然光,節(jié)約能源。汽車遮陽簾對于我們在夏天乘車的時候肯定是有很大的作用，汽車遮陽簾哪種比較方便。

　　智能遮陽系統(tǒng),根據(jù)其自身特點,可分為人工電動控制及感應(yīng)智能控制。人工電動控制可以人為根據(jù)一天內(nèi)太陽光的照射角度及強(qiáng)弱對遮陽系統(tǒng)進(jìn)行角度的調(diào)節(jié)。而感應(yīng)智能控制則是通過探頭對太陽照射高度位置、方向及太陽光強(qiáng)弱的感應(yīng)而自動調(diào)節(jié)遮陽板的遮陽方向、角度、位置、遮陽面積大小等,以達(dá)到遮陽的目的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時需求確保組成卷簾板的葉片、型材之間不能互相串動，然后確保卷簾設(shè)備的正常功用。這種遮陽系統(tǒng)對用于屋面采光系統(tǒng)的遮有特別好的效果。

　　智能遮陽百葉的智能系統(tǒng)

　　遮陽簾智能遮陽系統(tǒng)主要依靠它的智能控制系統(tǒng)來實現(xiàn)節(jié)能的目的。

　　遮陽簾現(xiàn)在運(yùn)用多的智能遮陽控制系統(tǒng)是基于LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)的技術(shù),可實現(xiàn)下列功能:系統(tǒng)依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料和日照分析結(jié)果,對不同季節(jié)、日期、不同時段及不同朝向的太陽仰角和方位角進(jìn)行計算。再由智能控制器按照設(shè)定的時段,控制不同朝向的百葉翻轉(zhuǎn)角度。通過屋頂設(shè)置的多方位陽光感應(yīng)器檢測晴天還是陰天。陰天,系統(tǒng)控制百葉水平打開；晴天,則按陽光自動跟蹤模式執(zhí)行,同時還根據(jù)大樓自身形體及周邊建筑的情況建立遮擋模型,將參考點每天的陰影變化計算出來,存儲在電機(jī)控制器里,再按照結(jié)果自動運(yùn)行。其次要更阿紅的與相關(guān)產(chǎn)業(yè)合作互助，行業(yè)研發(fā)的產(chǎn)品技術(shù)更加注重與建筑設(shè)計的整體的配合，推出一些讓建筑設(shè)計公司歡迎的產(chǎn)品。

　　智能遮陽控制系統(tǒng)軟件包括計算機(jī)監(jiān)k軟件和智能節(jié)點控制軟件兩個部分,主要功能模塊。

　智能遮陽百葉在智能建筑中的設(shè)計

　　陽光自動跟蹤和葉片翻轉(zhuǎn)原理

　　依照建筑所在地的經(jīng)緯度,可以利用軟件對不同季節(jié)和不同時間的陽光仰角和方位角進(jìn)行計算,并將結(jié)果直接儲存到電機(jī)控制器內(nèi)。電機(jī)控制器會自動計算出與之相對應(yīng)的陽光角度,并自動以設(shè)定角度為步長將葉片翻轉(zhuǎn)到合適角度來遮擋陽光的直射。

　　設(shè)置陽光跟蹤

　　(1)根據(jù)建筑的形體和朝向,在大樓的立面設(shè)定若干參考點,并對參考點進(jìn)行四季日照分析;

　　(2)用LONWORKS軟件根據(jù)大樓朝向和高度計算每個參考點在不同季節(jié)和不同時刻的陽光仰角和方位角;

　　(3)將計算結(jié)果儲存在LONWORKS的電機(jī)控制器中,自動運(yùn)行;

　　(4)隨時翻轉(zhuǎn)葉片的角度,在防止陽光直接射入室內(nèi)的同時,盡可能張大角度,保持良好的視覺效果,讓自然光反射到室內(nèi)天花板。

　　計算建筑物陰影對遮陽

　　在太陽的運(yùn)行過程中,建筑物本身對鄰樓投下陰影,而周邊高大建筑物對本建筑物也可能有遮擋作用。在陰影投射到的窗戶實際上并不需要遮陽,否則房間會變暗,因此需要葉片水平或收起。

　　(1)根據(jù)建筑平面圖和立面圖建立模型;

　　(2)利用剛才計算的各個參考點的仰角和方位角,根據(jù)大樓周圍建筑的陰影及本身的形狀和朝向來計算每一天及一年的陰影變化;

　　(3)這些數(shù)據(jù)一旦計算后被記錄在LONWORKS百葉控制器內(nèi);

　　(4)在不同時刻百葉控制器自動根據(jù)存儲的計算結(jié)果知道哪些參考點位于陰影下,而翻轉(zhuǎn)葉片到水平位置,讓更多的光線進(jìn)入室內(nèi)。

　　智能遮陽百葉在智能建筑中的應(yīng)用實例

　　遮陽簾大廈在雙層呼吸式幕墻和室內(nèi)都安裝了不同型號的百葉。百葉從上到下有不同的角度。在頂上的百葉是開啟的,隨著高度的下降百葉片逐漸閉合,到底部時與地面成約30o的夾角。扁平簾片厚度大約0.45mm,向一面彎曲成淺弧形。整棟大廈的百葉系統(tǒng)是由采用了基于LONWORKS技術(shù)的氣象站以及分布安裝的500只電機(jī)控制器共同控制的。卷簾窗在徹底閉合的狀態(tài)下，每根葉片有必要很好地密閉，不能有漏光現(xiàn)象。根據(jù)自動計算陽光角度的結(jié)果而改變百葉角度的年度陽光跟蹤程序,和計算周邊建筑物投射陰影的陰影跟蹤程序,都能在電機(jī)控制器內(nèi)自動運(yùn)行,隨時能調(diào)節(jié)j確到每扇窗戶的百葉角度,以達(dá)到j(luò)的遮陽和采光的綜合效果。

　　大廈主控制室能對所有的百葉簾進(jìn)行監(jiān)控,每個樓面、每個朝向或整棟大廈的百葉簾能同時動作,或能在不同的時間間隔內(nèi)相繼動作。當(dāng)百葉簾的指令未被順利執(zhí)行時,畫面報警并顯示該百葉簾的狀態(tài)。當(dāng)百葉簾下降并到達(dá)底部閉合位置后,百葉能自動翻轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)的角度。港口機(jī)械如何選擇遮陽簾港口機(jī)械分塔吊操作室、電器操作室、港口叉車等，我們?yōu)檎袢A重工的操作室配套遮陽簾、為馬尼托瓦克的吊機(jī)太空艙配套遮陽簾，為合力叉車的駕駛室配套天窗遮陽簾和側(cè)窗遮陽簾。

　　遮陽簾作為世界上**在高層建筑外部裝置遮陽板的建筑,大廈遮陽系統(tǒng)每三片遮陽板為一個單元,彼此聯(lián)動。每一個遮陽板葉片兩側(cè)的邊框上配有兩個輪軸,葉片被固定在輪軸上,并通過輪軸用緊固件固定在邊框上。葉片通過可調(diào)節(jié)的傳動桿連接到電動馬達(dá)上,以使葉片按需要角度旋轉(zhuǎn),遮陽板葉片角度可在0o到120o之間做任意調(diào)整。大廈采用LONWORKS智能控制系統(tǒng),通過軟件對陽光進(jìn)行跟蹤,自動計算陽光角度及陰影大小,從而隨時能調(diào)節(jié)j確到每扇窗戶的百葉角度,以達(dá)到j(luò)的遮陽和采光的綜合效果。墻體窗洞遮陽窗洞遮陽的思路比較簡單，就是把窗體做成凹窗洞，開窗面向內(nèi)退縮一定距離，利用窗上墻或者梁底和窗洞之間的隔墻進(jìn)行遮陽。在有陰影的位置百葉簾會自動收起,而且全部隱藏在幕墻框內(nèi),達(dá)到隔熱、節(jié)能、環(huán)保、舒適等效果。

　　結(jié)語

　　遮陽是建筑節(jié)能的有效途徑,通過良好的遮陽設(shè)計在節(jié)能的同時又可以豐富室內(nèi)的光線分布,還可以豐富建筑造型及立面效果。作為建筑智能化系統(tǒng)不可或缺的智能遮陽系統(tǒng),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和建筑智能化的普及,建筑遮陽將會有更加完備的智能控制系統(tǒng),相信越來越多的建筑將采用智能遮陽系統(tǒng),并在設(shè)計階段就應(yīng)被集成汲取,智能化角度使遮陽達(dá)到**的效果。從形式上可分為：電動開合簾、電動卷簾、電動百葉簾、戶外遮陽蓬、戶外百葉簾、戶外遮陽板、中空百葉簾、全或半遮光引導(dǎo)軌卷簾等。

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玻璃幕墻和外門窗的建筑節(jié)能技術(shù)

　新建建筑。城鎮(zhèn)新建建筑嚴(yán)格落實強(qiáng)制性節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，“十二五”期間，完成新建綠色建筑10億平方米；到2015年末，20%的城鎮(zhèn)新建建筑達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。2.既有建筑節(jié)能改造。選用高功用的隔熱和熱反射玻璃制成的玻璃遮陽板，以及結(jié)合光電光熱轉(zhuǎn)換的遮陽板，則使得遮陽資料和技能更上一層樓，弗萊堡沃邦生態(tài)村的房頂和弗萊堡太陽能電池廠中庭旁邊面，都布滿了太陽能板，既承受太陽光轉(zhuǎn)換成電力，又能夠遮陽?！笆濉逼陂g，完成北方采暖地區(qū)既有居住建筑供熱計量和節(jié)能改造4億平方米以上，夏熱冬冷地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造5000萬平方米，公共建筑和公共機(jī)構(gòu)辦公建筑節(jié)能改造1.2億平方米，實施農(nóng)村危房改造節(jié)能40萬套。到2020年末，基本完成北方采暖地區(qū)有改造價值的城鎮(zhèn)居住建筑節(jié)能改造。

　　門窗幕墻的熱工性能指標(biāo)

　　其他相關(guān)要求：

　　建筑每個朝向的窗（包括透明幕墻）墻面積比均不應(yīng)大于0.70。當(dāng)窗（包括透明幕墻）墻面積比小于0.40時，玻璃（或其他透明材料）的可見光透射比不應(yīng)小于

　　夏熱冬暖地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)的建筑以及寒冷地區(qū)中制冷負(fù)荷大的建筑 外窗 包括透明幕墻 宜設(shè)置外部遮陽

　　屋頂透明部分的面積不應(yīng)大于屋頂總面積的20%。

　　外窗的可開啟面積不應(yīng)小于窗面積的30%；透明幕墻應(yīng)具有可開啟部分或設(shè)有通風(fēng)換氣裝置。

　　根據(jù)以上要求

　　各個氣候區(qū)的建筑都需要自然通風(fēng)，以滿足氣候適宜季節(jié)的室內(nèi)熱環(huán)境調(diào)節(jié)，夏熱地區(qū)尤其需要；

　　在需要夏季防熱的地區(qū)，建筑需要避免東、西曬和屋頂太陽輻射，透明玻璃窗和采光頂應(yīng)進(jìn)行遮陽，從而保證室內(nèi)不要過熱；

　　在需要保溫的地區(qū)，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)該足夠小，使得溫差傳熱很小，這樣才可以保證室內(nèi)的熱環(huán)境舒適。

　　建筑物能耗中，抵御寒冷、炎熱的消耗占了很大的比重，保證建筑節(jié)能性能的主要環(huán)節(jié)之一就是建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

　　建筑物的玻璃幕墻和外門窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一個非常重要的組成部分，其性能的好壞可以在很大程度上決定建筑的節(jié)能性能。

　　冬季，玻璃窗是傳熱系數(shù)**的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是薄弱環(huán)節(jié)，大大增加采暖能耗；

　　夏季，玻璃窗能直接透過太陽輻射，也是薄弱環(huán)節(jié)，大大增加空調(diào)能耗。

　　可以足見玻璃幕墻和外門窗在建筑節(jié)能中的重要性。

　　夏季傳熱系數(shù)對空調(diào)能耗影響分析

　　針對南方地區(qū)，選用典型建筑的4種工況，分別使用DOE-2計算軟件和DeST計算軟件，對不同工況進(jìn)行模擬計算，從計算結(jié)果得到如下結(jié)論：

　?。?）4種工況均說明，其余熱工參數(shù)相同時，高傳熱系數(shù)窗的全年累計空調(diào)能耗比低傳熱系數(shù)窗全年累計空調(diào)能耗略小。

　?。?）通過對比夏季各月累計空調(diào)冷負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)采用高傳熱系數(shù)窗的略小于采用低傳熱系數(shù)窗的建筑，與全年累計空調(diào)能耗結(jié)果一致。

　　幕墻門窗建筑節(jié)能技術(shù)概述

　　第y是減少普通透明玻璃的面積，減少窗墻面積比。

　　夏季太陽高度角大，南、北墻受到的太陽輻射小，因而主要是要減少東、西墻和屋頂?shù)拇安Ａ娣e；

　　而冬季太陽高度角低，太陽位置偏南，且冬季多刮北風(fēng)，北立面風(fēng)速較高，所以冬季嚴(yán)寒地區(qū)還要盡量減小北立面外窗的面積。

　　建筑設(shè)計、幕墻設(shè)計都可以減少透明部分面積

　　建筑設(shè)計不要過于通透，要盡量多一些非透光部分；幕墻設(shè)計時也可以把玻璃幕墻背后設(shè)計一些非透光部分，并增強(qiáng)保溫。

　　第二是針對不同需要采用不同種類的玻璃系統(tǒng)和框架系統(tǒng)。

　　在夏季炎熱地區(qū)，應(yīng)減少太陽輻射透過玻璃。

　　現(xiàn)在，遮陽型的玻璃系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)達(dá)到非常高的水平，可以在兼顧采光的情況下達(dá)到很好的遮陽效果。

　　在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)，應(yīng)選用保溫的中空玻璃等。

　　在冬季需要保溫的地區(qū)，窗框和幕墻框的傳熱非常重要，需要采用多腔非金屬型材，金屬型材應(yīng)采取隔斷熱橋的措施。

　　第三是合理應(yīng)用建筑遮陽。

　　由于空調(diào)負(fù)荷很多都是來自太陽輻射，而玻璃又是太陽輻射得熱的主要來源，因而在夏季，遮陽對玻璃幕墻和外門窗節(jié)能是y效的。

　　遮陽可采用固定建筑外遮陽和活動遮陽。

　　第四是做好自然通風(fēng)。

　　自然通風(fēng)不僅可以保持室內(nèi)空氣的清新，也可以**限度地減少使用空調(diào)的時間，從而達(dá)到節(jié)能的效果。

　　在辦公樓、學(xué)校教室、居住建筑等建筑中，加強(qiáng)自然通風(fēng)可以減少過渡季節(jié)（一般為冬季或陰雨天）使用空調(diào)，從而節(jié)約空調(diào)能耗。

　　第五是采用雙層通風(fēng)構(gòu)造。

　　可采用雙層通風(fēng)玻璃幕墻技術(shù)。可以在每個層間設(shè)置通風(fēng)口，上下口形成對流，雙層幕墻安裝活動百葉簾遮陽。

　　在夏熱地區(qū)，雙層構(gòu)造一般應(yīng)采用外通風(fēng)的構(gòu)造形式。外通風(fēng)可以將面板或遮陽裝置吸收的太陽輻射迅速散發(fā)到室外，從而減少室內(nèi)的太陽輻射得熱量。

　　在冬季嚴(yán)寒地區(qū)，雙層構(gòu)造一般應(yīng)采用內(nèi)通風(fēng)的構(gòu)造形式，留住太陽輻射得熱和**限度保溫。

　　第六是采光頂采取通風(fēng)散熱措施。

　　采光頂由于受到太陽輻射強(qiáng)烈，太陽得熱很大，而且熱氣向上集聚，所以應(yīng)采取通風(fēng)散熱措施，改善采光頂下部空間的熱環(huán)境，節(jié)約空調(diào)能耗。

　　這一措施在夏熱地區(qū)非常重要，甚至在寒冷地區(qū)也是有必要的。

　　第七是提高氣密性能。

　　要盡量減少空氣滲透，控制換氣量。

　　要求門窗和玻璃幕墻的氣密性能很好

　　尤其是在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)的建筑