本文作者:周荃 程瑞希
廣東省作為中國第一經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省,走在中國經(jīng)濟(jì)改革開放的前列,連續(xù)十幾年經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先中國其他省份。據(jù)統(tǒng)計,廣東省城市建筑面積總量位居全國第一,并以每年新建成建筑面積1.2億平方米的速度繼續(xù)增加,近年我國每年建筑全社會能耗約為20億噸標(biāo)煤,廣東約占全國的十分之一。建筑行業(yè)能耗占全社會能耗的28%,
建筑節(jié)能刻不容緩。在目前推廣應(yīng)用的新的建筑
節(jié)能技術(shù)中,建筑
隔熱保溫是重要的內(nèi)容,也是建筑節(jié)能技術(shù)的重點(diǎn),它代表著建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向,而
遮陽技術(shù)就是建筑
隔熱保溫通風(fēng)技術(shù)的代表。
廣東地區(qū)屬熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),氣候暖熱,雨量充沛,光照充足,夏季炎熱漫長,全年平均日照時間在290天左右,日照時間長、輻射總量大。對于廣東省大部分地區(qū)而言,通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷主要來自太陽輻射,主要能耗也來自太陽輻射,有效的遮陽措施在夏季可以阻擋近85%的太陽輻射,而且可以避免陽光直射而產(chǎn)生的眩光,對降低建筑空調(diào)負(fù)荷和能耗,提高室內(nèi)居住舒適性有顯著的效果。
近年來,廣東新建的大型公共建筑和標(biāo)志性建筑中也對各種遮陽技術(shù)和遮陽形式進(jìn)行了探索和實踐,以下對幾個典型工程的遮陽技術(shù)應(yīng)用作簡要介紹。
一、廣州亞運(yùn)綜合體育館(建筑自遮陽)
廣州亞運(yùn)城綜合體育館位于廣州亞運(yùn)城西南面,總建筑面積6.55萬平方米,于2010年11月正式投入第16屆亞運(yùn)會的使用。
廣州亞運(yùn)城綜合體育館在外形設(shè)計上充分考慮了遮陽問題,其建筑造型和大屋檐的設(shè)計具有較好的自遮陽效果。
在工程設(shè)計中對其夏季的遮陽效果進(jìn)行了計算分析,廣州地區(qū)的夏季基本為4月到11月,針對各月典型天全天逐時的遮陽效果進(jìn)行了模擬分析。夏季的遮陽重點(diǎn)關(guān)注條件最惡劣的西面。廣州市氣象參數(shù)顯示,夏季西面的太陽輻射照度在下午16點(diǎn)左右達(dá)到最大值。分析可知,體育館的形體和大屋蓋設(shè)計對西面的
玻璃幕墻遮陽起到一定的遮陽效果。其遮陽效果在太陽高度角較高的時候效果較好,例如6~7月份的10點(diǎn)到16點(diǎn)。遮陽效果如圖2所示。
二、深圳證交所(建筑自遮陽)
深圳證券交易所(SSE)營運(yùn)中心位于深圳市深南大道邊,總面積26.7萬平方米,是一座集辦公、證券交易等于一體的多功能綜合辦公大樓。
該項目的遮陽設(shè)計主要通過建筑體型和窗口的凹進(jìn)得以實現(xiàn)。
在體型上,有一座聳立在空中的外飄平臺,東西向懸挑36米,南北向懸挑22米,南北立面較闊,有助于夏季減少太陽輻射及于冬天加強(qiáng)日照。遮陽方面,采取了以梁柱為遮陽的立面設(shè)計,進(jìn)一步降低太陽得熱并有利室內(nèi)的自然通風(fēng)。
在窗口細(xì)部上,幕墻部分以外置梁柱為遮陽,內(nèi)陷1010mm。相當(dāng)于在外窗設(shè)置1010mm的水平
遮陽板和左右各1010mm的垂直遮陽板,各個朝向都能有效的避免太陽輻射,節(jié)能效果十分明顯。外置梁柱遮陽的方式?jīng)]有采用其他的附加
外遮陽措施就很好的達(dá)到了遮陽效果,節(jié)省了投資。這種綠色設(shè)計理念值得廣大設(shè)計師借鑒。
三、廣東全球通大廈(固定外遮陽和電動調(diào)節(jié)內(nèi)遮陽)
廣東全球通大廈位于廣州市珠江新城,總高約150米,總建筑面積約12萬平方米,建筑外表面主要為玻璃幕墻結(jié)構(gòu)。該項目立面外遮陽采用了固定外遮陽,在窗楣處挑出遮陽擋板,并對其遮陽效果進(jìn)行了計算。
計算結(jié)果表明,南北朝向的
遮陽系數(shù)達(dá)到了0.75以上,可以遮擋大部分的光線進(jìn)入室內(nèi),有效地降低空調(diào)負(fù)荷,遮陽效果明顯。
同時,在該項目東、西南側(cè)還采用了電動內(nèi)遮陽卷簾,通過電動馬達(dá)控制可以自動調(diào)節(jié)卷簾開啟,并可控制遮陽簾自動升降以配合氣象條件,當(dāng)所有遮陽簾一齊升降的時候,建筑物的外觀看起來非常協(xié)調(diào)。
廣東全球通大廈中固定外遮陽與可活動內(nèi)遮陽相結(jié)合的遮陽方式,大幅降低了太陽輻射帶來的空調(diào)負(fù)荷和能耗。
四、珠江城(固定外遮陽和可調(diào)節(jié)內(nèi)遮陽)
珠江城位于珠江新城商務(wù)辦公區(qū),總建筑面積約21萬平方米,高度309米。是一座國際超甲級寫字樓。
珠江城的東、西立面采用了
鋁合金水平外百葉外遮陽措施,百葉挑出的寬度為0.8m。利用日照分析軟件對外百葉的遮擋系數(shù)進(jìn)行計算,得到不同時刻的直射、散射及綜合遮陽系數(shù)。
在考慮立面形式的因素后,得出東、西立面整體外遮陽系數(shù)為0.54,配合Low-E幕墻玻璃,使幕墻的綜合遮陽系數(shù)達(dá)到了0.27,遮陽效果非常明顯。
珠江城的南、北里面采用了內(nèi)呼吸雙層玻璃幕墻,同時在幕墻內(nèi)設(shè)置遮陽百葉,通過計算,南、北立面夾層百葉的遮擋系數(shù)為0.39,配合Low-E幕墻玻璃,
雙層幕墻的綜合遮陽系數(shù)為0.3,能有效減少太陽輻射熱的影響,降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失,提高節(jié)能效果。
五、廣州新電視塔(固定外遮陽)
廣州新電視塔于2009年九月建成,包括發(fā)射天線在內(nèi),廣州新電視塔高達(dá)600米,已成為當(dāng)時世界已建成的第一高塔。廣州塔塔身為橢圓形的漸變網(wǎng)格結(jié)構(gòu),其造型、空間和結(jié)構(gòu)由兩個向上旋轉(zhuǎn)的橢圓形鋼外殼變化生成,密集的透空鋼柱有效的遮擋了太陽光的射入,起到了外遮陽的作用,還顯著地減少了幕墻對環(huán)境的污染。
廣州線電視塔利用自身結(jié)構(gòu)作為外遮陽措施,無疑為大型
鋼結(jié)構(gòu)建筑注入了一種新的設(shè)計理念,即在設(shè)計時考慮到自身結(jié)構(gòu)的遮陽效果,使其在支撐作用和營造立面效果的同時具有遮陽作用,對降低建筑空調(diào)能耗具有重要意義。
六、廣州發(fā)展中心(電動活動外遮陽和內(nèi)遮陽)
廣州發(fā)展中心大廈位于廣州市珠江新城臨江大道北側(cè),建筑總高度150米,是一棟超高層綜合寫字樓。
大樓外立面的東、西兩翼及塔樓南、北立面均采用有很大進(jìn)深的兩層高的正方形網(wǎng)格結(jié)構(gòu),網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中外沿設(shè)有豎向遮陽板,退縮其后為平面玻璃幕墻,形成鮮明的立體結(jié)構(gòu)對比。自動可調(diào)式垂直遮陽板寬度900mm,長度8000mm,可根據(jù)風(fēng)向、日照光線的變化而轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié),既起到采光、隔熱節(jié)能,又營造了“活動的立面”效果。
玻璃幕墻內(nèi)部還設(shè)置了白色升降遮陽簾,可局部調(diào)節(jié)遮陽程度。利用活動外遮陽與活動內(nèi)遮陽相結(jié)合的方式,使得調(diào)節(jié)更加靈活,在滿足光照需求的同時獲得了良好的遮陽隔熱效果。
從上面的工程中,我們可以清楚地看到
建筑遮陽對建筑節(jié)能的作用和效果是非常顯著的,作為建筑節(jié)能的一種新途徑,有著巨大的實用潛力。
廣東省由于其獨(dú)特的氣候特點(diǎn),建筑遮陽的節(jié)能效果十分明顯,各種遮陽措施在廣東的新建建筑和既有建筑節(jié)能改造項目中都得到了比較廣泛的應(yīng)用。但合理的遮陽系統(tǒng)對建筑的藝術(shù)與技術(shù)的作用和效果,尤其是在建筑節(jié)能與智能化方面,還需要不斷地去開發(fā)和研究。
建筑遮陽正處于蓬勃的發(fā)展階段,在構(gòu)建以低碳排放為目標(biāo)的建筑體系這一大環(huán)境下,在不斷的探索與實踐中,建筑遮陽必然能逐步完善,成為具有表現(xiàn)力的建筑立面要素,成為可呼吸的建筑表皮,更好的發(fā)揮其作用,實現(xiàn)讓建筑更節(jié)能、更生態(tài)的目的。