幕墙玻璃的采光措施
30292014-09-15 09:19:46
采光措施：直到50年前，自然采光还是最主流的形式，后来随着技术的进步和人们对技术的迷信，建筑的进深越造越大，被牺牲的则是建筑使用者的健康和与自然景观的联系。根据美国有关机构的统计和调查，办公照明所消耗的电力占重电力消耗的30％左右(ScientificAmerican，2001／3)。因此通过建筑设计充分发掘建筑利用自然光照的可能性是节能的有效途径之一。此外，促使人们利用自然光照明的另外一个重要原因是自然光更适合人的生理本性，对心理和生理的健康尤为重要，因而自然光照程度成为考察室内环境质量的重要指标之一。
影响自然光照水平的因素如窗户的朝向、窗户的倾斜度、周围的遮挡情况(植物配置、其他建筑等)、周围建筑的阳光反射情况、窗户面积、平面进深就和剖面层高、窗户内外遮阳装置的设置等。
遮光装置用来遮阳和反射阳光，将光线从较高的地方反射到较低的地方或从外部反射到房间深处。利用天花板来进行多次反射也是有效改善进深较大的空间照度的有效方法。遮阳板的角度需要仔细设计，计算时要考虑本地太阳光线在冬季和夏季的入射角，避免冬季太阳高度角较低时造成室内光线过暗。遮阳板、遮阳百叶的设置以能防止夏季阳光直射而使温度过高，同时又能满足室内的自然光照度要求为原则。
在进行自然光照设计时，应和建筑的热性能和自然通风结合起来考虑。窗户玻璃的选择是影响建筑热性能的关键因素。透明的纯净玻璃允许自然光和辐射进入。反射玻璃可以在夏季高效率地减少太阳热，但也减少冬季的获得热。因此玻璃的选择应该根据具体的地理环境和日照条件来确定。并且应该综合考虑各个季节的综合效应。大面积的西向玻璃幕墙应该尽量避免。现在的科技进步为建筑师提供了更多可选择的玻璃种类，如全息玻璃、多棱玻璃、热敏感／光敏玻璃等。全息玻璃技术仍然在开发之中，它可以将各种角度的入射光线漫射为柔和的自然光线。电子玻璃能够根据照射到它表面的光强度自动改变透明度，当这种玻璃能在商业上规模上取得普及时，遮阳百叶可能不再需要了。国外某些建筑现在采用输光管来扩大自然采光面积。输光管可以将入射的太阳收集起来并传输到室内深处。英国曼彻斯特机场和诺丁汉大学低能耗试验住宅中都使用了这种装置。
窗户的数量和面积应该仔细斟酌，要根据建筑形象处理要求、自然光照、自然通风和能耗问题后综合确定。大面积的窗户允许透过更多的自然光。同时也可能带来更大的热损失或者热获得，增加室内热负荷。一般来说。窗户面积最好是室内面积的20％左右，这是一个比较合理的经验值。对人的心理舒适度而言，室内可看见的天空面积是个重要的因素，而不仅仅是光线的照度。窗户的高度最好能使室内使用者看见更大面积的天空。
在通常的开窗情况下，一般日光照射深度为窗户高度的2．5倍。
透明屋顶将能提供更好、更广泛的自然光照，其照明面积是相同面积的垂直窗户的3倍左右，但问题是可能会引起室内温度遗高。以下针对遮阳板的类型及其效应、照明方式具体地做一说明：
1．遮阳板的类型及其效应
如果研究一下在一个晴朗的夏天入射到水平面上辐射能量的组成，我们可以发现绝大多数是光束辐射。由于获取的能量主要由光束辐射产生，因此，减少光束辐射就可以控制获得能量的多少，这使得太阳的纬度角也就是水平面和太阳所处位置的夹角很重要。
稀释辐射的遮阳板，也就是有印花或覆盖层，这种遮阳板不减少光线的成分而是降低入射辐射的最大密度；另外一种类型就是选择或几何遮阳板，它是针对部分辐射通常是光束辐射，将其反射或转化为散射辐射。单纯从能量的角度考虑，只要相应辐射能数量减少，两者的差别是不重要的。然而，从舒适标准来评价就很重要了。因为，首先，就热舒适度而言，光束辐射比散射辐射好。其次，就视觉舒适度而言，将折射光转化为散射光后会导致眩光发生。
2．遮阳板位置的影响
依遮阳板类型的不同，或多或少的入射太阳能被转化为热量，遮阳板位置对其如何遮蔽室内起着重要作用。温室效应是一个不利方面。室内的热辐射不能被反射出去，而是通过热辐射以及房间里的空气热对流，使得靠近玻璃内表面的内墙被加热。因此在加热期间需要防止强光并采取遮阳措施，因为在夏季它将导致房间温度过高。因此，需要设计高效的内部遮阳板以便排除尽可能多的短波太阳能，使得其中一部分辐射能又能溢出室外。当使用高绝缘值的玻璃窗时，这方面必须引起特别注意，因为这种玻璃总的能量传递依辐射方向的不同而不同。
3．对不同遮阳板布置的评估
通过遮阳板降低辐射强度也减少了进入房间的日光。由于散射对内部照明尤为必要，因此必须特别注意遮阳板的选择也就是光透过率占总能量透过率的比例。如果使用遮阳板后房间变得很暗，就必须开灯。由于使用每单位能量产生的光输出较低(Im／w)，因此除了不可避免的电消耗，必须考虑额外的热荷载。
国外规范VDl2078定义了热量计算的遮阴系数t6。该系数具体说明了和g值为0．8的光洁的绝缘玻璃相比，多大比例的遮阳板能减少传递的总能量。按照DIN4108第二部分，它用“i”表示不遮蔽。如果仅仅描述遮阳，可用降低系数z表示。标准表格包括了单层和双层玻璃窗。覆盖低辐射层的玻璃和日光控制玻璃表现完全不同，这就是为什么必须谨慎对待降低系数的原因。按照DIN67507的分析，如果有必要，应该计算“玻璃的光、辐射以及总能量传递”。图2—13总结了各种不同类型的遮阳形式以及相应的Z_系数。如果要使外部遮阳功能可靠，其受天气的影响不能被忽略。如果超过某一风速，可动百叶窗或挑棚应该能够收起来以避免被损坏。然而，这就意味着受其影响的房间得不到遮阳，这将会导致过热。在多风地区或高层建筑里这一问题尤为重要。
影响自然光照水平的因素如窗户的朝向、窗户的倾斜度、周围的遮挡情况(植物配置、其他建筑等)、周围建筑的阳光反射情况、窗户面积、平面进深就和剖面层高、窗户内外遮阳装置的设置等。
遮光装置用来遮阳和反射阳光，将光线从较高的地方反射到较低的地方或从外部反射到房间深处。利用天花板来进行多次反射也是有效改善进深较大的空间照度的有效方法。遮阳板的角度需要仔细设计，计算时要考虑本地太阳光线在冬季和夏季的入射角，避免冬季太阳高度角较低时造成室内光线过暗。遮阳板、遮阳百叶的设置以能防止夏季阳光直射而使温度过高，同时又能满足室内的自然光照度要求为原则。
在进行自然光照设计时，应和建筑的热性能和自然通风结合起来考虑。窗户玻璃的选择是影响建筑热性能的关键因素。透明的纯净玻璃允许自然光和辐射进入。反射玻璃可以在夏季高效率地减少太阳热，但也减少冬季的获得热。因此玻璃的选择应该根据具体的地理环境和日照条件来确定。并且应该综合考虑各个季节的综合效应。大面积的西向玻璃幕墙应该尽量避免。现在的科技进步为建筑师提供了更多可选择的玻璃种类，如全息玻璃、多棱玻璃、热敏感／光敏玻璃等。全息玻璃技术仍然在开发之中，它可以将各种角度的入射光线漫射为柔和的自然光线。电子玻璃能够根据照射到它表面的光强度自动改变透明度，当这种玻璃能在商业上规模上取得普及时，遮阳百叶可能不再需要了。国外某些建筑现在采用输光管来扩大自然采光面积。输光管可以将入射的太阳收集起来并传输到室内深处。英国曼彻斯特机场和诺丁汉大学低能耗试验住宅中都使用了这种装置。
窗户的数量和面积应该仔细斟酌，要根据建筑形象处理要求、自然光照、自然通风和能耗问题后综合确定。大面积的窗户允许透过更多的自然光。同时也可能带来更大的热损失或者热获得，增加室内热负荷。一般来说。窗户面积最好是室内面积的20％左右，这是一个比较合理的经验值。对人的心理舒适度而言，室内可看见的天空面积是个重要的因素，而不仅仅是光线的照度。窗户的高度最好能使室内使用者看见更大面积的天空。
在通常的开窗情况下，一般日光照射深度为窗户高度的2．5倍。
透明屋顶将能提供更好、更广泛的自然光照，其照明面积是相同面积的垂直窗户的3倍左右，但问题是可能会引起室内温度遗高。以下针对遮阳板的类型及其效应、照明方式具体地做一说明：
1．遮阳板的类型及其效应
如果研究一下在一个晴朗的夏天入射到水平面上辐射能量的组成，我们可以发现绝大多数是光束辐射。由于获取的能量主要由光束辐射产生，因此，减少光束辐射就可以控制获得能量的多少，这使得太阳的纬度角也就是水平面和太阳所处位置的夹角很重要。
稀释辐射的遮阳板，也就是有印花或覆盖层，这种遮阳板不减少光线的成分而是降低入射辐射的最大密度；另外一种类型就是选择或几何遮阳板，它是针对部分辐射通常是光束辐射，将其反射或转化为散射辐射。单纯从能量的角度考虑，只要相应辐射能数量减少，两者的差别是不重要的。然而，从舒适标准来评价就很重要了。因为，首先，就热舒适度而言，光束辐射比散射辐射好。其次，就视觉舒适度而言，将折射光转化为散射光后会导致眩光发生。
2．遮阳板位置的影响
依遮阳板类型的不同，或多或少的入射太阳能被转化为热量，遮阳板位置对其如何遮蔽室内起着重要作用。温室效应是一个不利方面。室内的热辐射不能被反射出去，而是通过热辐射以及房间里的空气热对流，使得靠近玻璃内表面的内墙被加热。因此在加热期间需要防止强光并采取遮阳措施，因为在夏季它将导致房间温度过高。因此，需要设计高效的内部遮阳板以便排除尽可能多的短波太阳能，使得其中一部分辐射能又能溢出室外。当使用高绝缘值的玻璃窗时，这方面必须引起特别注意，因为这种玻璃总的能量传递依辐射方向的不同而不同。
3．对不同遮阳板布置的评估
通过遮阳板降低辐射强度也减少了进入房间的日光。由于散射对内部照明尤为必要，因此必须特别注意遮阳板的选择也就是光透过率占总能量透过率的比例。如果使用遮阳板后房间变得很暗，就必须开灯。由于使用每单位能量产生的光输出较低(Im／w)，因此除了不可避免的电消耗，必须考虑额外的热荷载。
国外规范VDl2078定义了热量计算的遮阴系数t6。该系数具体说明了和g值为0．8的光洁的绝缘玻璃相比，多大比例的遮阳板能减少传递的总能量。按照DIN4108第二部分，它用“i”表示不遮蔽。如果仅仅描述遮阳，可用降低系数z表示。标准表格包括了单层和双层玻璃窗。覆盖低辐射层的玻璃和日光控制玻璃表现完全不同，这就是为什么必须谨慎对待降低系数的原因。按照DIN67507的分析，如果有必要，应该计算“玻璃的光、辐射以及总能量传递”。图2—13总结了各种不同类型的遮阳形式以及相应的Z_系数。如果要使外部遮阳功能可靠，其受天气的影响不能被忽略。如果超过某一风速，可动百叶窗或挑棚应该能够收起来以避免被损坏。然而，这就意味着受其影响的房间得不到遮阳，这将会导致过热。在多风地区或高层建筑里这一问题尤为重要。
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