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幕墻玻璃的采光措施
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采光措施：直到50年前，自然采光還是最主流的形式，后來(lái)隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)技術(shù)的迷信，建筑的進(jìn)深越造越大，被犧牲的則是建筑使用者的健康和與自然景觀的聯(lián)系。根據(jù)美國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)和調(diào)查，辦公照明所消耗的電力占重電力消耗的30％左右(ScientificAmerican，2001／3)。因此通過(guò)建筑設(shè)計(jì)充分發(fā)掘建筑利用自然光照的可能性是節(jié)能的有效途徑之一。此外，促使人們利用自然光照明的另外一個(gè)重要原因是自然光更適合人的生理本性，對(duì)心理和生理的健康尤為重要，因而自然光照程度成為考察室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。
影響自然光照水平的因素如窗戶的朝向、窗戶的傾斜度、周圍的遮擋情況(植物配置、其他建筑等)、周圍建筑的陽(yáng)光反射情況、窗戶面積、平面進(jìn)深就和剖面層高、窗戶內(nèi)外遮陽(yáng)裝置的設(shè)置等。
遮光裝置用來(lái)遮陽(yáng)和反射陽(yáng)光，將光線從較高的地方反射到較低的地方或從外部反射到房間深處。利用天花板來(lái)進(jìn)行多次反射也是有效改善進(jìn)深較大的空間照度的有效方法。遮陽(yáng)板的角度需要仔細(xì)設(shè)計(jì)，計(jì)算時(shí)要考慮本地太陽(yáng)光線在冬季和夏季的入射角，避免冬季太陽(yáng)高度角較低時(shí)造成室內(nèi)光線過(guò)暗。遮陽(yáng)板、遮陽(yáng)百葉的設(shè)置以能防止夏季陽(yáng)光直射而使溫度過(guò)高，同時(shí)又能滿足室內(nèi)的自然光照度要求為原則。
在進(jìn)行自然光照設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)和建筑的熱性能和自然通風(fēng)結(jié)合起來(lái)考慮。窗戶玻璃的選擇是影響建筑熱性能的關(guān)鍵因素。透明的純凈玻璃允許自然光和輻射進(jìn)入。反射玻璃可以在夏季高效率地減少太陽(yáng)熱，但也減少冬季的獲得熱。因此玻璃的選擇應(yīng)該根據(jù)具體的地理環(huán)境和日照條件來(lái)確定。并且應(yīng)該綜合考慮各個(gè)季節(jié)的綜合效應(yīng)。大面積的西向玻璃幕墻應(yīng)該盡量避免。現(xiàn)在的科技進(jìn)步為建筑師提供了更多可選擇的玻璃種類，如全息玻璃、多棱玻璃、熱敏感／光敏玻璃等。全息玻璃技術(shù)仍然在開(kāi)發(fā)之中，它可以將各種角度的入射光線漫射為柔和的自然光線。電子玻璃能夠根據(jù)照射到它表面的光強(qiáng)度自動(dòng)改變透明度，當(dāng)這種玻璃能在商業(yè)上規(guī)模上取得普及時(shí)，遮陽(yáng)百葉可能不再需要了。國(guó)外某些建筑現(xiàn)在采用輸光管來(lái)擴(kuò)大自然采光面積。輸光管可以將入射的太陽(yáng)收集起來(lái)并傳輸?shù)绞覂?nèi)深處。英國(guó)曼徹斯特機(jī)場(chǎng)和諾丁漢大學(xué)低能耗試驗(yàn)住宅中都使用了這種裝置。
窗戶的數(shù)量和面積應(yīng)該仔細(xì)斟酌，要根據(jù)建筑形象處理要求、自然光照、自然通風(fēng)和能耗問(wèn)題后綜合確定。大面積的窗戶允許透過(guò)更多的自然光。同時(shí)也可能帶來(lái)更大的熱損失或者熱獲得，增加室內(nèi)熱負(fù)荷。一般來(lái)說(shuō)。窗戶面積最好是室內(nèi)面積的20％左右，這是一個(gè)比較合理的經(jīng)驗(yàn)值。對(duì)人的心理舒適度而言，室內(nèi)可看見(jiàn)的天空面積是個(gè)重要的因素，而不僅僅是光線的照度。窗戶的高度最好能使室內(nèi)使用者看見(jiàn)更大面積的天空。
在通常的開(kāi)窗情況下，一般日光照射深度為窗戶高度的2．5倍。
透明屋頂將能提供更好、更廣泛的自然光照，其照明面積是相同面積的垂直窗戶的3倍左右，但問(wèn)題是可能會(huì)引起室內(nèi)溫度遺高。以下針對(duì)遮陽(yáng)板的類型及其效應(yīng)、照明方式具體地做一說(shuō)明：
1．遮陽(yáng)板的類型及其效應(yīng)
如果研究一下在一個(gè)晴朗的夏天入射到水平面上輻射能量的組成，我們可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)是光束輻射。由于獲取的能量主要由光束輻射產(chǎn)生，因此，減少光束輻射就可以控制獲得能量的多少，這使得太陽(yáng)的緯度角也就是水平面和太陽(yáng)所處位置的夾角很重要。
稀釋輻射的遮陽(yáng)板，也就是有印花或覆蓋層，這種遮陽(yáng)板不減少光線的成分而是降低入射輻射的最大密度；另外一種類型就是選擇或幾何遮陽(yáng)板，它是針對(duì)部分輻射通常是光束輻射，將其反射或轉(zhuǎn)化為散射輻射。單純從能量的角度考慮，只要相應(yīng)輻射能數(shù)量減少，兩者的差別是不重要的。然而，從舒適標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)就很重要了。因?yàn)椋紫龋蜔崾孢m度而言，光束輻射比散射輻射好。其次，就視覺(jué)舒適度而言，將折射光轉(zhuǎn)化為散射光后會(huì)導(dǎo)致眩光發(fā)生。
2．遮陽(yáng)板位置的影響
依遮陽(yáng)板類型的不同，或多或少的入射太陽(yáng)能被轉(zhuǎn)化為熱量，遮陽(yáng)板位置對(duì)其如何遮蔽室內(nèi)起著重要作用。溫室效應(yīng)是一個(gè)不利方面。室內(nèi)的熱輻射不能被反射出去，而是通過(guò)熱輻射以及房間里的空氣熱對(duì)流，使得靠近玻璃內(nèi)表面的內(nèi)墻被加熱。因此在加熱期間需要防止強(qiáng)光并采取遮陽(yáng)措施，因?yàn)樵谙募舅鼘?dǎo)致房間溫度過(guò)高。因此，需要設(shè)計(jì)高效的內(nèi)部遮陽(yáng)板以便排除盡可能多的短波太陽(yáng)能，使得其中一部分輻射能又能溢出室外。當(dāng)使用高絕緣值的玻璃窗時(shí)，這方面必須引起特別注意，因?yàn)檫@種玻璃總的能量傳遞依輻射方向的不同而不同。
3．對(duì)不同遮陽(yáng)板布置的評(píng)估
通過(guò)遮陽(yáng)板降低輻射強(qiáng)度也減少了進(jìn)入房間的日光。由于散射對(duì)內(nèi)部照明尤為必要，因此必須特別注意遮陽(yáng)板的選擇也就是光透過(guò)率占總能量透過(guò)率的比例。如果使用遮陽(yáng)板后房間變得很暗，就必須開(kāi)燈。由于使用每單位能量產(chǎn)生的光輸出較低(Im／w)，因此除了不可避免的電消耗，必須考慮額外的熱荷載。
國(guó)外規(guī)范VDl2078定義了熱量計(jì)算的遮陰系數(shù)t6。該系數(shù)具體說(shuō)明了和g值為0．8的光潔的絕緣玻璃相比，多大比例的遮陽(yáng)板能減少傳遞的總能量。按照DIN4108第二部分，它用“i”表示不遮蔽。如果僅僅描述遮陽(yáng)，可用降低系數(shù)z表示。標(biāo)準(zhǔn)表格包括了單層和雙層玻璃窗。覆蓋低輻射層的玻璃和日光控制玻璃表現(xiàn)完全不同，這就是為什么必須謹(jǐn)慎對(duì)待降低系數(shù)的原因。按照DIN67507的分析，如果有必要，應(yīng)該計(jì)算“玻璃的光、輻射以及總能量傳遞”。圖2—13總結(jié)了各種不同類型的遮陽(yáng)形式以及相應(yīng)的Z_系數(shù)。如果要使外部遮陽(yáng)功能可靠，其受天氣的影響不能被忽略。如果超過(guò)某一風(fēng)速，可動(dòng)百葉窗或挑棚應(yīng)該能夠收起來(lái)以避免被損壞。然而，這就意味著受其影響的房間得不到遮陽(yáng)，這將會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱。在多風(fēng)地區(qū)或高層建筑里這一問(wèn)題尤為重要。