外遮陽對于建筑整體降低能耗方面有著重大的作用。在夏季,通過窗戶進入室內的空調負荷主要來自太陽輻射,有外遮陽比無外遮陽可以減少太陽輻射熱量70%~90% 。外遮陽所節約的能源,相當于整個建筑節能的三分之一以上。因此,在非采暖期采用外遮陽,就可以降低建筑整體能耗30%左右。
近幾年來隨著建筑節能的相關政策推行,建筑耗能被人們關注,針對夏熱冬冷地區,建筑設計師不再一味追求建筑外觀造型的噱頭,而更注重建筑遮陽及節能性。長沙是全國有名的“火爐城市”,觀察這個城市的建筑群,顯而易見可以發現,外遮陽從無到有,漸漸普及。
長沙地區氣候現狀
長沙地理位置為北緯28.12°、東經112.59°,位于湘江河谷地帶,地勢較低,相對濕度較大。夏季漫長悶熱,冬季短暫濕冷。影響長沙氣候和氣溫的原因主要有3個: 地形南高北低;受準靜止鋒面影響;城市熱島效應。
有人形容“長沙是一個沒有春夏的城市,要么熱死要么冷死”,這雖然是個段子,但也真切反映出長沙溫度變化大的顯著特點。在冬天嚴寒夏天炎熱的極端氣候下,空調成了長沙人民的生活必備品,每年的電力供應總是面臨著十分嚴峻的考驗,能耗流失巨大。
長沙地區設置遮陽的分析
針對長沙地區的氣候特點,一般建筑物需要遮陽的時間從5月初持續到10月中旬,東西向窗戶分別在上午和下午受到日曬,天棚整天暴露在日光照射下,這些情況特別需要整體外遮陽。
中國南方建筑為了在夏季盡量減少太陽輻射、在采暖季節盡可能多地獲取太陽能,建筑物的方位一般采用南偏東5~15度或正南]。根據地球圍繞太陽運行的規律,夏季太陽角度高,冬季太陽角度低,因此,可以采用在窗戶上方架設水平遮陽板的方法來滿足夏季和冬季不同的日照要求。
窗戶的大小及窗沿深度對室內日照也有一定影響。在寬度相同的情況下,窗戶越高,受到日照的面積越大;窗沿越深,受到日照的面積越小。以正南方向窗戶水平遮陽為例,炎熱季節(5~10月)需要遮陽的理論時間約980小時,扣除約15%的陰雨天氣,實際需遮陽的時間為800多小時。按照平均日照強度350W/m2,遮陽系數0.3計算,外遮陽每年可減少室內輻射熱約200kWh/㎡。
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