淺析玻璃幕墻遮陽系統智能化設計

摘 要：幕墻系統需要考慮合理性、實用性、方便性，在設計幕墻系統尤其是遮陽系統時，必須重視智能化設計。本文結合實踐經驗，對目前玻璃幕墻遮陽系統現狀進行了深入地比較與分析，并對遮陽系統智能化設計進行了探討。

關鍵詞：玻璃幕墻；遮陽系統；智能化設計

1、引言

玻璃幕墻在技術上實現了建筑外結構的墻體以及門窗進行合并，并且將建筑的圍護結構功能以及其裝飾巧妙融合，這種融合賦予了建筑更多的現代感以及藝術性。玻璃幕墻建筑的節能比其他建筑產品節能更為重要。所以玻璃幕墻的遮陽技術也是建筑物是節約能源最有潛力的工具。

2、玻璃幕墻遮陽的作用與效果

在玻璃幕墻上設置遮陽系統，可以最大限度減少陽光的直接照射，從而避免室內過熱，是炎熱地區建筑防熱的主要措施之一。設置遮陽后，會有以下作用及效果：

⑴遮陽對太陽輻射的作用。外圍護結構的保溫隔熱性能受許多因素的影響，其中影響最大的指標就是遮陽系數。一般來說，遮陽系數受到材料本身特性和環境的控制。遮陽系數就是透過有遮陽措施的圍護結構和沒有遮陽措施的圍護結構的太陽輻射熱量的比值。遮陽系數愈小，透過外圍護結構的太陽輻射熱量愈小，防熱效果愈好。

⑵遮陽對室內溫度作用。遮陽防止室內溫度上升有明顯作用，對某西向房間試驗觀測表明：在閉窗的情況下，有、無遮陽，室溫最大差值達2℃，平均差值1.4℃。而且有遮陽時，房間溫度波幅值較小，室溫出現最大值的時間延遲，室內溫度場均勻。因此，遮陽對空調房間可減少冷負荷，所以對空調建筑來說，遮陽更是節約電能的主要措施之一。

⑶遮陽對采光的作用。從天然采光的觀點來看，遮陽措施會阻擋直射陽光，防止眩光，使室內照度分布比較均勻，有助于視覺的正常工作。對周圍環境來說，遮陽可分散玻璃幕墻的玻璃（尤其是鍍膜玻璃）的反射光，避免了大面積玻璃反光造成光污染。

⑷遮陽對房間通風的影響。遮陽設施對房間通風有一定的阻擋作用，在開啟窗通風的情況下，室內的風速會減弱22%～47%，具體視遮陽設施的構造情況而定。而對玻璃表面上升的熱空氣有阻擋作用，不利散熱，因此在遮陽的構造設計時應加以注意。

3、遮陽的形式及構造設計

根據地區的氣候特點和房間的使用要求，可以把遮陽作為永久性的或臨時性的。永久性的就是在玻璃幕墻內外設置各種形式的遮陽板和遮陽簾，臨時性的就是在玻璃的內外設置輕便的布簾，竹簾，軟百頁，帆布蓬等。在永久性的遮陽設施中，按其構件能否活動，又可分為固定式和活動式兩種。活動式的遮陽可視一年中季節的變換，一天的時間變化和天空的陰晴情況，任意調節遮陽板的角度；在寒冷的季節，可以避免遮擋陽光，爭取日照。這種遮陽設施的靈活性大，使用合理，因此近年在國外的建筑中應用較廣。

就我國所處地理緯度來說，各種遮陽板基本形式適應及朝向范圍如下：

⑴水平式遮陽在玻璃前采用伸出重疊的平板這種形式的遮陽，能有效地遮擋太陽高度角較大的，從玻璃幕墻上方投射下來的陽光。故它適用于南向的玻璃幕墻建筑物。

⑵垂直式遮陽設于玻璃前之凸出板的垂直式遮陽，能有效地遮擋角度較小的，從玻璃窗側斜射進來的陽光。但對于角度較大的，從玻璃窗上面射下來的陽光，或接近日出、日沒時平射的陽光，它不起遮擋作用。故垂直式的遮陽主要適用于東北、北和西北向附近的玻璃幕墻建筑。

⑶綜合式遮陽綜合式遮陽能有效地遮擋高度角中等的，從玻璃窗前射下來的陽光。遮陽效果比較均勻，故它適用于東南或西南向的玻璃幕墻建筑。

⑷擋板式遮陽這種形式的遮陽，能有效地遮擋高度角較小的，正射窗口的陽光。故它主要用于東西向的玻璃幕墻建筑。

遮陽的效果除與遮陽形式有關外，還與構造設計有很大的關系，設計時要特別注意以下幾點：

⑴遮陽板面的組合與構造 在滿足阻擋直射陽光的前提下，可以有不同板面組合的形式，應該選擇對通風、采光、視野、構造和立面處理等要求更為有利的形式。

為了便于熱空氣的散逸，并減少對通風、采光的影響，常將板面做成百頁的或部分做成百頁的，或中間層做成百頁的。遮陽板可用鋁板，輕金屬或混凝土制作。

⑵遮陽板的安裝位置 遮陽板安裝的位置對防熱和通風的影響很大。例如將板面緊靠墻面布置時，受熱表面加熱而上升的熱空氣將受室外風壓作用導入室內。這種情況對綜合式遮陽更為嚴重，為了克服這個缺點，板面應該離開玻璃墻面一定的距離安裝，以使大部分熱空氣沿著墻面排走，且應使遮陽板盡可能減少擋風，最好還能兼起導風入室作用。

⑶材料與顏色 為了減輕自重，遮陽構件以采用輕質為宜。遮陽構件經常暴露在室外，受日曬雨淋，容易損壞，因此要材料堅固耐久。如果遮陽是活動式的，又要求輕便靈活，以便調節或拆除。材料的外表面對太陽輻射熱的吸收系數要小，設計時可根據上述的要求并結合實際情況來選擇適宜的遮陽材料。遮陽構件的顏色對隔熱效果也有影響。

4、遮陽系統智能化設計

現今高資訊科技化的社會，人們的生活形態已逐漸改變，創造高資訊科技化和人性化的生活空間與環境，己成為目前建筑物生產力與經濟效益外的另一項重要規劃設計課題。智能化建筑的室內環境的控制是以智能化的方式控制物理或以自動化的方式，以達到建筑物的安全、健康、節能、舒適與高效率的工作環境，智能化建筑不僅需要令各種設備系統的效能均處于最適化的運轉下，更需要使設備系統和空間的使用及構造材料，施工方法系統整體結合，充分考慮視覺、聽覺及觸覺和感覺感受，以滿足高性能及高感性的人性化設計。

建筑幕墻的遮陽系統智能化就是對控制遮陽板角度調節或遮陽簾升降的電機的控制系統采用現代計算機集成技術。目前國內外的廠商已經成功開發出以下幾種控制系統：

⑴時間電機控制系統這種時間控制器儲存了太陽升降過程的記錄，而且，已經事先根據太陽在不同季節的不同起落時間作了調整。因此，在任何地方，控制器都能很準確地使電機在設定的時間進行遮陽板角度調節或窗簾升降。并且還能利用陽光熱量感應器（熱量可調整），來進一步自動控制遮陽簾的高度或遮陽板角度，使房間不被太強烈的陽光所照射。

⑵氣候電機控制系統這種控制器是一個完整的氣候站系統，裝置有太陽/風速/雨量/溫度感應器。此控制器在廠里己經輸入基本程序，包括光強弱/風力/延長反應時間的數據。這些數據可以根據地方和所需而隨時更換。而“延長反應時間”這一功能使遮陽板或窗簾不會因為太陽光的小小改變而立刻做出反應。

5、結語

遮陽系統能夠實現節能的目的，需要靠它的智能控制系統，這種智能化控制系統是一套較為復雜的系統工程，是從功能要求到控制模式到信息采集到執行命令到傳動機構的全過程控制系統。它涉及到氣候測量、制冷機組運行狀況的信息采集、電力系統配置、樓宇控制、計算機控制、外立面構造等多方面的因素。智能遮陽系統的節能功效可以在設計階段就能被計算機推導軟件容易并可靠地計算出來。

參考文獻：

[1]景穎.玻璃幕墻外遮陽設計探究[J].山西建筑，2015，（04）