2009年12月的哥本哈根聯合國氣候變化大會引起世界各國的重視,在達成節能減排目標的共識的過程步履艱辛,那尊孤獨地站立在哥本哈根會場外、北歐冬天寒風里的冰雕北極熊的自我融化,啟示者氣候變暖的無奈,導讀著極地冰川、冰蓋加速融化的不爭事實。再看看我們身邊,2010年元旦,北京罕見的連降大雪還沒有融化,新疆60年不遇的大雪已鋪天蓋地,積雪厚達2米……,現實告訴我們,氣候逐年變暖導致的極端氣候現象,呼吁人們盡快行動起來,扼住導致全球氣候變暖的禍根 — 過度地能源消耗引起的CO2等溫室的排放引起的災難,已經擺在我們面前。我國城市能耗占全國能耗總量的85%,建筑能耗已經占到全國總能耗的28%。建筑能耗與節能潛力共存,低碳發展與可持續發展并進,節能減排與節能建筑同行,我們肩上的認為依然很重,建筑業節能減排、保護環境是我們義不容辭的責任。
1.建筑遮陽對節能建筑的積極作用
1.1 建筑遮陽是節能建筑的重要環節
外門窗是建筑圍護結構的重要組成部分,也是建筑能耗損失的薄弱環節。外窗具有觀望、透光、通風等功能,建筑遮陽與建筑外門窗的有機結合,提高了建筑圍護結構的熱工性能,也體現了以人為本的設計初衷和對室內熱環境和視覺舒適度起到積極的作用。目前,我國大多數建筑還沒有考慮到外窗的遮陽設施設計,而建筑遮陽對于綠色節能建筑起到的積極作用更是少有人問津?,F在應該是關注建筑遮陽問題的時候了。
1.2 建筑遮陽對環境保護和節能減排的貢獻
夏季強烈的太陽輻射是高溫熱量之源。大量太陽輻射熱從玻璃窗進入室內,使室溫增高,人們不得不在室內加大空調功率。空調負荷便主要用于排出進入室內的太陽輻射得熱。用空調器從室內“搬”到室外的熱量又加熱了建筑物外圍的空氣,眾多空調器的如此“搬運”形成了城市“熱島效應”,對局地氣候環境起著惡性循環的推動作用。把夏季強烈的太陽輻射熱阻擋在室外,而不是先讓熱量進入室內再用能量制冷低消后排到室外,建筑外遮陽就起到了關鍵作用。建筑外遮陽還具有通風功能,在遮擋太陽輻射熱和眩光進入室內的同時,為室內自然通風提供了條件,使室內得到了理想的熱舒適環境。
采用建筑外遮陽,為室內提供了理想的熱舒適環境,有利于提高工作、學習效率,人民生活環境質量得到提高;建筑外遮陽還可以減少空調的使用,有些北方地區的城市建筑可以大大減少甚至不適用空調,免去了空調費用,對節能減排的作用不可低估。
冬季夜晚的寒風是降低室內溫度的重要因素。我國北方單位建筑面積采暖能耗遠高于相同氣候條件下的發達國家,其中窗戶能耗太高是問題的關鍵,冬季窗戶耗能約占建筑采暖耗能的一半。我國北方大部分地區冬季,特別是冬季夜晚,冬季晝夜溫差大,溫度很低。室內采暖的大量熱量從保溫較差的玻璃窗戶逸出,造成室溫下降,供熱部門不得不增加采暖供熱量。冬季夜晚,采用具有防寒保溫作用的建筑外遮陽設施,加上遮陽簾與玻璃窗之間的空氣保溫層,可以對室內起到保溫作用。保溫性能提高約一倍。
建筑外遮陽還有保護私密性、避免眩光、降低噪音、防盜和裝飾作用等作用;免去了在外窗或陽臺安設防盜網的費用,還建筑物本身的風格,使小區甚至整個城市的市容整潔清新,體現了人居環境本來面目。
1.3建筑遮陽 對于削減電力高峰負荷作用值得重視
空調制冷用能已經成為我國夏季用電高峰的關鍵因素。每年夏季,空調的使用造成城市用電負荷高峰,約占當地總功率的1/3至40%,常導致拉閘限電。過高的電力高峰負荷,對于電站和電網設施的經濟運行和安全運行非常不利。過了兩三個月的夏季電力高峰時段,大量極端昂貴的電力設施又閑置不用,造成浪費嚴重。若采用遮陽設施,對于降低空調制冷能耗和削減電力高峰負荷都能夠起到積極的作用。
1.4歐盟組織對建筑遮陽在建筑能耗方面的調研統計
“歐洲遮陽組織”(The European Solar Shading Organization)于2005年12月發表了研究報告《歐盟25國遮陽系統節能及CO2減排》。據歐盟相關部門的統計:采用了建筑遮陽設施,就能夠有效降低建筑能耗,冬季采暖能耗降低10%、夏季制冷的能降低25%[1]。這些數字用另一組數字解讀,即為:減少了制冷能耗>3100萬噸油當量/年并減少CO2排放>8000萬噸/年;減少了采暖能耗>1200萬噸油當量/年并減少CO2排放>3100萬噸/年。這是令人鼓舞的數據,更是令人思考的數據。
歐洲各國十分重視對建筑遮陽方面的研究,不僅對不同地區的建筑采用遮陽對于減少空調和采暖的需求做了深入的研究計算,并且按照不同的建筑類型、主要朝向、用戶習性、窗戶種類、遮陽設施、氣候條件的多種典型情況進行組合,得出的制冷與采暖節能結果綜合數據。為建筑設計部門和遮陽生產企業提供參考。盡管建筑所處氣候區、典型建筑設計及遮陽設施各有不同,但是,設置遮陽對于減少制冷能耗需求的效果比減少采暖能耗需求的效果非常明顯。一般情況下,對制冷能耗來說,設置遮陽對緯度較低的地區能耗需求降低較多;對采暖能
耗來說,設置遮陽對緯度較高的地區能耗需求降低較多。
歐盟國家對于建筑遮陽產品標準也十分完善,過5年左右就會進行修改,遮陽標準中對于熱舒適和視覺舒適方面也有具體規定。
日照強烈的意大利,對于建筑外遮陽更是重視有致:沒有遮陽的建筑即便是出租都租不出去,更不要說購買了,根本沒有市場;而意大利的建筑外遮陽設施是與外窗的設計和制造是以工業化生產形式,在工廠同步完成的。這樣的遮陽產品,其壽命與外窗一致,需要維修和更換時,也十分方面,配套。其材質和色彩與建筑物保持一致,不影響建筑風格的體現。
2.建筑遮陽類型
在國外,特別是歐洲國家,建筑遮陽經過長期的發展,產品極為豐富。結果10多年的發展,我國建筑遮陽產品發展也十分迅速,產品門類、品種和款式方面與發達國家沒有太大差距,國外常用的遮陽產品,一般國內都有。
2.1 建筑遮陽方式
2.1.1外遮陽
一種在金屬外殼中填充硬泡聚氨酯、并在百葉條之間設計有通風間隔的建筑外遮陽活動金屬百葉卷簾,是可以安設于居住建筑和公共建筑上較理想的設施。建筑外遮陽把夏季灼熱的太陽輻射熱和冬季寒冷的北風阻擋在室外,有利于保持室內熱舒適度,對減低空調制冷和采暖能耗起到重要作用。但是在我國,不論是公共建筑還是居住建筑,使用外遮陽設施的范例還很少,1/2的采暖或制冷能源通過外門窗損失掉,同時失去的還有室內熱舒適和視覺舒適環境。
我國北京和南方一些大中城市,公共建筑利用結構作為外遮陽的遮陽方式已有一些,建筑師在設計建筑風格的同時,考慮到了建筑外遮陽,但為數不多。還有一些大型公共建筑是以考慮建筑風格或建筑造型的變化為主。
2.1.2內遮陽
內遮陽是設置在建筑開口部位內部(窗戶)的遮陽裝置的總稱,包括遮陽軟卷簾、卷簾百葉等。內遮的不足在于,當太陽輻射熱或寒風進入到室內,對室內的熱環境造成不良影響后,再使用能源將其“搬出”,實在是不劃算的。同時,使用內遮陽還應考慮在外窗設置一個通風窗口,把存在于外窗與內遮陽設施的熱空氣隨時“搬出”室外。
內遮陽使用在玻璃幕墻建筑,也會起到一些作用,但不僅保溫隔熱效果不理想,從外面看去,又像透明的建筑立面上補上了許多補丁,使人無可奈何。
2.1.3 中間遮陽
2.2 建筑遮陽產品類型
建筑遮陽品種可分為百葉簾、百葉窗、卷簾、遮陽篷、天篷簾、遮陽板(擋板、翻板)、花格等。其中百葉簾、百葉窗、卷簾都可以用于外遮陽或內遮陽;曲臂遮陽簾一般設在建筑門窗外側,以曲臂調節遮陽簾伸展程度;天篷簾多用于公共建筑屋頂天窗外側或內側,遮擋從玻璃天窗射入的太陽熱量,也常用于公共建筑中庭。
2.3 建筑遮陽產品材料
目前,用作建筑遮陽材料的有金屬、織物、塑料、木材和玻璃等。
有的織物面料在在從化學原材料拉絲制作纖維的過程中著色,其光照色牢度、耐氣候性、自潔防污性能都十分理想。還具有重量輕,易收放,色澤多樣價格低廉等優點。
塑料和玻璃材質的遮陽產品也越來越多地出現在遮陽市場。具有一定科技含量的塑料和玻璃材料,在多種造型、容易加工和回收再利用方面具有優勢。
2.4 遮陽產品操作方式
遮陽產品操作方式分為電動和手動。電動操作可以單控、群控、智能控制;智能控制的遮陽產品遮陽
3.對發展我國建筑遮陽的幾點啟示
建筑遮陽與建筑外門窗結合,是建筑圍護結構的重要組成部分。對于提高室內熱舒適和視覺舒適影響重大,對降低夏季制冷能耗降和冬季采暖能耗的貢獻十分顯著。建筑遮陽潛在的廣大市場空間和發展前景也十分可觀。
隨著科學技術的發展和人民生活水平的不斷提高,我國采暖和空調的使用越來越多。冬季建筑采暖從北方嚴寒和寒冷地區正在向夏熱冬冷地區推進;夏季空調制冷從南方地區也在不斷向北方甚至嚴寒地區發展。因此,我國建筑能源消耗也在不斷逐年增長。能耗增長的同時,對空氣污染和環境破壞已經從另一方面制約了我國經濟發展的步伐。采用建筑遮陽設施,在維護室內舒適度的同時,還降低了冬季采暖和夏季空調制冷的能耗,在北方夏季,甚至還可以少用或不用空調制冷;在南方冬季,甚至還可以少用或不用空調采暖,對于減低建筑能耗的確是一舉幾得的措施。
3.1 提高對建筑遮陽觀念的認識
采用建筑遮陽設施對節能減排的效果突出。提高對建筑遮陽的認識,積極倡導建筑遮陽十分重要。
我國建筑能耗的1/2是通過建筑外門窗損失掉的。歐盟相關部門的統計也表明,采用了建筑遮陽設施,能夠有效降低建筑能耗,冬季采暖能耗降低10%、夏季制冷的能降低25%。這些數據應該引起我們的重視。建筑遮陽與室內熱舒適環境和視覺舒適關系密切。有利于整潔市容。對節能減排、保護環境和可持續發展的貢獻不可低估。
政府高級官員、行業主管部委領導對建筑遮陽重要性的認識十分必要。把發展建筑遮陽作為國家節能減排、擴大內需和改善人民生活的一項重要的基本措施,把建筑遮陽與節能建筑結合起來,前景廣闊,大有作為。
3.2 設立專項課題對建筑遮陽進一步研究
應該抓緊對我國建筑遮陽現狀進行調查研究。研發適合我國各個不同氣候區建筑和典型建筑使用的、能夠普及和大量推廣的建筑遮陽技術和產品。找出適合的措施和方式,盡量少走彎路。比如,我國南方的建筑遮陽產品更應滿足通風的需求;北方的建筑遮陽產品更應滿足夜晚阻擋寒風的保溫需要。
建筑遮陽設計應該與建筑設計同步進行,根據具體情況采取建筑遮陽措施,分別研制出適用于公共建筑和居住建筑的建筑遮陽產品,并能夠與建筑風格匹配;建筑遮陽產品還應該與門窗設計部門結合,研制開發門窗產品與遮陽設施相結合的、便于維修更換的一體化產品、由工業化生產線生產,克服遮陽設施的安全隱患。
并根據建筑的具體情況,考慮采用外遮陽、內遮陽或中間遮陽措施;結合我國居住建筑高層和超高層居多的特點,研究出適用的、可以普遍推廣的建筑遮陽方式和措施;結合我國目前玻璃幕墻式建筑越來越多的現象,研發適合各種玻璃幕墻式建筑的遮陽技術和措施。
同時,要不斷創新,跟蹤世界最新前沿遮陽技術,研制高端遮陽產品,以期走到世界前列。
建設建筑遮陽示范項目。在不同氣候區的城市,對新建住宅、公共建筑以及既有建筑節能改造項目中,采用不同遮陽產品,特別應該采用活動外遮陽產品,作為示范項目,并進行技術經濟分析,檢測其節能及改善熱舒適的效果。
3.3 重視建筑遮陽標準和圖集的編制工作
我國建筑節能設計標準體系繼續完善、建筑遮陽標準的編制逐步受到重視,建筑遮陽標準也漸成體系,應該抓緊編制全國和地方的建筑遮陽標準圖集。政府主管部門應抓緊開發和研制出與不同建筑類型、功能配合的遮陽產品,使遮陽產品更快地為節能建筑結合,服務于室內舒適環境和節能減排的需要。
3.4 建筑遮陽是既有建筑節能改造的重要環節
隨著我國建筑節能工作的不斷深入,我國大量的既有建筑節能改造正在逐步展開,結合非節能窗的更換,安設遮陽設施,對于解決建筑外門窗能耗大這個薄弱環節是一種重要舉措。
3.5向發達國家學習先進的稅收政策
借鑒發達國家的先進稅收政策,并針對我國具體情況,對采取建筑遮陽措施使用者提供相應的優惠政策。比如,購買建筑遮陽設備、設施,減少稅收;對于在建筑遮陽技術方面有所創新的項目或課題予以相應的獎勵或鼓勵等。
歐洲國家采用遮陽設施百年尤存,比比皆是,必然有它存在的道理。 歐洲許多國家所地理位置和氣候條件均優于我國,尚且注重環境保護和能源消耗。我國幅員廣闊,氣候區繁多,氣候條件復雜,更應注意因地制宜地解決建筑的宜居性和內室熱舒適環境,把有限的能源高效率利用,減緩能耗負擔,即滿足我國國民經濟迅猛發展,又為人民群眾創建美好生活家園,為人們提供更加良好的生存和發展條件。
在這里我們重溫節能建筑的概念:在建筑的全壽命周期內,**限度地節約資源(節能、節地、節水、節材),保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。節能減排,為人們提供健康、舒適的生存空間是節能建筑的宗旨。低碳發展,保護環境是我們義不容辭的責任。讓我們行動起來,為創造更加美好的家園貢獻出我們的力量。