¿Sombra inteligente para edificios?
En el siglo XX, la ciencia y la tecnología de la construcción en el mundo avanzaron a pasos agigantados. La construcción de edificios se desarrolló rápidamente. El aislamiento térmico y la estanqueidad de las envolventes de los edificios en los países desarrollados han mejorado enormemente. A medida que la calefacción, el aire acondicionado y la iluminación se han mejorado día a día, la civilización arquitectónica humana ha logrado logros sin precedentes. Al mismo tiempo, la gente tiene que afrontar una serie de problemas graves, como el agotamiento de los recursos, la degradación ambiental, la destrucción ecológica y el calentamiento climático. Según las estadísticas, en China, un país en desarrollo, el consumo de energía de los edificios representa el 27,6% del consumo total de energía social. Con el desarrollo de la economía y la mejora de la calidad de vida de las personas, esta proporción seguirá creciendo.
Los edificios ecológicos que enfatizan el ahorro energético, la baja contaminación y el bajo consumo energético nacen como respuesta a las exigencias de los tiempos. China también ha promulgado una serie de leyes y políticas para establecer disposiciones claras sobre la conservación de energía en los edificios y la utilización racional de los recursos.
Con el desarrollo del auge de los muros cortina de vidrio en China, el año pasado el área total de muros cortina de vidrio del país superó los 6,5438 millones de metros cuadrados, y en los últimos años el área total de muros cortina de vidrio ha superado 3 millones de metros cuadrados. El muro cortina de vidrio metálico tiene las ventajas de ser liviano, no combustible, resistente a terremotos y de construcción rápida. Bajo la premisa de los edificios de gran altura, la protección contra incendios, la resistencia a los terremotos y la seguridad de la construcción en las ciudades modernas, se ha convertido en una tendencia imparable y se convertirá en la corriente principal del diseño de edificios de gran altura en el futuro. Los muros cortina de vidrio metálico pueden reducir la cantidad de acero y concreto utilizado en los muros exteriores de concreto tradicionales. Al reducir el uso de materiales de construcción que consumen mucha energía, es de gran ayuda para ahorrar energía y recursos. Además, los muros cortina de vidrio metálico son fáciles de reciclar y también pueden lograr fines de protección ambiental.
El muro cortina de vidrio es una estructura de envolvente exterior ampliamente utilizada en edificios modernos de alta gama. Es la parte más activa y sensible del intercambio y la conducción de calor del edificio, y representa de 5 a 6 veces la pérdida de calor de las paredes tradicionales. El consumo de energía de los muros cortina representa aproximadamente el 40% del consumo de energía de todo el edificio, por lo que el ahorro de energía de los muros cortina es extremadamente importante.
1. La necesidad de un parasol de muro cortina de vidrio:
El diseño de ahorro de energía de la envolvente del edificio está estrechamente relacionado con factores como la apertura de las ventanas, la orientación, el parasol y el aislamiento térmico. Materiales que afectan el consumo energético del edificio. El Laboratorio de Investigación Silaya de la provincia de Taiwán realizó un estudio sobre la estructura exterior de los edificios de oficinas en la provincia de Taiwán y analizó el consumo de energía de cada elemento de la estructura exterior. Los resultados son los siguientes:
Tasa de apertura de ventanas de ubicación, orientación del edificio, sombreado externo y coeficiente de sombreado del vidrio, valor Ui del vidrio, coeficiente de aislamiento de la pared exterior
Taipei 49.013. 338. 0.438+0.2 586858637
Se puede concluir de lo anterior:
1) La tasa de apertura de la ventana de la pared exterior es el factor más importante en el ahorro de energía de la pared exterior. y reducir la tasa del área de apertura de ventanas es el medio más importante de ahorro de energía. Sin embargo, a la hora de reducir el índice de apertura de ventanas, también debemos considerar garantizar una iluminación natural adecuada y eliminar la sensación de cierre psicológico.
Para los muros cortina de vidrio que persiguen la transparencia, los requisitos de ahorro de energía solo se pueden lograr reduciendo el área de las ventanas abiertas y fortaleciendo el diseño de aislamiento térmico de las áreas impermeables.
2) El sombreado externo y el sombreado del vidrio son el segundo factor importante en el ahorro de energía de las paredes exteriores. Tanto el material de vidrio como el sombreado externo afectan la tasa de sombreado, pero el efecto de instalar sombreadores externos, como parasoles y persianas, es mucho mayor que cambiar el material del vidrio. Como materiales de vidrio, puede elegir vidrio reflectante con alta reflectividad y vidrio que absorba el calor (solo el vidrio reflectante con una reflectividad demasiado alta causará contaminación por deslumbramiento).
3) El factor de orientación del edificio es el tercer factor más importante en el diseño de ahorro de energía de paredes exteriores (representa el 12%). Los muros cortina de vidrio de gran superficie deben protegerse de la exposición al este y al oeste. La longitud del edificio debe disponerse en dirección norte-sur.
En China, con el desarrollo de la economía de mercado, la conservación de energía en los edificios es una necesidad urgente para el desarrollo sostenible de la economía y la sociedad de nuestro país. La conciencia sobre la conservación de energía y la protección ambiental de las unidades de construcción y de diseño también aumenta constantemente, y los requisitos de ahorro de energía para los muros cortina de vidrio también aumentan constantemente. En esta etapa, las principales medidas para mejorar el rendimiento del aislamiento térmico de los muros cortina de vidrio son las siguientes:
1) Utilizar tecnologías de procesamiento de vidrio como vidrio revestido, vidrio LOW-E, vidrio reflectante del calor y Vidrio aislante para reducir la pérdida directa de luz solar a través de la radiación del vidrio.
2) Adoptar tecnologías de aplicación de materiales de alta resistencia al calor, como materiales compuestos de aluminio y plástico y perfiles de puente térmico.
Las medidas de aislamiento térmico anteriores son simples en principio y reducen en gran medida el coeficiente de transferencia de calor de la estructura del muro cortina de vidrio. Estas medidas de ahorro de energía se utilizan ahora ampliamente en los edificios. Aunque las medidas de sombreado pueden lograr un mejor aislamiento térmico y ahorro de energía en edificios con muros cortina de vidrio, actualmente los actores nacionales no prestan suficiente atención a esto. Un edificio con un muro cortina de vidrio mal diseñado puede consumir cuatro veces más energía de aire acondicionado por año que un edificio promedio con muros exteriores de concreto. La vida útil del muro cortina de vidrio es de 50 años y el efecto de ahorro de energía es mucho mejor que el de los aires acondicionados, refrigeradores, calderas, etc., con una vida útil más corta. Por lo tanto, el ahorro de energía de los edificios con muros cortina de vidrio es más importante que el de otros productos de construcción. Por lo tanto, el desarrollo de tecnología de sombreado para muros cortina de vidrio es también la herramienta de ahorro de energía con mayor potencial.
Además, en el diseño arquitectónico, cuando el edificio cumple las siguientes condiciones (las habitaciones con altos estándares de construcción son solo 1 o 2), se deben tomar medidas de sombra:
1) El la temperatura del aire interior es superior a 29 ℃;
2) Cuando la intensidad de la radiación solar es superior a 240 kcal/m;
3) La profundidad de la luz solar interior es superior a 0,5 m
4) Luz solar interior El tiempo excede 1 hora;
Tomar medidas de protección solar no solo es un medio necesario para el diseño de ahorro de energía de los edificios con muros cortina de vidrio, sino también un medio necesario para lograr estándares más altos. Diseño de edificio con muro cortina de vidrio.
2. El papel y el efecto de la sombrilla
Dado que el muro cortina de vidrio está compuesto de estructuras de vidrio y metal, la superficie de vidrio tiene un fuerte intercambio de calor y una alta tasa de transferencia de calor, lo que tiene un gran impacto en las condiciones térmicas interiores. En verano, la luz del sol que entra en la habitación a través del cristal es la principal causa del sobrecalentamiento interior. Especialmente en las zonas cálidas del sur, si el cuerpo humano vuelve a exponerse a la luz solar directa, se sentirá caliente e incómodo.
La instalación de un sistema de protección solar en el muro cortina de vidrio puede minimizar la luz solar directa y evitar el sobrecalentamiento interior. Es una de las principales medidas para la protección térmica del edificio en zonas cálidas. Después de instalar el parasol, tendrá las siguientes funciones y efectos:
1) El impacto de la sombra sobre la radiación solar. El rendimiento del aislamiento térmico de la envolvente del edificio se ve afectado por muchos factores, entre los cuales el coeficiente de sombreado es el indicador más influyente. En general, el coeficiente de sombreado está controlado por las características del propio material y del entorno. El coeficiente de sombreado es la relación entre el calor radiante solar que pasa a través de un recinto con medidas de sombreado y un recinto sin medidas de sombreado. Cuanto menor sea el coeficiente de sombreado, menor será el calor de la radiación solar que pasa a través de la estructura protectora exterior y mejor será el efecto de protección térmica. Los coeficientes de sombreado de las ventanas principales en Guangzhou son del 17% en el oeste, del 45% en el sur y del 60% en el norte. Se puede ver que la sombra juega un papel importante en la protección del calor de la radiación solar, especialmente en los edificios con muros cortina de vidrio.
2) El impacto de la sombra en la temperatura interior. La sombra tiene un efecto significativo para evitar que aumente la temperatura interior. Las observaciones experimentales en una habitación orientada al oeste en Guangzhou muestran que la diferencia máxima de temperatura ambiente con o sin sombra es de 2°C, y la diferencia de temperatura promedio es de 65438±0,4°C. Además, cuando hay sombra, la amplitud de la temperatura ambiente es pequeña, el tiempo de temperatura ambiente máxima se retrasa y el campo de temperatura interior es uniforme. Por lo tanto, la sombra puede reducir la carga de refrigeración de las habitaciones con aire acondicionado, por lo que la sombra es una de las principales medidas para ahorrar energía en edificios con aire acondicionado.
3) El impacto de las sombras en la iluminación. Desde la perspectiva de la iluminación natural, las medidas de protección bloquearán la luz solar directa, evitarán el deslumbramiento, harán que la distribución de la iluminación interior sea más uniforme y ayudarán al funcionamiento normal de la visión. Para el entorno circundante, el sombreado puede dispersar la luz reflejada del vidrio del muro cortina de vidrio (especialmente el vidrio revestido) y evitar la contaminación lumínica causada por el reflejo del vidrio en áreas grandes. Sin embargo, debido al efecto de sombra, la iluminación interior se reducirá, lo que es aún más desventajoso en los días de lluvia. Por lo tanto, el diseño del sistema de protección solar debe considerar plenamente cumplir con los requisitos de iluminación natural interior tanto como sea posible.
4) El impacto de las sombras en la apariencia del edificio. En general, se cree que el diseño de los muros cortina de vidrio solo puede ser plano y es imposible diseñar sombrillas externas y otras instalaciones de protección solar. Sin embargo, en muchos casos extranjeros se puede encontrar que los muros cortina de vidrio metálicos se pueden diseñar con metal liviano. placas en hermosas formas de sombrillas, convirtiéndose en una parte interesante de la forma arquitectónica. Con la aparición de los muros cortina de vidrio, el sistema de parasoles forma un efecto de luces y sombras en la pared de vidrio, reflejando el efecto estético del arte arquitectónico moderno.
Por eso, en la comunidad arquitectónica europea, el sistema de sombreado exterior siempre se ha utilizado como elemento activo de fachada, e incluso se le llama forma de doble fachada. Una capa es la fachada del edificio en sí y la otra capa es la forma de fachada de protección solar dinámica. Esta imagen arquitectónica "dinámica" no se debe a las necesidades de moda de la fachada del edificio, sino a una nueva forma arquitectónica moderna producida por la tecnología moderna para resolver las necesidades humanas de conservación de energía en los edificios y disfrute de la naturaleza.
5) El impacto de la sombra en la ventilación interior. Las instalaciones de sombrillas tienen un cierto efecto de bloqueo sobre la ventilación de la habitación. Cuando se abren las ventanas para ventilar, la velocidad del viento interior se reducirá entre un 22% y un 47%, dependiendo de la estructura de la instalación de sombra. Sin embargo, tiene un efecto de bloqueo sobre el aumento de calor en la superficie del vidrio y no favorece la disipación del calor, por lo que se debe prestar atención al diseño estructural de la sombrilla.
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