陳成績

[摘要]在超高層建筑中，智能遮陽系統(tǒng)已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用。它的應(yīng)用不僅給人們帶來了美觀舒服的環(huán)境，還對節(jié)能減排有很大的好處。所以，本文主要就關(guān)于遮陽系統(tǒng)的特點(diǎn)以及應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行簡單介紹。

文章編號：2095-4085（2015）02-0070-02

遮陽是建筑節(jié)能的有效途徑，通過良好的遮陽設(shè)計在節(jié)能的同時又可以豐富室內(nèi)的光線分布，還可以豐富建筑造型及立面效果。智能遮陽系統(tǒng)主要依靠它的智能控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。智能遮陽控制系統(tǒng)基于控制網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)下列功能：系統(tǒng)依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料和日照分析結(jié)果，對不同季節(jié)、日期、不同時段不同朝向的太陽仰角和方位角進(jìn)行計算。再由智能控制器按照設(shè)定的時段，控制不同朝向的百葉翻轉(zhuǎn)角度。通過屋頂設(shè)置的多方位陽光感應(yīng)器檢測晴天還是陰天。陰天，系統(tǒng)控制百葉水平打開;晴天，則按陽光自動跟蹤模式執(zhí)行，同時還根據(jù)大樓自身形體及周邊建筑的情況建立遮擋模型，將參考點(diǎn)每天的陰影變化計算出來，存儲在電機(jī)控制器里，再按照結(jié)果自動運(yùn)行。

1 遮陽百葉的簡介

現(xiàn)在的智能遮陽系統(tǒng)主要由三部分組成：電動機(jī)，百葉簾和遮陽控制體系?？刂企w系在整個智能遮陽系統(tǒng)中起著非常重要的作用，智能遮陽控制系統(tǒng)軟件包括計算機(jī)監(jiān)控軟件和智能節(jié)點(diǎn)控制軟件兩個部分。它和硬件配合著使用，根據(jù)系統(tǒng)外部環(huán)境的不斷變化，自動地對百葉簾進(jìn)行調(diào)整，即整體進(jìn)行升降操作。通過控制百葉簾，能夠有效地降低太陽的照射，能夠阻斷一部分強(qiáng)光的輻射，同時又能夠?qū)ψ匀唤绲墓饽苓M(jìn)行合理地應(yīng)用，減小其他能源的消耗。智能遮陽整個系統(tǒng)可以劃分為兩類，即感應(yīng)智能和人工電動這兩種控制方法。前者主要是通過系統(tǒng)的探頭感知太陽的高度以及光強(qiáng)程度實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整遮陽百葉簾的角度和位置等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)智能遮陽的效果。而后者則主要通過人為的調(diào)整，它是依據(jù)一天之內(nèi)光的照射方位以及光的強(qiáng)弱程度來人為地調(diào)節(jié)該智能系統(tǒng)的角度。

2 遮陽百葉的系統(tǒng)

該智能遮陽的系統(tǒng)是通過智能調(diào)控來實(shí)現(xiàn)的。目前應(yīng)用最多的控制系統(tǒng)主要能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：智能系統(tǒng)可以結(jié)合天氣情況對太陽光的強(qiáng)度進(jìn)行分析，然后根據(jù)時間和季節(jié)等變化的因素對太陽光進(jìn)行角度等方面的計算，而智能體系針對計算結(jié)果進(jìn)行控制遮陽百葉簾的方位以及角度等。建筑頂部的感應(yīng)系統(tǒng)可以很敏感的感應(yīng)出天氣情況，當(dāng)天氣為陰天時，系統(tǒng)會自動水平打開百葉，而若為晴天，陽光會進(jìn)行追蹤操作，并結(jié)合建筑本身的特點(diǎn)以及周圍的環(huán)境進(jìn)行遮擋，并將這些變化記錄并存儲，最后按照顯示的結(jié)果自動控制。

3 遮陽百葉的設(shè)計

3.1 太陽光自動跟蹤以及葉片的翻轉(zhuǎn)

目前能夠應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)在不同時期對陽光進(jìn)行角度和方位的計算，計算結(jié)果會直接存儲到相應(yīng)的控制器內(nèi)，該控制器會根據(jù)記憶自動地確定太陽光的位置，然后進(jìn)行預(yù)設(shè)角度來實(shí)現(xiàn)遮陽的目的。

3.2 太陽光的追蹤

（1）在建筑的立面設(shè)置一些參考點(diǎn)，結(jié)合該建筑物的特征來進(jìn)行分析;（2）利用軟件計算出每一個參考點(diǎn)在不同時期的方位和仰角;（3）對計算出來的結(jié)果進(jìn)行存儲，并自動運(yùn)行該控制器;（4）不斷翻轉(zhuǎn)葉片，在保證陽光不會直接射進(jìn)室內(nèi)的前提下，將角度盡可能的調(diào)大，這樣才能實(shí)現(xiàn)太陽光的反射，從而保證了視覺效果。

3.3 建筑物陰影的計算

在太陽光的照射下，建筑物會有陰影投射到旁邊的建筑物上，而周圍的高樓以及樹木等都會起到一定的遮擋效果。當(dāng)陰影照射的時候是不需要進(jìn)行遮陽處理的，因此需要調(diào)節(jié)遮陽板使其保持水平或者將其收起。

首先根據(jù)建筑物的特點(diǎn)畫出平面圖并建立模型，然后對每一個參考點(diǎn)的方位角以及仰角的計算值進(jìn)行應(yīng)用，并結(jié)合周圍建筑物的陰影和朝向來計算陰影在每時每刻的變化。對計算后的數(shù)據(jù)記錄在百葉控制器內(nèi)，并進(jìn)行自動存儲。根據(jù)結(jié)果可以知道哪些參考點(diǎn)處于陰影中，將這些存在陰影的參考點(diǎn)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)葉片使其保持水平，從而可以進(jìn)行更多的陽光。

4 遮陽百葉在超高層建筑中應(yīng)用的實(shí)

例——廣州發(fā)展中心大廈

廣州發(fā)展中心大廈建立于美麗的珠江河畔，作為廣州新城區(qū)的支柱建筑物，該建筑的設(shè)計簡單大氣、外形新穎、設(shè)備高端并且實(shí)用經(jīng)濟(jì)形成了一種非常獨(dú)特的建筑風(fēng)格。廣州發(fā)展中心大廈的建立應(yīng)用了智能遮陽，該系統(tǒng)是可以活動的、處于外部的一種金屬遮陽體系。廣州發(fā)展中心大廈是世界上第一個在超高層建筑中進(jìn)行安裝遮陽裝置的建筑物。在二十一世紀(jì)初期，國家就推行了關(guān)于建設(shè)節(jié)能的建筑物這種理念，在該理論的設(shè)計中對節(jié)能這個要求已經(jīng)進(jìn)行了應(yīng)用，設(shè)計師對各個方面的要求都進(jìn)行了嚴(yán)密的分析和計算，最終確立了一種最好的設(shè)計方案。該方案的設(shè)計思路大致為：根據(jù)建筑物的外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，采取智能遮陽，對室內(nèi)的光照按照要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的最終目的。

這個項目主要針對的是珠江地區(qū)的高層建筑物，應(yīng)用的遮陽構(gòu)件是鋁合金材質(zhì)的，設(shè)立在正方形結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)格中的豎向遮陽件能夠?qū)崿F(xiàn)光照的變化調(diào)節(jié)，遮陽板后部的結(jié)構(gòu)是玻璃幕墻，這種結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)形成強(qiáng)烈的比較，并朝向南北方向。廣州發(fā)展中心大廈的職能遮陽構(gòu)件主要應(yīng)用在第四到第三十三層之間，并且每一個網(wǎng)格中間都會設(shè)置三個智能遮陽板，并保持東西方向向外。智能遮陽板采用的是鋁合金材質(zhì)的遮陽葉片，這樣能夠保證有良好的視野范圍?？刂破鞯闹悄芸刂?，使得遮陽板可以結(jié)合建筑物的外部和內(nèi)在兩者的具體情況進(jìn)行自我調(diào)控，來滿足設(shè)計的要求。當(dāng)然人為地進(jìn)行控制也是可以實(shí)現(xiàn)的。

為了滿足太陽光的方位要求以及智能遮陽的功能實(shí)現(xiàn)，每一塊豎著的板的轉(zhuǎn)動方向都是不一樣的，西面和南面是順時針轉(zhuǎn)動，東面和北面是逆時針轉(zhuǎn)動。早上的時候，東面的板是關(guān)閉的，西面和南面的板開啟，到了正午的時候，南面的板是關(guān)閉著的，隨著太陽的不停轉(zhuǎn)動，到下午東、南、北三面的遮陽板都是半開半閉的情況，只有西面的板處于完全關(guān)閉狀態(tài)。

如果遮陽板處于閉合狀態(tài)，那么葉片就會處在玻璃的外部，這個時候室內(nèi)的景象是不會被遮擋的，而若遮陽板打開時，就會發(fā)現(xiàn)豎著的遮陽板和玻璃的立面相互垂直，從遠(yuǎn)處看，建筑物顯得非常典雅、大氣。

這座大廈從開始設(shè)計到建成用來五年時間，不僅采取了智能遮陽這種新型節(jié)能的調(diào)控方式，還使得超高層的中心大廈在外觀上不失高貴和美觀，同時又具有良好的經(jīng)濟(jì)價值。智能遮陽系統(tǒng)的成功應(yīng)用，對我國的經(jīng)濟(jì)和社會地位都有很大的意義，這種標(biāo)新立異的獨(dú)特設(shè)計，為超高層建筑帶了一個好頭，也為國家節(jié)能減排理念的實(shí)現(xiàn)做了很好的榜樣。

5 結(jié)語

遮陽板是建筑中的一個強(qiáng)有力的工具，對節(jié)能來說也是一個非常有效的途徑。通過智能化的遮陽板在超高層建筑實(shí)施中的應(yīng)用，對超高層建筑的立面以及整體外觀來說都是很有價值的。遮陽板控制系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域內(nèi)是不能缺少的，符合人們高層次的需求，達(dá)到最理想的效果。