在当今建筑设计中,如何有效利用自然资源以达成节能目标,是设计师们面临的重要课题。遮阳系数(Shading Coefficient,简称 SC)便成为其中一个关键指标。这个系数不仅影响光线的进入,更决定了建筑的能源效益,尤其是在运用太阳能的环境中,更是不可或缺的一部分。
太阳增益(Solar Gain)是指一个空间因吸收太阳辐射而产生的热能增加,对建筑物的温度控制影响深远。
遮阳系数是一种衡量建筑用玻璃单元(如窗户)辐射热性能的指标。它的定义为,在特定波长和入射角下,通过玻璃单元的太阳辐射与经典无边框3毫米(0.12英寸)的清浮法玻璃所通过的辐射之比。这意味着,越低的遮阳系数数值显示出该窗户对于太阳热能的遮蔽能力越强,进而透过控制进入的热量以维持室内的舒适度。
美国的热能、制冷及空调工程师学会(ASHRAE)以及全国窗户评级委员会(NFRC)已制定标准,用于计算和测量这些值。这些标准对于设计和选择窗户及门,是通过理解吸收和传递太阳热量的过程来优化能源使用。
过度的太阳增益可能导致空间过热,然而在需要热量的情况下,它也可以作为被动的加热策略运用。
在建筑设计中,窗户被认为是最常探讨的太阳增益控制元素。遮阳系数不单是技术上的数值,还反映了窗户在不同环境中对于热能的操控能力。在设计过程中,窗户的颜色、色调和反射涂层等因素皆会影响这些性能数值的变化。
另外,窗户的整体性能更由一种更先进的指标——太阳热增益系数(Solar Heat Gain Coefficient,简称 SHGC)所取代。 SHGC量测的是通过整个窗户组件所进入建筑的太阳辐射的比例,这比仅仅测量玻璃的遮阳系数要准确得多。
被动式太阳加热设计策略旨在最大程度地提升建筑的太阳增益,当然,这不仅限于靠窗户进入的光线。这种方法通常使用朝向赤道的大型窗户,以提高冬天的热增益,并且在夏季使用遮阳装置,例如悬挑和百叶窗,减少太阳直射。
「环境适应的设计方法使得建筑具有更好的能量效率,进而达成节能目标。」
在热带或亚热带气候中,由于潜在的过热情况,控制无法控制的太阳增益至关重要。为了降低过热所带来的影响,多种技术已经被开发出来以达到此目的。低发射率的涂层技术被广泛应用,使建材能够反射更多的短波红外线,同时仍保持较高的可见光透过率。
为了在当今建筑能效要求日益提高的情况下,理解和运用遮阳系数的原理无疑是设计师面临的一大挑战。正确的窗户设计和选择将能有效影响整体的能源使用效率。在思考未来的建筑时,我们是否能够更好地调和环境与设计之间的关系,以达成可持续的发展呢?