在當今建築設計中,如何有效利用自然資源以達成節能目標,是設計師們面臨的重要課題。遮陽係數(Shading Coefficient,簡稱 SC)便成為其中一個關鍵指標。這個係數不僅影響光線的進入,更決定了建築的能源效益,尤其是在運用太陽能的環境中,更是不可或缺的一部分。
太陽增益(Solar Gain)是指一個空間因吸收太陽輻射而產生的熱能增加,對建築物的溫度控制影響深遠。
遮陽係數是一種衡量建築用玻璃單元(如窗戶)輻射熱性能的指標。它的定義為,在特定波長和入射角下,通過玻璃單元的太陽輻射與經典無邊框3毫米(0.12英寸)的清浮法玻璃所通過的輻射之比。這意味著,越低的遮陽係數數值顯示出該窗戶對於太陽熱能的遮蔽能力越強,進而透過控制進入的熱量以維持室內的舒適度。
美國的熱能、製冷及空調工程師學會(ASHRAE)以及全國窗戶評級委員會(NFRC)已制定標準,用於計算和測量這些值。這些標準對於設計和選擇窗戶及門,是通過理解吸收和傳遞太陽熱量的過程來優化能源使用。
過度的太陽增益可能導致空間過熱,然而在需要熱量的情況下,它也可以作為被動的加熱策略運用。
在建築設計中,窗戶被認為是最常探討的太陽增益控制元素。遮陽係數不單是技術上的數值,還反映了窗戶在不同環境中對於熱能的操控能力。在設計過程中,窗戶的顏色、色調和反射塗層等因素皆會影響這些性能數值的變化。
另外,窗戶的整體性能更由一種更先進的指標——太陽熱增益係數(Solar Heat Gain Coefficient,簡稱 SHGC)所取代。SHGC量測的是通過整個窗戶組件所進入建築的太陽輻射的比例,這比僅僅測量玻璃的遮陽係數要準確得多。
被動式太陽加熱設計策略旨在最大程度地提升建築的太陽增益,當然,這不僅限於靠窗戶進入的光線。這種方法通常使用朝向赤道的大型窗戶,以提高冬天的熱增益,並且在夏季使用遮陽裝置,例如懸挑和百葉窗,減少太陽直射。
「環境適應的設計方法使得建築具有更好的能量效率,進而達成節能目標。」
在熱帶或亞熱帶氣候中,由於潛在的過熱情況,控制無法控製的太陽增益至關重要。為了降低過熱所帶來的影響,多種技術已經被開發出來以達到此目的。低發射率的塗層技術被廣泛應用,使建材能夠反射更多的短波紅外線,同時仍保持較高的可見光透過率。
為了在當今建築能效要求日益提高的情況下,理解和運用遮陽係數的原理無疑是設計師面臨的一大挑戰。正確的窗戶設計和選擇將能有效影響整體的能源使用效率。在思考未來的建築時,我們是否能夠更好地調和環境與設計之間的關係,以達成可持續的發展呢?