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遮陽一體化窗結構分析及前景應用

來源:2016年會論文集  作者:劉洪昌 陳剛  日期:2016-4-7
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  摘要:本文就現(xiàn)階段國家和各地區(qū)節(jié)能指標及活動外遮陽(專指遮陽百葉簾)使用現(xiàn)狀為切入點,針對現(xiàn)階段建筑外遮陽在工程應用上一些弊端,闡述建筑外遮陽應用前景及遮陽一體化窗的結構設計要點。
  關鍵詞:遮陽一體化,保溫節(jié)能,一體化安裝,檢修與維護

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  引言:

  建筑外遮陽作為一個朝陽產業(yè),它是一種有效的建筑節(jié)能措施,并能夠改善室內光熱環(huán)境,降低建筑運行能耗,并能與建筑巧妙結合,使建筑的外表現(xiàn)力更加豐富。但在現(xiàn)階段而言,普通外遮陽在安裝及調試受其結構構造限制,在應用推廣方面仍阻礙重重。在這個前提下,遮陽一體化窗可極大的緩解方案與實施之間的矛盾。這將對各地區(qū)大力推廣外遮陽系統(tǒng)是一個很好的助力。

  1、建筑遮陽一體化實施意義

  遮陽一體化窗是與建筑物設計緊密連接到一起的。建筑遮陽工程應當與建筑物達到“四同步”,即同步設計、同步施工、同步驗收和同步投入使用。這樣既有利于外遮陽裝置與建筑物的良好結合,保證工程質量,并在新建建筑在投入使用時即可發(fā)揮作用。這勢必會對遮陽一體化窗有更高的要求。“四同步”同樣要求建筑遮陽工程的設計、施工與質量管理都要與建筑物緊密結合,以滿足其功能、性能要求,同樣滿足人感性上,也就是外觀觀感的要求。這些都是普通遮陽窗所不能完成任務。

  1.1兩種常見遮陽一體化窗

  本述遮陽一體化窗由鋁合金窗、活動百葉簾片、驅動電機及相關組件構成。市場上成熟遮陽一體化窗分為兩類:一種是將外遮陽裝置安裝在鋁合金邊框外(如圖1);另一種是將外遮陽裝置安裝在合金邊框內(如圖2)。下文將對這兩種遮陽一體化窗的結構進行分析。

 

  1.2.1 結構一遮陽一體化窗結構分析

  第一種結構安裝一般分為四種(如圖3),分別為外裝、內裝、暗裝及中裝。其中,外裝是安裝在洞口的外部,對室內采光無影響,無需對新建建筑或既有建筑改造的洞口進行改造。適用于已有或新建洞口的加裝;內裝是安裝在洞口內部,對室內采光無影響,適用于新建洞口的加裝,但土建施工時有構造和精度(詞條“精度”由行業(yè)大百科提供)的要求;暗裝是安裝在墻體洞口內部,對室內采光無影響,外立面外觀整齊統(tǒng)一,但需與在建洞口進行規(guī)劃設計,施工復雜,精度要求高;中裝是安裝在室外洞口內部,對采光有細微影響,無需對新建或既有建筑改造的洞口進行改造,適用于已建或新建洞口的加裝。

  在進行建筑遮陽設計、選用遮陽技術時,應對外門窗、遮陽設施等綜合考慮,進行一體化設計,在技術、構造接口、安裝洞口上事先做好預留。以上構造形式最大的問題是現(xiàn)場作業(yè)、安裝成本高,調試、保養(yǎng)、維護以及更換易損件的危險性高,成本高,甚至無法施工作業(yè)。

  由于現(xiàn)階段外遮陽控制一般采用電動控制(遙控器)或是智能控制(app軟件),若采用上述安裝方式,無論是外裝、內裝、暗裝還是中裝,本結構的檢修口均無完善的解決方案。其中,外裝形式,檢修口在室外;內裝、暗裝與中裝無檢修口。現(xiàn)階段外遮陽一體化窗中外遮陽系統(tǒng)的電機與簾片為易損件,一般的外遮陽一體化系統(tǒng)在使用前期比較好,但幾年之后,客戶投訴率逐年增加。所以好的遮陽系統(tǒng)在者慮滿足上述條件的前提下,盡可能提高使用壽命,降低使用成本。若該技術沒要系統(tǒng)的考慮后期的調試、檢修,以及維護和更換易損件的便利性,那么勢必會大大限制外遮陽一體化窗的應用與推廣。

  此外,該結構還存在一個大的弊端:窗與遮陽缺乏安裝節(jié)點上的配套上的設計,主要為洞口與外遮陽一體化窗的矛盾。在中國這方面的問題之所以突出原因在于門窗大多數(shù)都現(xiàn)場安裝,可以實現(xiàn)系統(tǒng)化,但沒有辦法實現(xiàn)模塊化或型號化。節(jié)點上面考慮不周全往往導致后續(xù)的現(xiàn)場產生矛盾,例如工期的延遲、衍生更多成本或者外觀效果不理想等問題。在此過程中,不可避免的出現(xiàn)設計、產品、施工各方向的協(xié)調配合。該結構四種安裝方式中,除外裝,其余均需要對洞口進行預先處理。但是現(xiàn)階段中國建筑施工上的粗放監(jiān)管,再加上門窗制作和外遮陽制作錯在一定的誤差,這樣大大增加了最后進場的外遮陽安裝的難度。國內現(xiàn)在實行現(xiàn)場安裝也是不得已,因為施工現(xiàn)場有太多的誤差,包括幕墻和門窗,都受制于建筑結構本身,而建筑本身又存在大的誤差,包括沉降、錯位和尺寸的偏差,都會導致現(xiàn)場安裝的錯位,這些關鍵點都是導致問題產生的因素。

  此外,上述結構的外遮陽系統(tǒng),罩殼部分由金屬構成,并為一個整體,結構中對金屬罩殼內普遍為填充發(fā)泡材料(如PE發(fā)泡(詞條“發(fā)泡”由行業(yè)大百科提供)EPDM發(fā)泡等)處理,并將該處理方式作為外遮陽罩殼的保溫處理。但實際上各種處理方式對薄弱的金屬罩殼卻無保溫措施,這必將會在金屬罩殼處形成熱橋,使得該處熱流密度較大,造成能量損失(主要針對暗裝與中裝)。

  1.2.2 結構二遮陽一體化窗結構分析

  第二種結構是將外遮陽系統(tǒng)整合到窗框內部,將外遮陽系統(tǒng)作為門窗的一個板塊進行考慮整合。此方式對采光有微弱影響,無需對新建或既有建筑改造的洞口進行改造,適用于所有洞口的加裝。對該結構遮陽一體化窗而言,首先是基于節(jié)能的考慮,再有一體化安裝的考量,這代表一種可行的方向。我們都知道中國很多門窗幕墻企業(yè)都發(fā)展成了大型、超大型企業(yè),所接觸的也往往都是一些超大規(guī)模的項目,這些項目實際上比較少的能運用外遮陽,因為它安裝、維修和維護都是一個無可避免問題。

  該結構將外遮陽作為門窗的部件進行模塊化設計處理,有效的避免了門窗洞口與門窗外遮陽加工誤差所造成的矛盾。由于是工廠內加工安裝,保證了門窗整體(包括外遮陽裝飾)的質量,可控性高,并且減少了外遮陽模塊的現(xiàn)場二次安裝,節(jié)約了建筑造價,提高了整窗質量,減少了交叉施工帶來的一系列質量問題,最重要的是后期的調試、保養(yǎng)、維護以及更換易損件都可以在室內進行操作,高效、快捷、方便、成本低、無高空作業(yè)帶來的高成本、高風險。“標準化洞口”作為門窗安裝洞口的一個努力方向,影響著我國門窗行業(yè)的發(fā)展進度。那么我們采用該方式的外遮陽一體化窗,由于對其洞口的通用性,實際上便于推廣外遮陽的大型項目實施。

  在后期的檢修與維護方面,該結構將檢修口從室外轉移到室內,使得后期的檢修與維護相當便利,也避免后期人員操作的危險性。

  在保溫節(jié)能方面,將罩殼分為兩個部分。室外側起固定安裝作用,室內側罩殼部分留作檢修口,并在室內側部分填充絕熱(詞條“絕熱”由行業(yè)大百科提供)的發(fā)泡材料,起到與室外隔熱(詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供)的作用。內外兩部分罩殼未直接連接,杜絕了熱橋的產生,對整個遮陽一體化的保溫節(jié)能是一個提升。此外,上述結構將外遮陽作為外窗的配套板塊處理,也考慮了整套系統(tǒng)的氣密性,從而使該結構較第一種方式也有了比較大的優(yōu)勢。

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