外遮陽卷簾在新建建筑中的優化設計

呂正飛 張朝暉

一、外遮陽的發展趨勢

隨著全球氣候的變暖，世界各國對建筑節能的關注程度正日益增加。人們越來越認識到，節能建筑成為建筑發展的必然趨勢。

2009年底哥本哈根聯合國氣候變化大會召開前夕，中國政府作出鄭重承諾：中國到2020年將實現單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。減排目標與經濟發展相結合是大勢所趨。中國近期的目標主要是以拉動內需和實現 “十一五”節能減排的目標為重點；從長遠看，則要把環保節能產業培育成新的支柱產業。毫無疑問，打造環保節能產業正是進一步推進節能減排的著力點，如此既能促進經濟增長目標的實現，又將帶動產業格局的變化，使得結構優化邁出實質性步伐。節能減排是2010年及今后各級政府的工作重點。

目前國內建筑采暖、通風、空調和照明總能耗占社會總能耗的27%，與氣候條件接近的西歐和北美國家相比，我國住宅單位采暖要多消耗2至3倍的能源。隨著國家 “十一五”建設資源節約型社會的推進和節能減排的深入，建筑節能受到空前重視。而建筑能耗中通過門窗損失的能耗占全部建筑能耗的40%~50%，因此門窗的選擇對于節能至關重要。

門窗是建筑節能的關鍵部位，應用外遮陽卷簾可以減少陽光照射和輻射，起到隔熱效果。

2008年9 月，江蘇省建設廳發布文件，強調江蘇省民用建筑應全面采用復合卷簾式等建筑遮陽技術，這既是環保節能的政策，也是外遮陽卷簾行業興旺的良機。在歐洲，每年的市場容量為一千六百萬套；在德國，每年的市場容量為五百萬套；在中國，外遮陽卷簾窗普及的比例還不到2%，巨大的財富機遇在政策令的推動下躍然呈現，外遮陽卷簾行業呈現出前所未有的發展機遇。

隨著國家節能措施的不斷出臺，擁有保溫隔熱性能的外遮陽卷簾產品已在民用建筑中廣泛應用。國內許多大城市已開始在建筑中安裝外遮陽卷簾。江蘇地區：南京朗詩、天水濱江、銀城西堤國際、弘瑞第七大道、揚州帝景藍灣；山東地區：濟南太陽樹、濟寧興唐國翠等。

二、外遮陽卷簾型材的構成

1.外遮陽卷簾是優質鋁合金帶材經雙層輥軋成型，采用精密的生產工藝及制造技術生產而成。表面經多層烤漆處理，具有優良的抗劃傷性能，抗腐蝕、不腐朽、耐磨、抗敲打、抗撞擊。中間填充不含碳氟化合物的聚氨酯環保絕熱發泡材料，能夠有效地消除噪音、保溫隔熱、提高型材的抗彎性、并可防止冷凝水的出現。

2.卷簾型材所選用的硬質聚氨酯 （PU）發泡具有優良性能：重量輕、絕熱效果好、機械強度高、易成型、粘接性能好。一般發泡密度應≥40 kg/m3。

三、外遮陽卷簾優化設計

1.熱工設計

（1） 簾片選擇

簾片宜選用淺色鋁制材料，因為同樣遮陽設施中淺色鋁制簾片太陽輻射熱透率最低。依據是JGJ134-2001《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》：夏季透過窗戶進入室內的太陽輻射熱構成了空調負荷的主要部分，設置外遮陽是減少太陽輻射熱進入室內的一個有效措施。冬季透過窗戶進入室內的太陽輻射熱可以減小采暖負荷，所以設置活動式外遮陽是比較合理的。常用遮陽設施的太陽輻射熱透率 （%）見下表：

窗簾內遮陽 活動外遮陽外窗類型 淺色較緊密織物顏色緊密織物鋁制百葉卷簾（淺色）金屬或木制百葉卷簾（淺色）單層普通玻璃窗：3～6mm 45 35 9 12單框雙層普通玻璃窗6+6mm 42 35 13 15

（2） 空氣間層

最大限度獲得保溫效果，應將卷簾窗安裝于玻璃窗的外部，同時要保證在玻璃窗和卷簾窗之間留有空氣間層。依據GB50176-93《民用建筑熱工設計規范》中空氣間熱阻值列表可知空氣間層60mm以上時熱阻值最大，保溫性就最好。但由于受建筑結構墻體厚度限制，玻璃窗和墻體之間距離宜為60mm~100mm為最佳。

（3） 密封性

為了得到理想的保溫效果，還應該注意結構的密封性。

——卷簾板閉合的密閉性 （簾片的鉤型，下限位的調整保證簾片間的閉合）；

——卷簾板與卷簾罩殼接觸部分的密閉性；

——導軌處的密閉性 （毛條密封條，根據特殊要求可采用雙排四毛條結構，見圖1）；

——導軌與墻體結合的緊密性 （密封膠將兩者密封嚴實）；

——卷簾窗座條與窗臺的密閉性； （座條密封條，見圖2）；

——若采用暗裝形式，卷簾收卷處作好保溫，防止熱橋部位散熱。

圖1 雙排毛條導軌

圖2 帶密封條的座條

2.抗風性設計

簾片外表面有橫紋設計和中間填充聚氨酯發泡增加了簾片的抗彎性。在低層建筑中1800㎜×1800㎜窗型完全滿足風荷載設計要求。隨著國家節能政策推出，外遮陽卷簾的廣泛應用，高層建筑也開始大量安裝外遮陽卷簾。以目前外遮陽卷簾安裝較多的江蘇南京地區33層處風荷載計算為例，高層的風荷載正壓為1.62kPa（kN/m2），負壓為-2.16kPa （kN/m2）。

風荷載計算公式： wk＝βgzμsμzw0

式中：wk——風荷載標準值 （kN/m2）；

βgz——高度z處的陣風系數；

μs——風荷載體型系數；

μz——風壓高度變化系數；

w0——基本風壓 （kN/m2）。

南京地區基本風壓w0=0.40kN/m2；

離地面33層高度z（m）：99.0；

地面粗糙度類別:C類，指有密集建筑群的城市市區；

μz=1.69；

βgz=1.60；

當正風壓時，若μs=1.5

wk＝βgzμsμzw0

=1.60×1.5×1.69×0.40

=1.62kN/m2

當負風壓時，若μs=-2.0

wk＝βgzμsμzw0=-2.16kN/m2

=1.60× （-2.0） ×1.69×0.40

=-2.16

目前外遮陽卷簾市場上最流行的窗型簾片是SX42型，而其1800㎜×1800㎜窗型經國家建筑工程質量監督檢驗中心檢測最大抗風壓值為1KPa。由上計算可知普通方案風荷載根本不能滿足高層處風壓要求。在歐洲高層建筑很少用遮陽卷簾，抗風性無經驗可借鑒，因此需要對卷簾窗結構抗風性進行設計，需要有防風措施。

防風型側扣及防風型導軌就應運而生。防風側扣材質采用尼龍6，防風側扣頂端有凸起端頭，防風導軌在其運行槽中加一開口型的側扣防風槽；防風型側扣與簾片間通過三個鉚釘三角形分散開連接在一起，增加其連接強度；側扣頂端的凸起端頭在防風導軌防風腔中運行，當有風壓作用在簾片上時，因側扣凸起端頭尺寸大于導軌防風槽開口處的間距尺寸，簾片不易從導軌內脫出，有效提高整體的抗風性。見圖3通過試驗分析該種結構已滿足高層建筑的風荷載要求。

3.建筑結構設計

圖3 外遮陽卷簾防風結構

（1）首先要與新建建筑物外形線條、顏色等風格相協調。要將外遮陽卷簾充分融入建筑物中，達到遮陽效果的同時也要起到錦上添花的作用。

（2）對于新建建筑墻體厚度適中來說，外遮陽卷簾的安裝宜采用暗裝結構形式。進行建筑結構安裝節點設計時，暗裝形式時要留夠足夠的安裝空間，同時預留卷簾驅動用穿墻管道，并注意與土建工程的配合，還要預留卷簾檢修口（見圖4）。

圖4 暗裝形式

（3）不宜采用暗裝的新建建筑可選用卷簾中裝或外嵌裝的安裝方式。若外開玻璃窗應保證安裝卷簾后不影響玻璃窗的開啟（見圖5、圖6、圖7、圖 8）。

圖5 中裝形式1

4.驅動方式可靠性設計

外遮陽卷簾的驅動方式有皮帶驅動，曲柄搖桿，管狀電機可供選擇。手動驅動裝置的手動啟閉力不應大于98N，管狀電機應有過熱保護、行程限位等功能。

圖6 中裝形式

圖7

在正常使用條件下 （環境溫度為-10℃～50℃、相對濕度不大于90%），以開啟至關閉循環為一次，外遮陽卷簾反復啟閉次數不應少于7000次（大約10年）。

圖8 外嵌裝

四、結束語

外遮陽卷簾以其諸多的優點帶來了高的綜合效益，得到了用戶、社會、國家的充分肯定。作為一次性投入，終生享用的產品，需要對其優化設計，應滿足熱工設計、抗風結構設計、建筑設計等要求才能進行安裝。