建筑师的长期做法是利用建筑金属作为阳光元素来减少眩光,提高建筑物内部的经验质量,当然,以减少热量增益。bob8800通常,这些设计以三种不同的方式进行处理:

  1. 与窗户上的地面平行
  2. 平行于窗户的阳光
  3. 垂直于窗户的阳光。
但是,这些阳光元素在减少热量增益方面有多有效?

为了回答这一点,Amico建筑金属系统保留了bob8800RWDI一家国际气候工程和环境咨询公司,专门了解建筑和自然环境如何使用数字模拟进行独立研究,以量化与立面平行的日光灯变化的量化。

研究假设和设置

首先,重要的是要了解,每栋建筑物都会有不同的变量,以影响热增量结果(窗户方向,当地天气
图案等)因此,结果会根据您的独特设计而有所不同。这项研究的目的是查看是否可以观察到热增加的重大变化
在通用条件下。

对于此模拟,我们进行了以下变量定义:

  • 结构:假设的数字建筑物为32'x 32',仅1侧窗墙。
  • 内部属性:地板,天花板和墙壁基于北美启发工程协会(IESNA)定义的LM-83标准
  • 位置和天气模式:该建筑工地使用典型的气象年份定义为洛杉矶。这是一个行业标准的文件,提供了气候数据的合成年份,每个月和一年的各种参数的统计数据
    总体而言,可以根据长期记录视为“典型”。它定义了许多变量,但包括白天的时间,空气温度,
    典型的云盖等
  • 环境:没有假定周围的建筑物
  • 方向:结构是定向的,因此窗墙正朝向南。
  • 窗口大小:连续6'7“ x 29’6”
  • 窗口效率:该窗口的太阳热增益系数为0.46,这是一种常见的性能。

对于阳光,Apex01样式网格用于水平钻石开口。这是Amico最受欢迎的材料之一,也有
最大的视觉开放(46%开放);这意味着它将为建筑物内的乘员提供最开放的视觉体验,并阻止我们任何材料的最少的光(以及热量)。阳光被定义为哑光灰色聚合物涂漆。

仿真细节:

模拟使用ClimateStudio软件使用行业标准辐射渲染程序运行,并涉及双向散射分布函数(BSDF)的计算,该功能允许任意复杂的几何形状的传​​输和反射特性
数学定义。这是研究日光,太阳热量和建筑能源使用的常见方法,因为它可以有效
太阳能特性的计算无需几何模型。然后安排模拟以测量每个
在整整一年的整个过程中,每小时都在房间里指向房间。

可视化模拟32“ x 32”结构,朝南面
窗口和1/3英寸覆盖Apex01材料
APEX01铝肖像取向

仿真结果:

当放置在窗户的5英尺范围内时,使用扩展的网格作为阳光呈阳光,并预测了有意义的热量增益。

例如,当Apex01扩展的网格面板覆盖66%的窗口时,减轻了45%的热量增益。图1总结了在各个窗户覆盖层的各个级别下预测的热量减少。
这种关系显示了产品所覆盖的窗户区域的比例与太阳热增加的百分比之间的线性关系,如图2所示。Apex01材料的窗户覆盖率的百分比。

*基于Apex01的数字模拟计算的结果
图1
图2
图3

解释结果:

为了浏览解释过程,我们将使用SJ Quinney法学院大楼的犹他大学从Smithgroup那里进行研究。该建筑物设计在3个故事中的大型朝南墙壁上,Amico的Apex03扩展了网眼,覆盖了大约66%的窗台。

如果我们要采用该建筑计划并在洛杉矶建造副本,我们可以了解与扩展的网状阳光相关的实际节省?

为了进行这些计算,我们将假设以下内容:

  • HVAC性能系数(COP)= 4
  • 朝南面积有9,000平方英尺的窗户,处于0.46太阳热增益系数
  • 加利福尼亚的电力成本为每千瓦时0.25美元
  • 加利福尼亚的PG&E每千瓦时生产约0.542磅的二氧化碳

知道该建筑物的南面是Apex03的66%,我们的热量增益模型估计,网眼每年消除每年15.72 kWh的玻璃进入建筑物,或每年总共141,513 kWh。根据加利福尼亚的电气成本,Apex03网格立面将为所有者节省35,378美元/年的HVAC能源使用。假设建筑物所有者将每20年翻新每20年的建筑物外墙,那么扩大的网状立面将在防晒霜的生命中节省超过707,000美元的所有者 - 不仅仅是为自己付费。这种电源节省也将防止估计每年发射76,700磅的二氧化碳,或在屏幕寿命中发射超过150万磅的二氧化碳。将其置于背景下,这相当于防止每年燃烧111,000磅的煤炭在立面上的一生中大约230万磅。

从SJ Quinney方案中,美元和二氧化碳节省的完全分解,鉴于不同的网格样式和覆盖范围的数量。
图4

影响建筑师的设计过程

除了所有原始数字和计算之外,扩展的网眼阳光如何影响建筑师的设计过程?

提高的乘员满意度:
为设施的所有用户最大化公平访问日光很重要。扩展的网格可以是一种日光控制工具,它仍然可以使自然光深入空间。研究表明,日光直接影响给定空间用户的福祉,生产力和整体满意度。扩展的网格可以在该光的设计和控制中发挥重要作用,即使为设计师提供了通过减少眩光来确保质量的工具。

照明设计:
扩展的网眼防晒霜可以打开设计的可能性,其中包括大型膨胀的朝南窗户,这些窗户向设施提供一致,充足的自然光线,进一步驱动电气照明负载,同时仍保持平衡和控制热量增益。

增加对Windows的访问:
对于市政当局或项目规格限制能源使用和驱动设计决策的计划,扩展的网眼防晒霜可以是在设计中部署更多窗口的解决方案,并创造了一个更开放和令人愉悦的环境,以使用户居住,同时最大程度地减少热量增益,否则可以驱动驱动器下窗口计数。