摘 要:智能遮阳系统运用在智能建筑中,不仅为人们提供舒适的室内环境,而且在节能方面也有突出贡献。本文简要介绍了智能遮阳系统的概念、特点、系统组成及设计步骤等,并通过部分国内外建筑智能遮阳系统设计的实例,为读者在智能遮阳系统设计时提供
Keywords:intelligent sunshading system; intelligent building; energy conservation
如今建筑的室内外环境是以智能化的或以自动化的方式控制,以达到建筑物的安全、节能,当暖通和照明系统的智能化逐渐被人们接受时,遮阳系统智能化的诸多优点却被忽略。智能遮阳系统是建筑智能化系统不可或缺的一部分,作为能改善建筑室内环境、提高建筑居住质量的遮阳系统,其智能化将是建筑智能化系统最新和最有潜力的分支,也将为节能做出巨大贡献。
1智能遮阳百叶的概念及特点
不同与老式遮阳系统,智能遮阳系统通常是由遮阳百叶(帘)、电机及控制系统组成(图1,图2)。控制系统软件是智能遮阳控制系统的一个组成部分,与控制系统硬件配套使用,根据周围自然条件的变化,通过系统线路,自动调整帘片角度或作整体升降,完成对遮阳百叶的智能控制功能,既阻断辐射热、减少阳光直射、避免产生眩光,又充分利用自然光,节约能源。
智能遮阳系统,根据其自身特点,可分为人工电动控制及感应智能控制。人工电动控制可以人为根据一天内太阳光的照射角度及强弱对遮阳系统进行角度的调节。而感应智能控制则是通过探头对太阳照射高度位置、方向及太阳光强弱的感应而自动调节遮阳板的遮阳方向、角度、位置、遮阳面积大小等,以达到遮阳的目的。这种遮阳系统对用于屋面采光系统的遮阳具有特别好的效果。
2智能遮阳百叶的智能系统
智能遮阳系统主要依靠它的智能控制系统来实现节能的目的。(图3)
现在运用最多的智能遮阳控制系统是基于LONWORKS控制网络的技术,可实现下列功能:系统依据当地气象资料和日照分析结果,对不同季节、日期、不同时段及不同朝向的太阳仰角和方位角进行计算。再由智能控制器按照设定的时段,控制不同朝向的百叶翻转角度。通过屋顶设置的多方位阳光感应器检测晴天还是阴天。阴天,系统控制百叶水平打开;晴天,则按阳光自动跟踪模式执行,同时还根据大楼自身形体及周边建筑的情况建立遮挡模型,将参考点每天的阴影变化计算出来,存储在电机控制器里,再按照结果自动运行。
智能遮阳控制系统软件包括计算机监控软件和智能节点控制软件两个部分,主要功能模块(见图4)。 3智能遮阳百叶在智能建筑中的设计
3.1阳光自动跟踪和叶片翻转原理
依照建筑所在地的经纬度,可以利用软件对不同季节和不同时间的阳光仰角和方位角进行计算,并将结果直接储存到电机控制器内。电机控制器会自动计算出与之相对应的阳光角度,并自动以设定角度为步长将叶片翻转到合适角度来遮挡阳光的直射。
3.2设置阳光跟踪
(1)根据建筑的形体和朝向,在大楼的立面设定若干参考点,并对参考点进行四季日照分析;
(2)用LONWORKS软件根据大楼朝向和高度计算每个参考点在不同季节和不同时刻的阳光仰角和方位角;
(3)将计算结果储存在LONWORKS的电机控制器中,自动运行;
(4)随时翻转叶片的角度,在防止阳光直接射入室内的同时,尽可能张大角度,保持良好的视觉效果,让自然光反射到室内天花板。
3.3计算建筑物阴影对遮阳
在太阳的运行过程中,建筑物本身对邻楼投下阴影,而周边高大建筑物对本建筑物也可能有遮挡作用。在阴影投射到的窗户实际上并不需要遮阳,否则房间会变暗,因此需要叶片水平或收起。
(1)根据建筑平面图和立面图建立模型;
(2)利用刚才计算的各个参考点的仰角和方位角,根据大楼周围建筑的阴影及本身的形状和朝向来计算每一天及一年的阴影变化;
(3)这些数据一旦计算后被记录在LONWORKS百叶控制器内;
(4)在不同时刻百叶控制器自动根据存储的计[1] [2] 下一页 |
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