[实用新型]一种外窗遮阳装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种外窗遮阳装置。

背景技术

采用遮阳技术降低建筑夏季太阳辐射进而改善室内热环境的原理在于通过遮挡，最大限度地减少进入室内的太阳辐射热量。目前常用的遮阳技术是在建筑外窗上沿外挑出一定距离，形成水平遮阳板，利用水平遮阳板对阳光的遮挡达到遮阳的目的。利用百叶遮阳是一种新的技术措施，通过在窗户立面外侧布置多个水平、垂直或倾斜叶片减少直射太阳光。实际建筑中水平百叶通常被应用在所有朝向上，根据太阳位置和季节性变化进行控制，减少太阳辐射热增益和对可见光的接受。

建筑的最佳朝向一般是正南或者正北，但是由于受到地形、周边环境等因素的限制，出现越来越多东南(北)朝向和西南(北)朝向的建筑。在这种情况下，普通的水平遮阳板和水平百叶在夏季不能最大限度遮挡太阳辐射，在冬季反而阻碍太阳辐射进入室内，其遮阳效果并不佳，不能保证室内达到良好的热环境。另外，采用普通百叶遮阳的外窗通风效果差，不利于形成室内良好的气流组织，同时还影响了外窗的视野。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种外窗遮阳装置，夏季可以遮挡大量的直射光线，减少进入室内的太阳辐射，不影响外窗的视野，冬季又能透过部分阳光，有效改善室内热环境，适用于北(南)纬地区东偏南(北)35°～55°和西偏南(北)35°～55°朝向，窗宽范围1.5～2.5m的建筑外窗。

本实用新型的技术方案为，一种外窗遮阳装置，包括安装在外窗上方的建筑物外墙上并向建筑物外侧伸出的顶端遮阳板、安装在外窗下方的建筑物外墙上并向建筑物外侧伸出的底端窗台板，所述外窗的两侧各设有两根竖直的固定支架，且固定支架的两端分别与顶端遮阳板和底端窗台板连接，并在每侧的两个固定支架之间安装多个平行的百叶片，且百叶片与固定支架所成角度为θ，其中h为当地冬至日中午12时的太阳高度角，∠MOE表示建筑东偏南的角度，且东偏南和东偏北时∠MOE取正值，西偏南和西偏北时∠MOE取负值。

所述百叶片可以是铝合金等轻质金属材料，也可以是PVC塑料等材料，叶片倾斜角度θ根据建筑所处地理位置、太阳方位角和太阳高度角等计算确定，该角度表示的是百叶表面与竖直平面的夹角(θ＜180°)，面对外窗时，百叶片左高右低为“+”，右高左低为“-”。

对于建筑物来说，夏季气候炎热太阳辐射较强时，通过外窗进入室内的太阳辐射热量严重影响了室内的热环境，夏季在外窗设置外遮阳，能够有效减少进入室内的辐射热量，改善室内热环境；在冬季室外有一定太阳辐射，而室温较低时，通过外窗进入室内的太阳辐射热量对于改善室内热环境来说是一种有利因素，若外窗遮阳设计不合理，则反而减弱了通过外窗进入室内的太阳辐射热量。

所述遮阳装置利用水平遮阳板和两侧百叶来遮挡夏季大部分阳光，同时，通过设定特定的百叶倾斜角度使得该装置在夏季可有效减少进入室内的阳光，在冬季让尽量多的阳光进入室内，以达到改善室内热环境的目的。

不同的遮阳方案有不同的遮阳效果，在选用遮阳方案时必须结合当地的气候条件、地理位置、太阳高度角等因素。由于一年四季当中，太阳和地球都在停转动，同一地点在不同时刻的太阳高度角也不尽相同。对于大部分地区，夏季太阳高度角大，太阳辐射强，要控制太阳光线直接进入室内，改善室内光热环境；冬季室温较低，太阳高度角小，需要适量阳光进入室内改善室内热环境。参见图1，本实用新型中百叶片的结构示意图，从图中可明显看出百叶片与其竖直固定支架有一定夹角。为了使百叶片在冬季能允许透过更多太阳辐射，其百叶片的倾斜角度必须要与当地冬至日中午12时的太阳高度角一致，根据这个条件确定的百叶倾角在夏季也能很好的遮挡太阳辐射。

因百叶片的构造具有重复性，因此可以通过分析单个叶片对冬至日正午太阳的遮挡情况来分析整个百叶的遮阳情况。参见图2，北纬地区东南朝向外窗百叶遮阳单个叶片的数学模型，图示为阳光恰好能完全进入室内的情况。其中ABEF表示单个百叶叶片，θ为百叶片的倾斜角度，BE为叶片宽度，OS为太阳光线，OG为太阳光线在水平面上的投影，OM表示正南方向，h为太阳高度角，a为太阳方位角，∠MOE表示建筑东偏南的角度(东偏南和东偏北时取正值，西偏南和西偏北时取负值)。

参见图3，图3为北纬地区东南朝向外窗百叶遮阳单个叶片的数学简化模型。

通过几何计算可知(公式中出现的角度均为角度制)：

∠GOM＝180°-a；

∠OGH＝90°-h；

cos∠OHG＝cosθ·cos∠OHE；

∠OHE＝90°-∠HOE；