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摘要:近年来,我国的建筑工程建设有了很大进展,在建筑工程中,玻璃幕墙是非常重要的组成部分。文章对上海市和国家建筑玻璃幕墙光反射影响分析标准进行了比较,提出了相关问题,并对这些问题作了思考和分析,为后续的标准完善提供了参考。
关键词:建筑玻璃幕墙;光反射;环境影响评价;评价指标
引言
随着人们对建筑美学重视程度的提高,立面和高层建筑逐渐采用了玻璃幕墙。与立面相比,高层建筑的屋顶面积要小得多,因此,安装光伏系统是立面的一种选择。然而,此类建筑仍属于能源密集型建筑。窗户在建筑物中提供视觉美感并解决了热量和光照问题。由于建筑结构的原因,目前的传统住宅窗户造成了大约47%的热损失。由于窗户能够降低建筑的热需求和能耗,因此,其重要性不言而喻。
1玻璃鉴定检测
(1)安全性能。根据幕墙行业以及我国玻璃产业的发展状况,老旧玻璃幕墙,通常采用的非安全玻璃(如:半钢化玻璃、浮法玻璃等),此类玻璃在外力或温度应力作用下容易发生破裂或热炸裂,破裂后呈片状锋利碎片,危及周边人员安全。这就使得老旧玻璃幕墙的安全隐患日益凸显,需要投入大量人力物力进行安排排查并加以改造。(2)节能性能。老旧玻璃幕墙一般使用的是单玻幕墙,其热工性能无法满足GB50189《公共建筑节能设计标准》和GB/T21086《建筑幕墙》要求。根据国务院要求,为满足建筑幕墙的节能要求,日后玻璃幕墙的节能改造需求量极大。
2我国建筑玻璃幕墙光反射影响评价指标与标准
对于玻璃幕墙光反射的影响程度评价,国内尚缺一个完整且统一策评价体系和标准。对于玻璃幕墙的光污染问题,在相关规范要求中有少量条目涉及其标准。国家质量监督局于2000年5月颁布了《玻璃幕墙光热性能》,并于2015年进行了第一次修订。《玻璃幕墙光热性能》(GB/T18091-2015)的一般规定中,首先要求了玻璃幕墙在满足采光、隔热和保温要求的同时,不应对周围环境产生有害反射光的影响。另外,对于玻璃幕墙可见光反射比的要求也进行了细致划分,以此减少玻璃幕墙反射光。对于玻璃幕墙的反射光滞留时间、影响范围及玻璃幕墙反射光影响分析的边界、计算日和计算条件等,该标准也进行了一定的规范要求。除此之外,全国的各个城市,如上海、广州、杭州等,针对各地实际情况制定了规范,来控制玻璃幕墙反射光带来的污染问题。编制要求中幕墙光反射影响分析的基本要求和规程如下:(1)预测建筑玻璃幕墙的光反射影响,其中包括:计算太阳高度角和方位角,确定太阳位置;预测反射光影响范围;计算照度(E)和亮度(B);计算反射光入射角(θ);确定全年计算日。(2)根据计算得出的敏感点处反射光入射角(θ)和亮度(B),筛选出受到建筑玻璃幕墙光反射影响的敏感目标,并计算其受照时间。(3)分析玻璃幕墙反射光对道路交通干线的影响,识别θ<15°且B≥1500cd/m2的影响。
3两个标准的比较
1)分析范围。分析范围的合理确定对光反射影响分析工作的开展非常重要。范围大,则对周边受体的分析更全面,但工作量也相应增加;反之,则可能遗漏部分可能受影响的受体,导致分析不全面。上海市标准分析范围的规定是:当幕墙玻璃全部为竖直时,为建筑外墙向外至建筑物高度5倍距离的范围,其他情况为不小于建筑物高度的5倍。国家标准则未有明确规定。2)对建筑造成影响的判定参数。对建筑造成影响的判定参数包括:反射光与视线的夹角;反射光亮度;影响时长。(1)反射光与视线的夹角。
由于反射光在空气中为直线传播,具有唯一的方向性,因此,反射光与视线的夹角是受体是否受到影响的首要条件。参考相关资料,人对眩光的感觉和反射光与视线的夹角成反比。上海市标准将反射光与视线的夹角分为三个区间:15°以下、15°~30°和30°以上。前两个区间根据反射光的强度再划分为强影响、轻微影响和可接受三种程度,最后一个区间则直接将影响程度判定为可接受,这与造成中等以上眩光的角度范围是较为吻合的。国家标准重点关注45°以下夹角可能造成的影响,是与人感觉微弱眩光的范围一致的。因此,在反射光与视线夹角这一因素上,国家标准要严格于上海市标准。(2)反射光亮度。反射光亮度也是判定对受体影响程度的关键因素。根据资料,当反射光亮度达到8000cd/m2时,人将有受到明显影响的感觉;当亮度为6000cd/m2时,人有受到影响的感觉;当亮度为4000cd/m2时,人有受到轻微影响的感觉;当亮度为2000cd/m2时,则基本没有感觉。上海市标准:当反射光与视线夹角小于15°、亮度小于1500cd/m2时,影响程度为可接受;亮度为1500~2000cd/m2时,为轻微影响;亮度大于等于2000cd/m2时,为强影响。当反射光与视线夹角为15°~30°、亮度小于2000cd/m2时,影响程度为可接受;亮度为2000~4000cd/m2时,为轻微影响;亮度大于等于4000cd/m2时,为强影响。由此可见,上海市标准对反射光亮度的规定与造成轻微影响感觉的亮度是一致的,且对反射光与视线夹角较小的情况,对亮度作了更为严格的要求。国家标准未对反射光亮度作具体规定,仅对玻璃的可见光反射比作了规定,以达到间接控制亮度的目的。(3)影响时长。一般而言,环境影响存在时间积累问题,即当影响持续一段时间后,才会显现真正的影响。上海市标准未设置影响时长这一参数,即未考虑时间累积因素。但根据其对计算精 度应精确至1min的要求,可理解为影响程度只要达1min,即判定为出现了影响程度。国家标准则规定反射光在建筑窗台面上连续滞留时间不应超过30min,相较于上海市标准则宽泛很多。4)对道路造成影响的判定参数。上海市标准对道路造成影响的判定参数为反射光与视线的夹角和反射光亮度两个参数,国家标准为反射光与视线的夹角和连续受影响的行车距离(可间接反映为连续受影响的时长)。因此,两个标准对道路造成影响的判定参数和对建筑的判定参数相同。
4建筑玻璃幕墙光反射影响评价指标的讨论
首先是评价范围、特征性指标、亮度计算方法、影响分级等几个方面。评价范围的选取目前大多按照一定建筑高度范围确定,未来应讨论是否按照幕墙的倾斜角度和幕墙最高高度综合确定评价范围的问题;在特征性指标方面,考虑影响时长应是重点考虑的方向,形成时间、亮度、角度三个关键指标共同组成标准体系;在亮度计算方面,将受影响建筑的距离纳入计算应予以周年考虑;在影响分级方面,应进一步遵循达标判别的原则,考虑进一步优化各指标分级与达标界限的定义,更好明确标准区间的法律涵义。
结语
综上所述,既有玻璃幕墙随时间推移安全隐患逐渐暴露显现,尤其处于临街闹市,来往行人密集的地方。对此,既有玻璃幕墙的安全问题必将引起社会的重视,质量监督管理部门应出台对既有幕墙安全性鉴定的各项政策。目前的上海市标准和国家标准为此作出了积极的尝试,为大力推进这项工作的开展作出了努力。但不可否认的是,这些标准还存在如分析范围确定不合理,影响受体的特点、反射光的衰减、反射光的叠加未考虑,影响时长设定不合理等问题,需进一步完善和提升,使标准更为科学、更好地发挥作用。
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