辐照度

1.5是一种条件，它描述太阳光入射于地表之平均照度，其太阳总辐照度为

100mW·cm-2；太阳电池的标定温度为25±1℃。0为了计算方便，所用的红外光谱借用了容易查到的太阳光光谱中的红外光谱部

分，即AM1．5大气下太阳光谱(Globalspectrum，又称AM1．5G)，该光谱数

据取自国标GB／T0．6—1996c。......00

可见，AM1．5等同于AM1．5G，也就是说没有区别0

2.单晶硅太阳能电池在太阳辐射量为多少时不发电？0悬赏分：5-解决时间：2007-12-1018:020太阳辐射量（千焦每平方米）为多少时，太阳能电池组件就不再有电流输出？

0

问题补充：00太阳能电池组件发的电通过蓄电池把电能储存起来，在早上太阳还未升起，电池

组件只有电压，但是没有充电电流，早上7点50左右，冲电电流达到0.2A

0,下午4点半以后电流为零。我就是想知道，辐射量达到多少时，太阳能电池组

件才可能有电流产生，给蓄电池充电。标准测试条件下，组件输出额定电流时太

阳辐射量为1000W/每平米。0

我关心的是太阳能电池组件在日常中太阳辐射量达到多少时，组件才会有电流输

出，输出与不输出中间肯定应该有个临界值0提问者：weilx97-一级0最佳答案00这个我们实验过，根据一天太阳光总辐射量，每平方米辐射量和一天内从有充电

电流起到没有电流时电压提高了多少理论上计算得出16.6W左右/平方米时电流

不输出。0

3.1m2的单晶硅太阳能电池大约要多少钱?0悬赏分：0-解决时间：2007-1-715:0800

提问者：巫春东-二级0最佳答案00单晶硅一般1W是35元，一平米一般是100W左右，所以大概是3500元00

4.太阳能电池多少元/瓦，多晶硅，单晶硅的生产厂家及地址联系方式。00

悬赏分：50-解决时间：2008-10-717:150顺便能介绍一下关于太阳能方面的知识最好了。0提问者：byg630-二级0最佳答案00

RMB30多一瓦美金3.多左右当然具体要看这块板的功率是多少越高则越贵

越低则越便宜当然这只是从厂家直接买零售商那里就不是这个价格了厂家的

联系方式推荐你一个网站你可以去看看了解了解/ch/

海内外比较正规的厂家上面基本都有0在地球上，每平方/每秒能接收到太阳光辐射能量是多少度？00

悬赏分：5-解决时间：2010-1-319:4500在地球上，每平方/每秒能接收到太阳光辐射能量是多少度？0现在的太阳板最多能利用多少？成本是多少？0提问者：神魔之王2-二级00最佳答案00标准辐照度是1000w/平米，电池转换效率为非晶6%左右，单晶多晶为12%-14%

左右，单晶硅太阳能电池转换效率最高。售价一般是13元左右一瓦。成本嘛不

好说，非晶便宜些，单晶最贵。0

太阳光照强度（单位：lux）与太阳光辐射度（单位：W/m2）的转

换关系？0

悬赏分：0-解决时间：2009-8-1222:290

有人说lux与W/m2不能转换，对于太阳光也不能么？他们有直接

的关系么？（也就是说太阳光照强度大，辐射度就大么？）；00

晴天太阳光的光照强度最大能到多少？多谢大家，着急啊！0

提问者：zyylzg-一级0

最佳答案0

太阳的几个数据供参考：0发光强度—2.838×10^(27)cd，0亮度—1.865×10^(9)cd/m2，0总发射光通量—3.566×10^(28)lm，0太阳常数—1535w/m2，（与太阳光垂直的平面上的幅照度），00

大气层外日光法线照度E0—126800lx，0太阳光直射时地面法线照度Enz=E0×P，0P—大气透过率，（非常晴朗为0.85、普通晴天为0.75、云尘多的晴天为0.55）。

0

幅（出）射度与照度是两个不同的物理量，赋值的对象不同，所以没有确定的转

换关系。0（数据引自《照明手册》，P．243）00

太阳能路灯系统原理图0悬赏分：20-提问时间2010-3-1216:200太阳能路灯系统原理图有谁知道...知道的请发给我....急需...0提问者：轩LOVE依旧-一级0其他回答共3条0太阳能路灯由以下几个部分组成：太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组、光

源、灯杆及灯具外壳，有的还要配置逆变器。0

1、太阳能电池板0

太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分，也是太阳能路灯中价值最高的部

分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送至蓄电池中存储起来。太阳能

电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理

和二极管类似。只不过在二极管中，推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场，

而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热。

也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率，大约是光伏电池效

率大约是单晶硅13％－15％，多晶硅11％－13％。目前最新的技术还包括光伏

薄膜电池。0

2、太阳能控制器0太阳能灯具系统中最重要的一环是控制器，其性能直接影响到系统寿命，特别

是蓄电池的寿命。控制器用工业级MCU做主控制器，通过对环境温度的测量，

对蓄电池和太阳能电池组件电压、电流等参数的检测判断，控制MOSFET器件

的开通和关断，达到各种控制和保护功能。皇明智能型太阳能灯具控制器能为蓄

电池提供全面保护，使蓄电池更能可靠地长久工作。0太阳能照明原理、组成及控制系统2010年01月21日作者：胡兴军来源：

《中国电源博览》第106期编辑：李远芳03、蓄电池0由于太阳能光伏发电系统的输入能量极不稳定，所以一般需要配置蓄电池系统

才能工作。一般有铅酸蓄电池、Ni-Cd蓄电池、Ni-H蓄电池。蓄电池容量的选择

一般要遵循以下原则：首先在能满足夜晚照明的前提下，把白天太阳能电池组件

的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能。

蓄电池容量过小不能够满足夜晚照明的需要，蓄电池过大，一方面蓄电池始终处

在亏电状态，影响蓄电池寿命，同时造成浪费。蓄电池应与太阳能电池、用电负

荷（路灯）相匹配。可用一种简单方法确定它们之间的关系。太阳能电池功率必

须比负载功率高出4倍以上，系统才能正常工作。太阳能电池的电压要超过蓄电

池的工作电压20~30%，才能保证给蓄电池正常负电。蓄电池容量必须比负载日

耗量高6倍以上为宜。0

4、光源0太阳能路灯采用何种光源是太阳能灯具是否能正常使用的重要指标，一般太阳

能灯具采用低压节能灯、低压钠灯、无极灯、LED光源。00

LED灯光源，寿命长，可达1000000小时，工作电压低，不需要逆变器，光

效较高，国产50Lm/w，进口80Lm/w。随着技术进步，LED的性能将进一步提

高。笔者认为LED作为太阳能路灯的光源将是一种趋势。00目前多数草坪灯选用LED作为光源，主要利用太阳能电池的能源来进行工作。

当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄

电池在晚间为草坪灯的LED(发光二极体)提供电源。LED节能、安全、寿命长，

工作电压低，非常适合应用在太阳能草坪灯上。特别是LED技术已经经历了其

关键的突破，并且其特性在过去5年中有很大提高，其性能价格比也有较大的提

高。0

5、灯杆及灯具外壳0灯杆的高度应根据道路的宽度、灯具的间距，道路的照度标准确定。灯具外壳

根据我们收集了许多国外太阳灯资料，在美观和节能之间，大多数都选择节能，

灯具外观要求不高，相对实用就行。0

二、太阳能路灯照明控制系统0

1.系统结构00太阳能路灯微机监控系统由微机主控线路、太阳能电池板、蓄电池充放电器、

蓄电池组、LED光源驱动和LED灯等几部分组成。系统组成结构如图1所示：

0

(1)微机主控线路0微机主控线路是整个系统的控制核心，控制整个太阳能路灯系统的正常运行。

微机主控线路具有测量功能，通过对太阳能电池板电压、蓄电池电压等参数的检

测判断，控制相应线路的开通或关断，实现各种控制和保护功能。0

(2)充电驱动线路0充电驱动线路由MOSFET驱动模块及MOSFET组成。MOSFET驱动模块采

用高速光藕隔离，发射极输出，有短路保护和慢速关断功能。选用的MOSFET

为隔离式、节能型单片机开关电源专用IC，驱动LED的全电压输入范围为

150V～200V，输出电流为8A～9A。输入电压范围宽，具有良好的电压调整率

和负载调整率，抗干扰能力强，低功耗。0本系统通过充电驱动线路完成太阳能电池组向蓄电池的充电，电路中还提供了相

应的保护措施。0

(3)LED驱动线路0由IGBT驱动模块及MOSFET组成，实现对路灯亮度的调节及路灯的开关。

0

(4)太阳能电池组0太阳能电池组由太阳能电池单体(工作电压约为0.5V,工作电流约为20～

25mA/cm2,面积为10cm×10cm)以串、并方式连接成组件，一个标准组件包括

36片单体，使一个太阳能电池组件大约能产生17V的电压，成为一个额定电压

为12V的蓄电池池组。当应用系统需要更高的电压和电流组件时，可把多个组

件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。0

太阳能电池在整个系统中的作用有两个：其一是把太阳光转化为电能，即白天

时，太阳能电池给蓄电池充电；其二是太阳能电池作为系统的光控元件，从太阳

能电池两端电压的大小，即可检测户外的光亮程度，也就是从太阳能电池电压的

大小来判断天黑和天亮及LED照明光源的亮度。00

(5)蓄电池组0由于从光伏阵列得到的能量不总是与电子负载的需求相符，当光伏阵列本身不

能提供足够的功率时，蓄电池仍能使负载工作。如果电子负载需要在夜间或在多

云或阴天时工作，就需要能量的存储。蓄电池存储能量的大小设计为自主运行期

间满足平均每日电子负载的需求。一般来说，应能储备5～7天的夜间照明用电

量。蓄电池是整个太阳能路灯系统的关键部分，它是整个太阳能系统的储备能源

设备，白天时太阳电池给蓄电池充电，晚上，系统和负载所用电全部由蓄电池来

提供，其次，阴雨天的供电也要靠蓄电池来完成。在独立光伏系统中，由光伏阵

列产生的电能不总是在电能产生的同时加以使用，所以在多数独立光伏系统中需

要蓄电池。0

(6)通信装置0由无线数传模块组成。无线数传模块支持GPRS,带有RS-232接口，通信距

离达100米，抗干扰性强，不受广播电视，移动通信干扰，实现相邻路灯终端

之间的通信。0

2.功能控制00

(1)太阳能路灯控制器的基本要求0太阳能路灯由多个LED灯串联而成，路灯照明系统不但消耗大量的电能，而

且还需要投入巨额的日常维护费用，给城市带来电力供应和财政支出的双重压

力。制定“按需照明”的供电策略可以缓解这一矛盾。通过编程可以实现对分布在

城市繁华路段的路灯机动灵活的控制，可在任意时间段内通过PWM方式实现开

关控制，以达到既烘托城市灯光气氛的目的。控制基本要求如下：0

1)对前半夜与后半夜的亮度进行控制，控制比例依情况而定；00

2)开启单边路灯策略，即蓄电池现有电量只供一路路灯照明，另一路路灯关闭；

03)半夜灯策略，即前半夜开灯，后半夜关灯，蓄电池现有电量只供前半夜照明

使用。0

太阳能路灯都是以自然光线的强弱来控制照明灯具的开关，这些光控太阳能照

明系统的优化设计是系统长期可靠运行的前提。系统容量可以根据当地的地理位

置、气象条件和负载状况做出最优化设计。但是由于季节因素，冬天太阳辐射要

比夏天少，太阳电池阵冬天产生的电量比夏天少，可是冬天需要照明的电量却比

夏天多，从而使照明系统的发电量与需电量形成反差，依然难以平衡月发电量盈

余和耗电量亏损。为了提高照明系统发电量的利用率，克服系统缺电带来的不足，

在太阳能照明系统的发展中，人们不断的对照明系统常用的控制模式进行分析，

设计各种实际可行的工作模式，同时光源技术也在不断的更新换代中，蓄电池的

充电模式也在不断的研究探索中有效利用率越来越高，因此在太阳能各个组成部

分的发展和协调中，太阳能照明系统正在不断地趋于完善。0

根据太阳能路灯系统的特点，路灯运行要兼顾蓄电池剩余容量的影响。当路灯

正常开启时，根据蓄电池剩余容量检测法得到当前蓄电池容量，通过查询后得到

蓄电池将要维持的供电时间，平均使用蓄电池现有电量，同时根据当晚可使用的

蓄电池电量对路灯照明方式灵活控制，合理使用蓄电池现有电量。0

(2)蓄电池充放电控制功能0蓄电池充放电控制是整个系统的重要功能，它影响整个太阳能路灯系统的运行

效率，还能防止蓄电池组的过充电和过放电。蓄电池的过充电或过放电对其性能

和寿命有严重影响。充放电控制功能，按控制方式可分为开关控制(含单路和多

路开关控制)型和脉宽调制(PWM)控制(含最大功率跟踪控制)型。开关控制型中

的开关器件，可以是继电器，也可以是MOS晶体管。脉宽调制(PWM)控制型只

能选用MOS晶体管作为其开关器件。本系统采用脉宽调制控制器方式，并选用

MOS晶体管作为开关器件。当白天晴天的情况下，根据蓄电池的剩余容量，选

择相应的占空比方式向蓄电池充电，力求高效充电；夜间根据蓄电池的剩余容量

及未来的天气情况，通过调整占空比方式进而调节LED灯亮度，以保证均衡合

理使用蓄电池。0此外系统还具有对蓄电池过充的保护功能，即充电电压高于保护电压(15V)时，

自动调低蓄电池的充电电压；此后当电压掉至维护电压(13.2V)时，蓄电池进入

浮充状态，当低于维护电压(13.2V)后浮充关闭，进入均充状态。当蓄电池电压

低于保护电压(11V)时，控制器自动关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。通过

PWM方式充电，既可使太阳能电池板发挥最大功效，又提高了系统的充电效率。

本设计对蓄电池的反接、过充，过放具有相应保护措施。0

(3)太阳能路灯运行方式控制功能0高亮度大电流LED灯，由于相同亮度的情况下，比白炽灯省电约90%，得到

了广泛的应用，现已有逐渐替代常规照明灯的趋势。0

太阳能路灯由多个LED灯串联而成，亮度通过PWM方式可调，即通过EN

端改变流经LED的电流，从而调节LED灯亮度，电流强度可以从几毫安到1安

培，最终使LED灯达到预期的亮度。00

PWM信号可由微控制器产生，也可由其它脉冲信号产生，PWM信号可使通

过LED灯的电流从0变到额定电流，即可使LED灯从暗变为正常亮度。PWM

占空比越小(高电平时间长)，亮度越高。利用PWM控制LED的亮度，非常方便

和灵活，是最常用的调光方法，PWM的频率可从几十Hz到几千KHz。0

PWM调光是通过控制MOSFET晶体管实现的。由于本系统路灯单元采用的

电压是由几个蓄电池串联产生的，所以选用MOSFET晶体管时，首先要考虑

MOSFET的耐压，本系统要求MOSFET的耐压要高于40V；其次，根据驱动

LED灯电流的大小，选择MOSFET的IDS的最大电流。在直流供电情况下，首

先考虑的是IDS最大电流值和RDS值。一般情况下，应选用MOSFET的IDS

最大电流是LED灯驱动电流的5倍以上；另外还要选择MOSFET的内阻要小；

LED驱动电流越大，RDS应越小，RDS越小，变换效率越高。0

城市太阳能路灯是和人民生活密切相关的公共设施，它在一定程度上反映了城

市的繁荣程度及发展水平。在过去很长一段时间内，路灯的更新多是局限于其照

明部分，随着城市及电子技术的发展，城市路灯系统经历了手工控制、自动定时

/光电控制、计算机程序控制的发展过程。用计算机来实现城市太阳能路灯系统

的自动控制，对于提高城市的现代化管理水平，节省人力、物力，都具有良好的

经济和社会效益。通过有效的调节灯光开关时间，能够极大地提高了路灯系统的

工作质量和工作效率，为城市照明系统的运行、维护、扩展、提供全面的解决方

案和强有力的技术支持，提高了城市照明运行管理水平。0

照明名词介绍0

CIE:是国际照明委员会的简称0

相关色温CorrelatedColorTemperature)：光源发射的光与黑体在某一温度下辐

射的光颜色最接近，则黑体的温度就称为该光源发射的光的相关色温，单位为K。

0

辐射强度(RadiantIntensity)：在给定方向上包含该方向的立体角元内辐射源

所发出的辐射通量dφ除以该立体角元dΩ，单位为W/Sr。0

辐射亮度(Radiance)：辐射源面上一点在给定方向上包含该点的面元dA的辐射

强度dI除以该面元在垂直于给定方向的平面上的正投影面积，单位为/Sr・m2。

0

辐射照度(Irradiance)：在辐射接收面上一点的辐射照度E等于投射在包括该

点的一个面元上的辐射通量dφ除以该面元的面积dA，单位为W/m2。0

发光强度(LuminousIntensity)：光源在给定方向上包含该方向，的立体角元

内所发出的光通量dφ除以该立体角元dΩ，单位为cd。俗称0

坎德拉(cd)：发光强度单位。坎德拉是发出频率为540×1012Hz辐射的光源在

给定方向的发光强度；该光源在此方向的辐射强度为1/683W/Sr。0

光通量(LuminousFlux)：能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的

大小，单位为lm。0

照度(Iluminance)：表面上一点的光照度是入射在包含该点的面元上的光通

量dφ除以该面元面积dA。照度的公制单位是lx(lm/m2)，英制单位为

fc(lm/ft2)。

1lx=0.0929fc

1fc=10.76lx0

出光度(LuminousExultance)：单位面积上发出的光通量，单位是lm/m2。

0

亮度(Luminance)：在给定方向上，每单位面积上的发光强度。亮度的公制单

位是cd/m2(也称Nit)，英制单位是fL(1/π×cd/ft2)。

1cd/m2=0.2919fL

1fL=3.426cd/m20

CIE标准光度观察者(CIEStandardPhotometricOb-rver)：相对光谱响应曲线

符合明视觉V(λ)函数或者暗视觉V"(λ)函数的理想观察者。0

朗伯发射面(LambertianSurface)：在某一方向上的发光强度等于这个面垂直

方向上的发光强度乘以方向角的余弦，这样的发光面称为朗伯发射面或朗伯体，

有时也叫均匀漫射面或均匀漫射体，还常被称做余弦漫射体。朗伯发射面的出

光度与亮度的关系为M=πL。0

光强与照度的换算00

悬赏分：0-解决时间：2007-2-622:440在同一个自然环境中，光强和照度应该是一定和对应的，也就是说用照度仪测量出一个照度，肯定的也对

应有一个光强。0

比如，在一天下午，用照度仪测出室外自然的照度是300lx，那么这时的光强是多少呢？如何计算？

00

问题补充：00

如果在自然条件下，白天，室外，用照度仪测得环境照度是300lx，那么这时室外环境的光强该是多少呢？

0

多谢bluemew的指教，但用“300*太阳到地球距离的平方。。。”算得的数据是太阳的光强，而不是当时测

量地环境的。我想知道：测得一定的环境照度后，推算出其测时环境的光线强度或亮度，进而可以推算出

视距（当然不同的大气可见度会有不同的视距）。但在一定的能见度条件下，300lx照度的条件下视距应该

也是可以推算出一定数值的。再次感谢，期待中。。。0

************************************0

感谢bluemew&lijunqiang6203,真的明白了不少。00

简单地说吧，能不能用照度仪测得的室外照度（lx）换算或推算出当时的天空亮度（cd/m2）。0

或者说，我想知道天空亮度，但我只有照度仪，可以不？0

提问者：hansgamb-一级00

最佳答案0

在光度学中是没有“光强”这样一个概念的。常用的光学量概念有发光强度、光照度、光出射度和光亮度。“光

强”只是一个通俗的说法，很难说对应哪一个光度学概念。以上所说的几个概念都是有严格的物理定义的：

0

发光强度：光源在单位立体角内发出的光通量，单位是坎德拉，即每球面度1流明。0

光照度：被照明面单位面积上得到的光通量，单位是勒克斯，即每平方米1流明。0

光出射度：光源单位面积上发出的光通量，单位与光照度相同。0

光亮度：单位面积上沿法线方向的发光强度，或称单位面积在其法线方向上单位立体角内发出的光通量，

单位是尼特，即每平方米每球面度1流明。0

由于发光强度、光亮度与方向有关，容易推导出：各个方向上光亮度相同的光源其发光强度是方向的余弦

函数，在法线方向上发光强度最大，称为余弦辐射体，也叫朗伯光源。各个方向上发光强度都相等的光源

其光亮度就是不等的。0

发光强度、光出射度和光亮度都是表示光源的发光的发光特性的。楼上所说考虑太阳到地球距离的平方是

将太阳当成点光源，利用地面上的照度计算太阳的发光强度。而把太阳朝向地球的这一面作为一个面光源，

再除以这个面积就是太阳在与地球连线方向的光亮度。当然这与太阳直接发光的发光强度或光亮度相比是

有下降的，因为太阳光经过大气还要衰减的。0

这些光学量都用到光通量，光通量是与辐射能通量相对应的光学量，因为光是一种电磁辐射。不同波长的

电磁波1瓦的辐射能通量所相当的光通量是不一样的，换算到光通量要考虑人眼的光谱灵敏度曲线，即人

眼对不同波长同样的辐射能通量所感受到的光是不一样的，如红外光、微波、紫外光等人眼是看不见的，

而400nm到760nm波长的可见光是人眼能看得见的。00

在物理光学中也提到“光强”，是用麦克斯韦方程组解出光的电矢量，电场强度的平方就是物理光学中的光

强，主要用于计算干涉、衍射效应得到的图形。0

在光学各相关学科中光强度是一个比较含糊的概念，不同的分支有不同的说法，有的等同于发光强度，有

的等同于光照度，有的等同于光亮度。而光度学中这几个概念是有严格的物理意义的。0

由于地面上的照度是由天空及地球上整个环境包括天空各部分的亮度、地面上其他反射体反射、散射而得

到的光亮度综合产生的照度，所以难以用一个直接的公式进行计算。不过可以借助成像光学系统来实现您

的想法，可以用一个照相物镜，或者简单点用一个放大镜也行，将某一部分光源例如天空或别的什么成像

于像面上，将照度计置于像面测得照度E，则E＝1/4*π*K*L*(D/f')2。公式中的2是平方，应该是上标的，

这里打不出来。K是光学系统的透过率，L就是你要求的亮度，D是你的成像系统的通光口径，f'是成像系

统的焦距。如果是照相物镜，D/f'就是光圈数的倒数。利用这个公式就可以从照度换算到亮度。这个公式用

于计算对无穷远成像时像面的照度或已知照度反过来求无穷远物的亮度。如果被成像的物在有限距离，那

公式有点不同，详细请看/kj/k/548中的“在线学习”->网上课件->第六章光能及其计算中“成

像光学系统像面的照度”0

太阳光幅照度与太阳能电池功率的关系0

悬赏分：5-提问时间2010-5-2811:020是否有具体公式呢？？0

提问者：唐逸飞青岛-一级0

其他回答共2条00

太阳能辐照度与太阳能电池的功率成正比0

辐照度高0

功率就高0

标准测试条件是：25度，1000W/M2,AM2.500

回答者：lizhenping91-四级2010-5-2811:0700

和温度有关系。0

照度是一方面，在温度确定下，再分析两者之间的关系，1楼提供了。0

【求助】solarfactor是什么意思？不要字面意义，是暖通专业词汇00

悬赏分：100-解决时间：2010-3-2313:3600有关遮阳的欧标里提到的0

有人知道麻烦告诉一下吧，谢谢！0

提问者：一切归零七八碎-四级0

最佳答案0

solarfactor是遮光方面的技术00

摘要：介绍了遮阳技术的作用和使用状况；给出了目前遮阳技术的研究状况、研究方法和研究工具以及遮

阳设计中应该考虑的问题；指出了遮阳技术研究中存在的问题。0

0引言0

在能源危机和环境问题不断困扰现代人的生产和生活的今天，社会各界人士纷纷致力于不同角度和立场来

解决这两个顽疾。建筑业作为能耗大户更应该积极地研究解决这些问题的途径和方法。0

现代建筑中，从墙面到屋顶越来越多的采用玻璃，玻璃的通透性能使人们充分感受到自然+自然景观、自然

光线和自然空间，但它同时带来采暖和制冷上能耗提高的隐患，又是与生态建筑这一历史发展趋势相抵触

的。而传统的节能技术——建筑遮阳，能防止有害的直射阳光，减少传入室内的太阳辐射热量，是消除或

防止夏季室内过热的有效措施之一。所以遮阳设计的应用在建筑节能大环境中变得越来越重要。00

1建筑遮阳的作用0

遮阳系统的传统作用是通过降低过热和眩光来提高室内热舒适性和视觉舒适性，并且还能提高隔绝性——

独处而不受干扰。遮阳设施可以发挥一个方面或所有三个方面的作用。上个世纪初空调的出现，使得传统

自然降温技术的使用大大降低。一段时期内传统的自然降温技术被完全地忽略了，直到二十世纪七十年代

早期的能源危机才推动了传统技术的复苏。仅仅在二十世纪九十年代，传统技术才重新应用到公共建筑领

域中。0

遮阳设施可以被设计通过遮蔽不透明或透明表面来限制直射太阳辐射进入室内。第二个作用是限制散射辐

射和反射辐射进入室内。0

太阳辐射是由在光谱中可见光和不可见光等比例的电磁辐射组成的。不可见光部0

分包括紫外线和红外线。光谱中的可见光部分占有大概太阳能的50%，一般用光通量、照度、发光强度、

亮度等参数来描述。0

到达一个表面的太阳辐射可能来自三个部分：太阳直射辐射（短波辐射），天空散射辐射，来自周围表面

和建筑的反射辐射。外遮阳设施能阻挡直接辐射部分，和降低散射辐射和反射辐射的影响，但是也能影响

日光、眩光、视觉和通风。气候条件和建筑类型、使用等参数将影响这些因素的相对重要性。直射辐射得

热对于居住建筑在供热季节是好的、有利的。但是对于医院无论什么气候条件，直射辐射任何时候都是不

利的。0

2常用的遮阳系统0

2.1固定遮阳系统0

固定遮阳设施通常作为外遮阳，并且具有很好的外观可视性，为建筑师提供更多的设计手段。典型的设施

有水平式遮阳板、垂直式遮阳板或是板条格形无花板等等。那种隐藏式窗户也是一种固定遮阳设施。它们

相对来说比较简单和便宜，并且在阻挡直射阳光上很有效，但是在阻挡散射和反射光上不是很有效。

0

水平式遮阳板是一种最常见的固定遮阳设施，并且是用于控制太阳高度角比较大的直射太阳辐射的最简单

的设施。在北半球，它主要被用在南向立面上。在比较低的纬度上，它倾向于被用在东向和西向的立面上。

在比较温暖的气候下，如地中海式气候，制冷是必要的，遮阳板经常被做成百叶来使空气能够自由通过立

面。0

综合式遮阳板是综合式遮阳，实际上是水平遮阳和垂直遮阳的组合，可据窗口朝向的方位而定，设计成对

称或不对称的，能有效遮挡太阳高度角中等的直射太阳光，从窗口前方斜射下来的阳光，遮阳效果均匀，

主要适用于东南或西南向窗口遮阳，其次也适用于东北或西北向窗口遮阳。0

挡板式遮阳板，这种遮阳特别利于遮挡平射过来的阳光，适用于东向、西向或接近该朝向的窗户。00

立面花格式遮阳结构，有时可以成为很好的建筑墙体元素，而成为建筑立面的活跃因素。白角套方，六角

菱形、长方形等，仿佛花墙洞、漏窗一般、既可装饰又可遮阳。0

在固定遮阳设施设计中，洞口的朝向是主要的决定因素。在南向立面上完好设计的水平式遮阳板能在盛夏

时提供好的遮阳，同时在冬季时允许太阳辐射渗入。为了使遮阳板能够在早上和下午比较低的太阳高度角

时也能有效，应该在窗口两侧延长遮阳板的长度。遮阳板的长度应该决定于洞口的宽度和纬度。挑出宽度

决定于纬度、窗高和窗户到遮阳板的竖向距离。0

固定遮阳设施在低角度的早上和下午不能有效地阻挡太阳辐射热，尤其是在东向和西向立面上。固定垂直

式遮阳板能在这方面提供一些保护，但是同时也降低了室内照度。仔细布置的植物或是活动式外遮阳设施

能够在比较低的太阳高度角的时候一样提供比较好的控制。0

2.2可调节遮阳系统0

可调节式或活动式遮阳设施能安装在室外，室内或是在两层或三层玻璃窗之间。可调节遮阳设施经常被使

用在室内，在室内它很容易被控制而且还很便宜。然而，它也能应用于室外遮阳设施。在可调节的外遮阳

设施能够阻挡阳光的同时，需要时也能允许阳光进入。尤其在处理低角度的直射、散射和反射光时非常有

效。不像固定遮阳设施，它能够使室内照度不过多地降低。能适应大部分地区的气候。然而，它的成功决

定于坚固的结构和正确的使用，假如是自动的话，它可能是昂贵的。0

对于自动的可调节遮阳设施，如果想能节能，决定于气候和调节的频率。可调节的外遮阳系统主要关心的

是耐用性，它们比内遮阳和固定式遮阳设施需要更多的维护。0

2.3可收缩的遮阳系统0

可收缩的遮阳设施可以被收缩到窗口的顶部或是窗口的一侧，甚至完全撤掉。内遮阳的百叶帘和窗帘都属

于这一类，外遮阳，如布篷、软百叶帘和百叶窗也属于这一类。这类遮阳设施不用考虑在设计上兼顾夏季

遮阳和冬季得热两方面的要求。而且在遮阳的同时，它还能够满足通风的要求。0

·可折叠布篷00

装于铁架可折叠的布篷，用时放下，不用时折起，并可调整。0

·内置活动软百叶板，帘00

大多装置于室内，一种为合金铝片或硬木薄片。成横式或竖式上下留空穿叠，同时随太阳射入情况可全放

全遮，或局部放下，不用时全部折叠于窗顶。而且百叶角度可调整，既可以遮阳，又利于通风；另一种是

帘幕织物窗帘，它可以使光亮表面的眩光及反射光线大幅度减小，紫外线照射减弱，营造清雅舒适的室内

环境，同时大大节省能源。而且手调弹簧控制系统、手调链条控制系统或电动控制系统也方便了控制。

0

此种形式遮阳唯一的缺点是由于内遮阳悬于室内，故仍有太阳辐射余热进入室内，易于在玻璃窗内引起温

室效应，不可避免的使室内热量积聚，效率较之外遮阳要低。0

·外遮阳卷帘00

如上所述，外遮阳卷帘在遮阳效率上远高于内遮阳。在欧洲被广泛应用，其不仅优于室内遮阳效果，美观

大方，而且兼具防护功能，是国内建筑外遮阳防护的新潮流。0

2.3植物遮阳系统0

在建筑附近或上面种植树木、攀爬植物、灌木和一些建筑结构如藤架、梁，再结合城市形状，能够帮助调

节微气候。合适的使用以上措施，对于内遮阳和外遮阳的需求就会减少。选择性的种植不仅可以遮挡窗口、

其他洞口，还可以遮挡整个立面和屋顶，继而降低了热传导和热辐射得热。0

落叶树木可以在夏季提供遮阳，常青树可以整年提供遮阳。植物还能通过蒸发周围的空气降低地面的反射。

常青的灌木和草坪对于降低地面反射和建筑反射很有用。常青的植物对于挡风也很有效。0

植物的遮阳效果主要决定于植物的类型、品种和年龄。这些因素决定了树叶的类型和植被的密度。如果是

落叶树木，树叶的密度随着季节的变化而变化，Givoni指出植物会以下面几种方式影响室内温度和室内负

荷：0

1）高的树木和藤架位于距离墙和窗口的较近的地方时，将能提供很好的遮阳同时不会降低通风。0

2）墙上的攀爬植物和离墙近的灌木将不仅提供遮阳而且降低墙附近的风速。0

3）外墙表面附近的空气温度降低了，降低了传导和渗风得热。0

4）建筑周边的草坪植物降低了反射辐射和长波辐射，从而降低了太阳辐射得热和长波辐射得热。0

5）空调冷却器附近的植物降低了周边的温度，因而提高了系统的COP，以至于减少了用于制冷使用的电

能。0

6）建筑东、西两侧的植物能够在夏季有效地阻挡太阳得热。0

在夏季最热的时候，由树木或灌木遮挡的墙体表面的温度可以降低高达15度，攀爬植物可以降低达12度。

Givoni的研究也发现，植物的隔热性能也可能在某些情况下降低它遮阳功能的效果。由于墙体的长波损失

也被降低了，所以通过植物遮挡墙体可能达不到预期的效果。墙体的颜色和植物与墙体的距离都是非常重

要的影响因素。0

2.4高级玻璃遮阳系统0

所有的高级玻璃遮阳系统都是通过某些方式影响光线和热通过玻璃的。它们的性能可以通过测量它们的反

射率、吸收率、透过率和发射率得到。0

上面提到的每一个特性都被生产商提到，是在标准条件下计算的。玻璃结构的透过率在计算冷负荷时是最

重要的因素。它包括三方面的内容：热透过率，光透过率和总的太阳透过率。热透过率是来自物体长波辐

射、天空和地面的散射辐射。光透过率指的是太阳辐射光中的可见光部分，占有透过日光的大部分。总的

太阳透过率指的是太阳辐射中的直射部分和由玻璃结构吸收后再发射的长波辐射。0

高级玻璃遮阳系统通常被用于遮阳和隔热，但在一些情况下也用于日光调节。它们被证明当没有遮阳设施

的情况下可以很好的替代遮阳设施。这些玻璃遮阳系统可以在生产过程中镀上一层薄膜，使得他们对于不

同波长的光谱具有很好的选择性。随着材料科学的发展，高级玻璃遮阳系统也得到极大的发展，但是一些

高级玻璃类型还停留在雏形阶段，限制了他们的使用。例如变色玻璃，被广泛用于太阳镜，但很难用于建

筑目的。0

2.5城市形态0

在气候炎热的地区，城市的布局环境一般比较拥挤。街道比较狭窄，在酷夏的季节，部分街道或整个街道

都被布篷或水平遮挡板所覆盖，在最热的时候，甚至被附近的建筑遮挡。倾斜的地面被设计来加强建筑的

相互遮挡。这些措施的主要目的就是提供一个舒适的室内室外环境。这些设计可能导致较差的通风，所以

像日光一样，通风也应该被和遮阳一起考虑进去。0

在寒冷气候条件下，城市设计更多的受到冬季供热需求的影响。0

在有些气候地区，两个季节的需求都要考虑。第一，夏季周围较高的空气温度和较强的太阳辐射能产生强

烈的得热。第二，直射和反射太阳辐射能产生较高的眩光。完好的城市设计构思能抵消消极的影响。建筑

间距，主要表现在公共街道上，是主要考虑的因素，能够通过计算来确定在供冷季节遮挡能取得多少节能

[7]—[9]，[11]，[14]，[15]，[24]—[26]，[30]—[33]。0

3遮阳系统的研究现状0

目前国内外都很重视遮阳技术的研究和发展。在欧洲，提到建筑遮阳，大部分为建筑外遮阳，因为如果采

用建筑物内遮阳，实际上是仅仅挡住光线，并不能挡住热量，当光线遇到内遮阳产品时，其辐射热已经透

过玻璃进入室内，并会使玻璃的温度升得很高，从而达不到建筑节能的目的。建筑物外遮阳在欧洲应用很

普遍，即使是日照不太充足的国家和地区，都广泛的在建筑上使用遮阳产品。在国内，我们在以往的建筑

中可能更加注重建筑的外在形式（包括门窗和幕墙在内），很少考虑建筑在遮阳、节能方面的要求，所以

在目前国内建筑中很少见到合理、有效的遮阳系统。但可喜的是，在近一、两年，国内已出现一些采用现

代遮阳系统的建筑，说明我国已经开始建筑节能遮阳方面的实践工作。0

3.1相关研究方法0

随着气温的变暖和能源的紧张，遮阳技术越来越受到建筑行业的重视。目前用于遮阳系统研究的方法主要

有实验法、理论推导、软件模拟等。0

·实验法[1]，[3]，[5]00

实验是一种很传统的方法。目前，主要的实验方法是通过实验测量遮阳设施对室内照度、室内温湿度、玻

璃表面温度、热流量、墙和玻璃表面温度和墙、玻璃的辐射强度等参数的影响。0

·理论推导[6]，[10]，[12]，[13]，[16]，[27]，[28]0

理论推导也是一种传统常用的方法。理论推导的方法一般是提出一个控制变量（如遮阳系数、遮挡系数、

有效得热量、透光率、遮阳衰减系数等）来评价遮阳设施某些参数（如外遮阳百叶的间距与宽度的比值、

外遮阳板的宽度等）对于这个关键变量的影响。0

·软件模拟[2]，[4]，[17]—[23]0

由于实验条件的限制，软件模拟正成为科研常用的工具。目前，针对外遮阳的问题提出了很多新的理论推

导模型和算法，继而在这基础上提出了很多新的软件。如，TRNSYS、ECOTECT、TRNSHD、LTMethod

3.0和WINSHADE等等。00

3.2遮阳技术研究存在的问题0

由于遮阳系统本身的复杂性、对于气候和地理位置的依赖性，缺乏有效的模拟和设计工具等障碍，目前仍

然存在很多的问题需要解决：0

·因为遮阳设施不仅可以遮挡太阳的辐射得热量而改变室内的空调供暖的负荷，而且改变进入室内的日光而

改变室内的灯光负，所以光和热的效应对于遮阳的设计都有很大的影响。但是目前的研究大都把两者分开

了，单独通过光或热的方面来研究。因此，如何有效的结合光和热的效应来研究遮阳设施是当前需要解决

的问题。0

·外遮阳设施（如外遮阳百叶、建筑之间的遮阳等）不仅影响室内的光、热负荷，而且也将影响建筑的通风

状况。但是对于这方面的研究还是比较少的，因此，需要对此方面进行大量地研究。0

·遮阳的理论推导上，目前主要着眼于太阳直射辐射得热量等变量的影响，很少考虑考虑太阳散射辐射得热

量的影响，这可能也是有关太阳辐射理论基础方面研究的不足有关。所以也需要对此作进一步的研究。

0

·随着建筑节能观念的深入人心，建筑遮阳越来越受建筑师的关心。遮阳产品也发展得越来越快，出现了很

新的遮阳设施。但是对于这些新的遮阳设施研究的还少，所以也需要对此进行大量地研究。0

4遮阳结构设计时应考虑的问题0

遮阳系统的设计应该综合考虑以下几个因素：太阳能的控制，日光和通风的需要。室内日光水平和自然通

风某种程度上不应该妥协，额外的人工照明或机械通风是需要的。0

好的遮阳设计的目的能简单的定义为：0

在需要的时候，能调节或阻挡太阳直射辐射0

·控制散射辐射和反射辐射00

·防止室内和室外的眩光00

日光和通风没有包括在内。0

4.1遮阳与制冷0

遮阳系统具有很多的功能和作用，其中最主要就是阻挡直射太阳辐射和降低过多不必要的室内冷负荷。这

种保护是通过遮挡建筑的玻璃和其他洞口达到的。遮挡建筑立面和屋顶能极大地降低室内冷负荷，尤其是

当这些表面不隔热的时候。遮挡建筑围护结构和洞口直接降低了对于制冷的需求：遮阳系统降低建筑冷负

荷的潜力不应该被低估。0

公共建筑的室内得热很高，除了受到室内办公设备和人员的影响外，太阳辐射对于室内冷负荷起到了相当

大的影响。太阳辐射中的直射部分比散射部分起到更大的作用。由于太阳直射到达玻璃和洞口时，将热量

直接传递给室内，即形成了瞬时冷负荷。又由于太阳辐射的直射部分是直线运动的，所以它能被外遮阳设

施有效地阻挡。对于散射和反射部分，由于他们的入射角度的范围很广，所以很难由外遮阳控制，可能由

内遮阳或是软百叶帘设施控制会更有效。然而，内遮阳阻挡室内得热的有效性是很有限的。0

太阳直射辐射和高的室外空气温度将使热流通过建筑立面进入室内。传导热流的速度主要决定于建筑立面

材料的热惰性。一个被遮挡的建筑立面仍然将受到室外空气温度和散射、反射的影响，但是它不将受到太

阳直射辐射的影响。所以一个被遮挡的墙将比一个未被遮挡的墙传递更少的热量，继而也降低了室内冷负

荷。0

通过遮挡降低室内冷负荷的同时，室内日光水平的降低可能导致人工照明负荷的增加。这将部分抵消由于

遮阳而带来的室内冷负荷的益处。0

一个系统如果能够在室内分配光线，降低窗口面积处的眩光，以及增加在房间后部的照度，那它就是可取

的。太阳得热被减少应该在不损害照度和通风的情况下。可以活动的外遮阳设施通常能很好地取得这一点：

理论上，外遮阳设施的上表面都涂有反射材料。Yener描述一个计算模型，用来设计固定遮阳设施，保证

灯光负荷不会明显的增大的情况下，使热舒适性和视觉舒适性满足要求，而且眩光也被限制在允许范围内。

0

4.2遮阳与灯光0

尽管在一个室内的整个照度是很重要的，但是光的均匀性是决定室内光环境质量的决定因素。遮阳设施有

再反射和再分配光的作用。遮阳的设施有从简单的光栅到高级的玻璃遮阳系统，还有软百叶帘，反射百叶，

垂直遮阳板和玻璃薄膜。他们的主要作用就是提高光水平的一致性。这包括降低窗口附近的光照，提高室

内离窗较远环境的光照等等。0

不同的系统起到不同的作用，但是他们都有一个共同的目标：他们能提高室内光水平的均匀性，典型的就

是将窗口附近的光线重新分配到进深较大的地方。潜在的眩光处也可以通过改变光线的方法来避免。一些

实验表明通过提高光照水平的一致性，人们能够适应更低的整体光水平。当光线被完全分配到整个室内空

间的时候，即使实际的光照水平低于理想的水平，人们也很少倾向去开灯。当人们的眼睛要适应更高的照

度梯度的时候，倾向开灯的可能性就会增大。那种即能阻挡不必要的太阳辐射，又能重新分配太阳光的遮

阳设施，自然就有可能在两个方面上取得能耗最小。首先，通过遮阳降低了室内冷负荷；其次，通过提高

室内照度的一致性降低了人工照明的使用，从而降低了室内灯光负荷。0

4.3遮阳与热舒适性0

热舒适性可以简单地被定义为人们对于周围热环境的感觉满意度。人们的活动水平、衣着和室内微气候如，

空气温度、空气湿度和空气流速等因素，都是影响人们热舒适性的基本参数。不舒适一般是由于整体上过

冷或过热引起的。它也可能由于一股不理想的气流或身体上部和下部形成的比较大的温差引起的。00

人类的热平衡系统允许我们在一个热环境中适应比较大的变化范围。这个控制系统的基础是视丘下部的腺

体，它的设置平衡点为37oC。当这个腺体察觉到这个温度变化时，一系列生理反应会驱使身体重新回到

37oC。当身体的生理反应，如出汗或战栗，不能调节恢复这个温度时，人们就会感到不舒适。0

根据Szokolay的方法，这个使人们既不感到热也不感到冷的点称为热平衡点。它决定于气候变量、生理因

素和室外综合温度，如下式：0

Tn=17.6+0.31xTav,0

其中18.5

这个热平衡是一个动态的平衡，因为建筑内的温度在一天内总是变化的。这个平衡除了受到建筑设备的影

响外，还有以下两个重要因素的影响：0

1）室内温度：由于太阳辐射和室外温度的变化，所以室内温度一直在改变人体得失热的速率。0

2）建筑的热惰性：因为建筑结构不会立刻随着辐射和室外温度变化而变化。0

人体的得失热量过程受到以下几个因素影响，如传导、对流、辐射、新陈代谢和蒸发。热平衡时，0

Met-Evp+/-Cnd+/-Cnv+/-Rad=00

其中:00

Met=新陈代谢00

Cnd=热传导00

Cnv=热对流0

Rad=热辐射00

Evp=蒸发0

4.4遮阳与视觉舒适性0

视觉舒适性通常是决定光环境的主要因素。视觉舒适性受到人为的主观因素和年龄影响，还受到日期、季

节的变化的影响。当下面的内容满足的时候一个满意的亮度环境是可能取得的。0

·合适的照度00

·眩光控制00

·用于工作的适度对比度00

·用于工作的适度色彩00

在建筑的日光设计上，足够的照度是第一要求的。光线的正确分配对于视觉舒适性也是很重要的。仅仅提

供一个好的表面照度是不够的。像前面提到的，均匀的日光分配能够弥补照度的降低。0

当眼睛从一个明亮的地方到一个暗淡的地方时，眼睛将要调整来适应照度的变化，此时会产生短暂的视盲。

这就是眼睛要适应眩光时人们会产生不舒适的原因。研究表明：来自自然光的眩光比来自人工灯光的眩光

更容易适应。不过，眩光应该被避免。0

人工光源的色彩应该尽可能的接近自然光的颜色。自然光能够提供最好的色彩。理论上，高级玻璃遮阳系

统（如，三棱镜）不应该干扰日光的颜色质量。0

5结论0

遮阳系统的作用对于建筑节能是极其重要的。但由于现代遮阳技术在我国的发展才刚刚起步，研究水平和

使用状况都相对滞后，所以需要我们的建筑师、结构工程师和建筑设备工程师的共同努力，推动遮阳技术

在我国的健康蓬勃发展。0