深圳地区某住宅建筑外遮阳优化设计实例分析.docx

深圳地区某住宅建筑外遮阳优化设计实例分析刘鹏，杨万恒，胡晓峰(深圳市建筑科学研究院有限公司，广东深圳518049)摘要：以深圳地区某住宅建筑外遮阳设计为例，重点分析外遮阳对建筑节能及室内舒适性等带来的影响，借助模拟技术进行方案比对，以达到外遮阳优化设计的目的。关键词：外遮阳；建筑节能；室内舒适性中图分类号：TU226文献标志码：A文章编号：1673-7237(2012)08-0042-03DesignofOutsideShadingwithWindowforaTypicalResidentialBuildinginShenzhenLIUPeng,YANGWan-heng,HUXiao-feng(ShenzhenInstituteofBuildingResearch,Shenzhen518049,Guangdong,China)Abstract:InviewofdesigningoutsideshadingwithwindowforatypicalresidentialbuildinginShenzhen,itanalyzeditseffectontheenergyefficiencyforbuildingandindoorcomfortability.Thebestoutsideshadingofwindowforthisresidentialbuildingisdecidedbasedonsimulatingvariousdesigns.Keywords:outsideshadingofwindow;energyefficiencyforbuilding;indoorcomfortability0引言在可持续发展成为世界各国发展主流的背景下，结合气候特点的建筑设计是实现建筑节能、创造健康人居环境的有效方法。深圳地处夏热冬暖地区的南区，研究数据表明，该地区全年建筑总能耗以夏季空调能耗为主，夏季空调能耗中太阳辐射得热引起的空调能耗又占相当大的比例[1]。通过对深圳典型住宅建筑外围护结构节能贡献率的分析，其中外窗的节能贡献率最高，可达31%～37%[2]。因此，对于深圳地区居住建筑的外窗应优先设计建筑外遮阳设施，以达到比窗户本身遮阳和窗户内遮阳更好的遮阳隔热效果，减少太阳辐射热量进入室内，提高室内热舒适性并降低空调能耗。1外遮阳优化设计实例分析外遮阳系统的设计应综合考虑对太阳辐射的控制及室内通风、采光和视野的需要。室内采光水平和自然通风某种程度上不应该妥协；进行外遮阳设计时，应在需要的时候，确保可调节或阻挡太阳直射辐射，控制散射辐射和反射辐射，同时不影响通风、采光、视野等室内舒适性指标要求。本文以深圳地区某栋典型住宅外遮阳设计为例，结合建筑立面效果、平面布局和开窗状况，综合考虑外遮阳构件的遮阳性能及其对室内通风、采光和视野等方面影响，寻求外遮阳优化设计方向。深圳某住宅建筑的标准层平面如图1所示，基本建筑信息见表1。图1建筑标准层平面图表1建筑基本信息表朝向层数体型系数平均窗墙比南170.4620.1521.1外窗遮阳对建筑能耗的影响利用建筑能耗动态模拟软件分别计算不同外窗遮阳系数时该栋建筑空调能耗，计算结果如图2所示。由此看出在其他围护结构节能措施不变的情况下，改善外窗遮阳性能能够使得建筑节能率明显提高，当外窗的综合遮阳系数SCw≤0.4，可实现建筑节能率70%的目标。为提高外窗遮阳性能，外窗除选用遮阳性能高的镀膜玻璃外，还可结合建筑立面效果设计外遮阳构件。同时，利用建筑能耗动态模拟软件分别计算该栋住宅在各朝向无外窗情况下的空调耗电量，以空调耗收稿日期：2012-05-0742电量与该朝向外窗面积的比值作为评估外窗对能耗影响的指标。由此可以看出，南向外窗对建筑节能影响最大，其次为西向和东向，再次为北向。因此，节能的重点应关注南向和东西向外窗(见图3)。根据各朝向太阳高度角和方位角的不同，为了最大限度地遮挡窗口的直接太阳辐射，各朝向宜选择的遮阳形式如图4所示[3]。综合考虑建筑立面效果和遮阳性能，本项目南向外窗优先选用综合遮阳构件，东西向外窗优先选用垂直遮阳构件，如图5所示。当外遮阳形式确定后，遮阳的细节设计需进一步考虑室内自然通风、自然采光和视野等因素。北3530252015105072.0070.0068.0066.0064.0062.0060.00水平遮阳0.750.4外窗遮阳系数0.36垂直遮阳图2不同遮阳系数方案建筑能耗模拟计算结果综合遮阳100.0090.0080.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000.00各类遮阳设施的适宜朝向(北纬地区)挡板遮阳图4各朝向适宜的遮阳形式选择1.2外遮阳对室内通风的影响外遮阳对房间通风有一定阻挡作用，使室内风速有所降低。实测资料表明，在有遮阳的房间