湿热湿冷地区住宅外遮阳设计策略研究

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1、湿热湿冷地区住宅外遮阳设计策略研究杨钊梁爽王国乾西南科技大学摘要：湿热湿冷地区气候特征表现为夏季湿热、冬季湿冷，大部分区域全年太阳辐射较低，且表现为夏季太阳辐射高，冬季太阳辐射低。从湿热湿冷地区的气候背景出发，对不同外遮阳形式对室内的隔热和采暖进行了实验研究，探索适宜湿热湿冷地区住宅建筑的外窗外遮阳形式。关键词：湿热湿冷；住宅；外窗；太阳得热系数；外遮阳Abstract：Hot—humidandcold-humidarea’sclimatecharacteristicarehotandhumidinsummer，coldandhumidinwinter,andmostofthereg

2、ionalannualsolarmdiationislow，andcharacterizedbyhighsolarradiationinsummer，lowsolarradiationinwinter．Basedontheclimatebackgroundofhot—humidandcold—humidarea，thispaperstudytheinsulationandheatingofexternalwindowtoresearchtheoptimumformofout—shadinginhot—humidandcoldhumidarea．Keywords：hot—humidan

3、dcold—humid，residentialbuilding，extemal—window，SHGC，shading1引言湿热湿冷地区u1，夏季高温湿热，冬季严寒阴冷。最热月份是6月一9月，平均气温25％一30％，最高气温可达40℃，相对湿度80％左右；最冷月份为12月～2月；最冷月平均气温5℃～10℃。相对湿度80％左右。湿热湿冷地区太阳辐射稀少，全年平均不足120kW／m2，太阳散射辐射强于太阳直接辐射，夏季太阳辐射高于冬季太阳辐射。相关研究认为，湿热湿冷地区的室内自然舒适气温区间为16．5℃～28．3℃[21[31夏季高温和冬季低温分布于舒适气温区间的两侧，且夏季炎热的时长和

4、冬季寒冷的时长接近，导致了该区域内热工设计的复杂性。对外窗提出的设计要求是：同时满足夏季隔热和冬季采暖。以导热的形式通过外窗的热量与外窗传热系数K值呈正相关，减／1,91,窗K值的做法通常有适当增加玻璃厚度，增加中空玻璃空气层的厚度等。合理的外窗外遮阳设计有利于减少夏季太阳辐射得热。外遮阳可以通过以下方式实现：1)墙身本身具有遮阳性能，降低窗墙比减少夏季直接得热；2)选用太阳得热系数(5_嬲c)较低的玻璃类型；3)采用水平采用外遮阳百叶进行遮阳，可设置为固定和活动两种模式。2评价方式通过能耗模拟软件DesignBuilder对室内自然气温进行逐时模拟，统计一段时间内室内气温在舒适气温

5、区间内的时数，定义舒适区时数占总时数的比例为有效温度保证率(effi．cicnttemperatureassurance，简称ETA)。研究中，有效温度保证率包括全年有效温度保证率ETA。、夏季有效温度保证率E附一冬季有效温度保证率E姒。。夏季(4月1日～9Jq30日)有效温度保证率用于评价设计策略在夏季的可行性，冬季(10ft113～3月3113)有效温度保证率用于评价设计策略在冬季的可行性，全年有效温度保证率用于综合评价设计策略在全年背景下的可行性。3外窗外遮阳模拟实验3．1实验建筑简介实验建筑为单一房问，外窗朝南，外围护结构热工参数参考鲣魏婚拎地区居住建筑节能岗斗标准JGJl3

6、4---201渺煳卜j啬传热系数K=O．567[w，(m2．K)】，外窗传热系数K=I．960[W／(m2．K)】，屋面传热系数K=O．440眄／(m2．K)】，模拟建筑尺度为4mX4mX3m，式、垂直式、综合式、挡板式固定遮阳板对外窗进行遮阳；4)窗墙比O．4，体型系数O．75。软件模拟天气数据为swERA标2016．03圃准数据库中成都的天气数据，模拟中实验条件设定为不进行自然通风，室内无热源干扰。图1实验建筑DesignBuilder模型3．2窗墙比窗墙比越大，外墙上透明的部分越多，越容易获得太阳辐射，因此控制窗墙比是最简单的遮阳方式。窗墙比从0至1变化，递增值为0．1，模拟结

7、果如表1所示：随着窗墙比的增大，全年、夏季有效温度保证率下降，冬季有效温度保证率升高。说明增大窗墙比，室内获得的太阳辐射增加，不利于夏季隔热，利于冬季采暖，在满足室内采光的需求上，应尽量控制窗前比。3．3玻璃的SHGC值s／-／cc(太阳得热系数1定义为通过透明围护结构的太阳辐射室内得热量与投射到透光围护结构外表面的太阳辐射量的比值-一，该值越低，说明玻璃对光和热的阻挡能力越好。设置K值为2．95，SHC,C分别为0．283、0．415、0．567、0．7