建筑设计对住宅热状况的影响研究

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1、建筑设计对住宅热状况的影响研究Impactsofarchitecturaldesignonthermalperformancesofresidentialbuildings摘要　根据1999年夏季北京市居民住宅室温实测数据，通过分析比较整个测试期内不同房间室温曲线变化的差异，定量研究分析了建筑设计所确定的房间楼层位置、建筑外围护结构及建筑平面布局等因素对住宅室内热状况的影响程度。研究结果表明：建筑外围护结构良好的保温隔热性能及合理的建筑平面布局是改善住宅内热状况的关键。关键词　住宅室内热状态况建筑设计定量影响Abstract　By

2、paringindoortemperaturepatternsmeasuredindifferentresidencesmerof1999,investigatestoatesofresidentialbuildingsandidentifiestherelativelevelofimportanceforeachdecisioninarchitecturaldesignberoffloortheroomlocates,insulationofexternalproveindoorthermalenvironment.Result

3、salsoindicatethatgoodnaturalventilationbyproperdesignoffloorplansalsoplaysandimportantroleinimprovingthermalperformancesofresidentialbuildings.Keyalconditions，architecturaldesign，quantification，influence0引言　　3外围护结构的设计　　　　以上的研究分析说明了太阳辐射对住宅夏季室内热状况影响的重要性，因此，为改善住宅室内热状况，应在

4、外围护结构的设计上采取相应的措施，主要包括外墙和屋面的保温隔热、外窗的遮阳以及合理的外窗朝向设置。　　　　3．1外墙和屋面的保温隔热　　　　房间楼层位置的不同导致了影响室内热状况外扰的变化，而房间的热传递过程最终是通过室内空气和建筑围护结构内表面的热量交换来完成的，因此，即使在相同的外扰作用下，建筑围护结构对扰量的不同反应也会导致室内热状况的变化。外墙及屋面热阻的增加可以减少室外扰量通过围护结构向室内空气的热量传递。图2表示出两个西南向顶层房间整个测试期内的室温变化状况。与不同楼层房间研究对象的研究确定原则一致，自然通风对这两个房

5、间室温变化的影响同样较小，但房间A为符合现行规范标准的节能住宅，外墙和屋面外保温，而房间B为传统的砖混结构住宅。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2测试期保温和非保温房间的室温曲线　　　　图2中保温和非保温房间室温变化的差异基本类似于顶层和中间层房间的室温变化差异，因此，外墙保温、尤其屋面保温的效果在于可以减少太阳辐射热对住宅室内热状况的影响，从而从整体上降低了房间逐时室温及室温平均值的大小。与非保温房间相比较，整个测试期内保温房间室温最大值和平均值的降低幅度基本一致，分别为1.1℃和1.0℃。　　

6、　　3．2外窗遮阳　　　　良好的遮阳设施可能效地控制进入至室内的太阳辐射热，从而改变房间的室温变化趋势，因此，与房间楼层位置变化的影响类似，外窗遮阳也是导致了影响房间室内热状况外扰的变化。图3表示出两个西南的中间层房间整个测试期内的室温变化趋势。两个房间的外墙均无保温隔热措施，但对房间A的西窗同时采取了内遮阳和外遮阳措施；而房间B的西窗没有采取任何形式的遮阳措施，同样，这两个房间的室温变化也不受通风换气的影响。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3测试期遮阳和非遮阳房间的室温画曲线　　　　为了进一步说明外窗遮

7、阳导致房间室内热状况变化的物理机制，图4表示出整个测试期内，垂直西向太阳总辐射的变化。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4　测试期西向太阳总辐射照度　　　　分析图3遮阳和非遮阳房间的室温变化趋势以及图4西向太阳总辐射照度的变化趋势，可看出：在太阳辐射强烈的条件下，外窗遮阳所导致房间A与房间B室温变化的差异十分明显：而在太阳辐射照度较低的情况下，房间A与房间B的室温变化则基本一致。因此，较之外墙和屋面的保温隔热，住宅室内热状况对外窗遮阳后的反应更为灵敏。这是由于太阳辐射通过外窗对室内热状况的影响规律与通过

8、外墙的影响规律有所不同，太阳辐射通过外墙是以导热方式逐渐影响到围护结构内表面，进而与室内空气发生热量交换的，而太阳辐射通过外窗则是以对流和辐射的方式立即影响室内空气的热量交换。因此，外窗遮阳可有效降低室温的最大值，并相应降低室温平均值；另一方面，由