夏热冬冷地区建筑固定外遮阳系数计算探究

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1、夏热冬冷地区建筑固定外遮阳系数计算探究摘要：在夏热冬冷地区，建筑外遮阳是建筑节能中的重要组成部分，它可以调整进入室内的太阳辐射，降低空调负荷并提高室内舒适度。目前规范中的固定外遮阳系数的计算方法是考虑固定外遮阳设施全年对进入室内太阳辐射得热影响的平均折减系数的计算方法。无法真实反映固定外遮阳设施在采暖期和空调期对进入室内太阳辐射不同的得热影响。本文将采用ECOTECT模拟软件对夏热冬冷典型地区在采暖期和空调期的固定外遮阳系数进行分析研究，回归分析得到夏热冬冷典型地区在采暖期和空调期不同的固定外遮阳系数计算方法。关键词：固定遮阳外遮阳系数，

2、ECOTECT软件中图分类号：TU226文献标识码：A文章编号：引言6在夏热冬冷地区，建筑外遮阳是建筑节能中的重要组成部分，它可以调整进入室内的太阳辐射，降低空调负荷并提高室内舒适度。因此在建筑设计中，外遮阳的设计是一个非常重要的过程。遮阳对窗户太阳辐射的影响计算是一个十分复杂的过程：太阳运行的高度角和方位角在不断变化，室外的气象条件又“风云变换”，造成太阳辐射随时间不断变化，遮阳在窗面的阴影面积也随时变化；太阳辐射又有直射和散射之分，各个方向的辐射照度都有所不同。以往计算遮阳影响的方法有计算法、图解法和模型试验等，计算法相当复杂，图法使

3、用不便（如棒影图法），而试验法难以评价。目前规范中的固定外遮阳系数的计算方法是考虑固定外遮阳设施全年对进入室内太阳辐射得热影响的平均折减系数的计算方法。无法真实反映固定外遮阳设施在采暖期和空调期对进入室内太阳辐射不同的得热影响。本文将会采用外遮阳计算的一种新的方法——计算机模拟法，将采用ECOTECT模拟软件对夏热冬冷典型地区-重庆市在采暖期和空调期的固定外遮阳系数进行分析研究，回归分析得到夏热冬冷地区在采暖期和空调期不同的固定外遮阳系数计算公式。ECOTECT软件的计算原理和方法ECOTECT软件是由英国SKERERY公司开发的建筑环境

4、分析软件，具有一系列昼光的分析功能。对于外遮阳的分析只需要采用软件中太阳辐射分析功能，而且不需要考虑窗户的性能只需要计算6投射到窗户的能量。软件在计算时将辐射分为两个部分，一是直射辐射，另外一个是散射辐射，两种辐射计算方法不同。直射辐射受到太阳高度角和其他物体遮挡的影响。当直射辐射垂直投到水平面上，辐射量远远大于其以一定角度投入到水平面上，软件采用的是余弦公式计算这种投射。投射到面上的直射辐射量由下式计算：（3.4）式中：——直射辐射最大值，w/m2；——投射角，投射角计算参看图；——遮挡比例，软件将天空分为若干小块，某一时刻的太阳位置对

5、应某一小块，从该小块出发计算其他物体的遮挡情况；——窗户面积，m2。图1投射角计算示意图对于散射辐射，软件不考虑云层对于天空辐射的影响，认为整个天空散射辐射均匀。因此可按下式进行散射辐射的计算：（3.4）式中：——天空散射辐射强度，w/m2；——实际可见天空面积比值，例如水平面的实际可见天空比值为1，而垂直面只有0.5，软件自动计算其他物体遮挡影响；——窗户面积，m2。图2实际可见天空面积比值示意图6遮阳系数影响因素分析本文主要对两种简易的遮阳方式进行分析，一是水平遮阳，二是垂直遮阳。水平遮阳（如图）其主要影响固定遮阳性能的主要有两个参数

6、，一是固定遮阳板的外挑长度，二是遮阳板根部到窗底边的距离。垂直遮阳（如图）其主要影响固定遮阳性能的主要有两个参数，一是固定遮阳板的外挑长度，二是遮阳板根部到窗对边的距离。将影响固定遮阳性能的两个主要参数进行组合，产生一个新的变量：遮阳尺寸比。遮阳尺寸比是指玻璃窗面到遮阳板顶端的垂直距离与遮阳板顶端到窗口对边的垂直距离比，其计算公式为PF=A/B。这样固定遮阳系数只和遮阳尺寸比相关。图3遮阳板外挑遮阳系数计算示意图模拟计算与结果分析因固定遮阳系数只和遮阳尺寸比相关，所以只要计算不同遮阳尺寸比下投射到窗户的总能量，即能得出固定遮阳系数和遮阳尺

7、寸比的数学关系式。模型建立6模型的窗户尺寸为2.1m×1.5m，只考虑单独的水平遮阳或垂直遮阳。水平遮阳板的板宽同窗口宽度，且两边对齐；垂直遮阳时，遮阳板两边对称，遮阳板的板高同窗口高度。模拟时分别就不同朝向进行模拟。同时还考虑不同的季节，主要对空调期和采暖期进行分析，空调期和采暖期的起止时间均采用最新《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中规定的时间。采暖期为当年12月1日至次年2月28日，空调期为当年6月15日至8月31日。计算结果重庆市典型建筑外窗总辐射计算结果：表1各类建筑通风季节不同水平遮阳尺寸比下投射到窗户总辐射累计值（W）建筑

8、类型朝向PF10.90.80.70.60.5办公建筑东356283619836986379533917240840南377893821438740394604043441741西3600236