夏热冬冷地区建筑采光顶气候适应性实验研究

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1、夏热冬冷地区建筑采光顶气候适应性实验研究悉地国际设计顾问有限公司摘要：用建立实验房做对比实验实测的方法对夏热冬冷地区建筑采光顶的气候的适应性进行研究；关键词：夏热冬冷地区对比实验气候适应性1对实验的基木思考鉴于计算机模拟的局限性及可能存在的不真实性，以及实地调研中所受干扰因素太多，无法将影响室内光热环境的各因素剥离出来单独研究的缺陷，我们釆取的主要研究方法是在大量的建筑实测发现问题的基础上的具体的实验实测。我们将影响建筑光热环境的种种因素逐一从复杂的现实环境中抽象剥离出来再进行适当的组合，用建立两个完全相同的实验房的办法进行对比实验；在其他实验条件完全相同的情况下，我们通过将影响建筑光

2、热环境的不同遮阳，通风,淋水等方式进行系统的，量化的对比实验，试图发现影响建筑采光顶覆盖下的室内热环境的主要因素。珠海精艺玻璃工程有限公司资助我院建造了一对实验房,于2003年在武汉炎热的夏季针对建筑采光顶的若干典型状态进行了对比测试。2实验条件及设备2.1实验房概述实验房平面尺寸为4.5m×4.5m,高3m,墙面、屋顶均采用200mm复合板材（内外为1mm喷塑钢板，中间为聚苯保温层），房内所有阴角及门窗联接部位均用发泡剂填充，玻璃采光顶采用8mm单层平板白玻，可以滑动开启。经木人在实验室经过建筑围护结构保温性能检测测定，实验房墙板及屋面板的K值为：0.23,具有良好的保温

3、隔热效果，经实验布点测试基木可忽略外界对实验房内的热传导影响。实验在典型的夏热冬冷城市武汉进行，实验房置于华中科技大学建筑与城市规划学院屋面，两房相距6米，彼此不形成遮扌当，四周也无遮扌当。（图3.2.1-1.3.2.1-2)2.2实验设备及测点布置2.2.1实验设备及提取参数主要仪器：室内一一热电温度计（热电偶）、清华同方温度自记仪、清华同方温湿度自记仪、微风仪、PC-2D太阳辐射热流量测试记录仪、MICROTHERM热舒适仪室外——便携式气象站仪器主要提取参数:室内工作点空气温度、玻璃表面温度、太阳辐射值、室内风速2.2.2测点布置实验在每个实验房内设置7个空气测点，均分布在实验房

4、的几何中心,高度分别为：A测点，玻璃采光顶内表面；B测点，离实验室地面2.75米处；C测点，离实验室地面2.50米处；D测点，离实验室地面2米处；E测点，离实验室地面1.5米处（主要测点）；F测点，离实验室地面1米处；G测点，实验室地面处。（见图：3.2.2.2-1）3实验思路鉴于夏季防热是建筑采光顶的主要矛盾，故设计了4组夏季实验，分别检验“遮阳模式、淋水模式、通风模式及遮阳与通风共同作用模式”对防热的影响。部分具有代表性的实验列表如下：（见表：3.3-1）4冬季实验描述与分析对于改善夏热冬冷地区建筑采光顶的冬季气候适应性问题，其核心在于白天打开遮阳，让太阳辐射能够透过建筑水平采光顶

5、，进入室内，加热室内空间，在晚上则关闭遮阳，减少室内长波辐射的热量散失。因此我们在冬季实验中，主要针对角度可调节的百页外遮阳在不同天气，以及操作模式下的气候适应性，做了一系列的四个实验。得出的主要实验数据如下:A实验房无遮阳，无通风；B实验房为百页外遮阳页片角度可调节，无通风；由上述的实验数据可知，在夏热冬冷地区的冬天的白天，在晴天百页应该尽量打开，减少对太阳辐射的遮挡，使尽可能多的太阳辐射透过采光顶进入到室内加热室内，由实验AW1-3硬遮阳与无遮阳对比实验（晴天）的实验数据可知，在晴天吋无遮阳的实验房要比外百页遮阳全闭合的实验房温度要高9.1摄氏度,可见在天气晴好的冬天的白天打开遮阳

6、，充分利用太阳辐射来改善室内热环境的重要性；即使在阴天，虽然没有太阳的直接辐射，但是天空中的漫反射对室内的加热效应同样不可忽视，在白天同样要打开遮阳，利用太阳辐射能来改善室内的热环境。而在雨天和晚上由于天空中的漫反射较弱，此吋遮阳则应该完全闭合,以反射室内向室外的长波辐射，减缓室内热量的散失。由冬季的实验结果，我们可以总结出建筑采光顶百页外遮阳，适应于夏热冬冷地区冬季气候特点的操作规则：即在冬季的晴天和阴天的白天百页完全打开，充分利用太阳辐射的能量来加热室内空间，在夜晚和雨天的白天则应该闭合百页来减缓室内热量的散失。5实验结果总结6.1夏季实验结果总结通过前述的4个系列共11个实验，我

7、们可以发现如下规律：1）在夏热冬冷地区的夏季，不遮阳的天窗会出现严重过热，内遮阳具有一定的防热作用，但其效果远不如外遮阳，而口使用内遮阳的房间室内温度分布不均匀。但外百页遮阳在页片关闭时会影响玻璃顶的晚上散热。2）因为遮阳网透光无方向选择性，故在为室内提供相同照度的情况下,其防热能力不如北向开启的百页外遮阳。遮阳网在晚上还会形成对天窗冷辐射的阻碍，影响天窗晚上散热。3）鉴于北向天光也会造成室内升温（尽管其影响小于南向），对于采光效率极高的天窗采