曾理，孫林柱，項(xiàng)志峰，刁榮丹

（1.溫州建正節(jié)能科技有限公司，浙江 溫州 325000；2.溫州大學(xué)建筑工程學(xué)院，浙江 溫州 325035；3.溫州設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，浙江 溫州 325000）

溫州市建筑外遮陽的測(cè)試研究

曾理1，孫林柱2，項(xiàng)志峰3，刁榮丹2

（1.溫州建正節(jié)能科技有限公司，浙江 溫州 325000；2.溫州大學(xué)建筑工程學(xué)院，浙江 溫州 325035；3.溫州設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，浙江 溫州 325000）

文章對(duì)溫州大學(xué)建工樓（共5層）樓頂房間（450cm×350cm× 220cm），朝向正南方溫度測(cè)試與分析?？梢灾庇^地看出遮陽設(shè)施的遮陽性能；在遵循太陽的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂颍瑵M足采光、通風(fēng)等要求的前提下，通過對(duì)遮陽板構(gòu)造尺寸的合理設(shè)計(jì)，可以滿足夏季太陽輻射量的不同要求，夏季遮擋太陽直射輻射，可以有效降低房間內(nèi)外表面溫度，從而減少房間空調(diào)能耗，達(dá)到節(jié)能的目的，改善房間熱舒適性。

建筑外遮陽；建筑節(jié)能；綠色建筑

在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外窗是建筑物熱交換最活躍的部位，相比其他構(gòu)件又是絕熱性能最差，是影響室內(nèi)熱舒適度和建筑物能耗的主要因素之一。在溫州地區(qū)，夏季炎熱，空調(diào)降溫能耗占空調(diào)能耗的很大比例。這其中相當(dāng)一部分原因是由于建筑沒有適當(dāng)?shù)恼陉柎胧?，使大量太陽輻射熱直接進(jìn)入了室內(nèi)，極大地增加了空調(diào)的制冷負(fù)荷，從而增加了建筑能耗。

在2015年版的的浙江省標(biāo)準(zhǔn)《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中認(rèn)為浙江省屬于夏熱冬冷地區(qū)，溫州處于浙江省建筑節(jié)能設(shè)計(jì)氣候區(qū)的南區(qū)，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮夏季空調(diào)，兼顧冬季供暖[1]。

同時(shí)溫州處于全國熱工分區(qū)的夏熱冬冷地區(qū)的南端，又是海洋性氣候，屬于亞熱帶海洋性濕潤性氣候區(qū)(ⅢA)子氣候分區(qū)，與位于夏熱冬冷地區(qū)的其他城市的氣候有很大的差異，不能簡單引進(jìn)和套用其它地方的節(jié)能技術(shù)。因此，針對(duì)溫州氣候特點(diǎn)，對(duì)建筑外遮陽進(jìn)行專項(xiàng)研究意義重大。

從人們知道需要遮風(fēng)避雨開始，就不斷對(duì)宜居有著更高的追求。窗戶是通風(fēng)透光的有效途徑，而玻璃是現(xiàn)代建筑中窗戶的主要材料，近年來，隨著新技術(shù)新材料的產(chǎn)生，窗戶做的更是越來越大，甚至直接變成了玻璃幕墻。但是玻璃這種材質(zhì)就其隔熱性、保溫性等都不如普通砌體材料，而且過多的玻璃應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生眩光，使室內(nèi)溫度過高等不利影響。所以遮陽措施的存在就顯得很重要。遮陽的形式可分為水平、垂直、綜合、擋板。就其使用時(shí)間來說分為臨時(shí)類和永久類，本次實(shí)驗(yàn)采用的是擋板活動(dòng)外遮陽（圖1）。

圖1 遮陽采用翼簾型遮陽電動(dòng)可調(diào)式系統(tǒng)

建筑外窗的傳熱是通過熱輻射、熱傳導(dǎo)和對(duì)流的方式進(jìn)行的，由于太陽輻射的能量傳遞主要為熱輻射，所以我們本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是研究熱輻射對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。

本次實(shí)測(cè)、試驗(yàn)采取對(duì)比的研究方法，在相同的條件下，采用不同的外窗節(jié)能手段和節(jié)能組合措施，通過采集室內(nèi)各點(diǎn)的數(shù)據(jù)、窗和百頁的表皮數(shù)據(jù)以及窗和百頁間空氣的各種數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。

主要對(duì)窗戶玻璃的傳熱系數(shù)進(jìn)行測(cè)量。

建筑熱工溫度熱流巡回檢儀，小型氣象觀測(cè)站。

溫州大學(xué)建工樓五層樓頂房間（450cm×350cm× 220cm），朝向正南方。房間南墻設(shè)置兩扇中空玻璃塑鋼推拉窗戶，尺寸為1.5m×1.5m，玻璃厚度為5+9A+5。通過檢查，窗戶的傳熱系數(shù)為2.9W/m2·K，左側(cè)窗戶外設(shè)置遮陽板，右側(cè)窗戶外不設(shè)置遮陽板。

①選取5月到8月的晴天，日平均溫度在28°C以上的天氣進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試時(shí)間從早上8：00到下午6：00； 室內(nèi)控溫和不控溫兩種工況。

②使用溫度熱流巡回檢儀設(shè)備測(cè)試：分別在室內(nèi)兩扇窗戶的玻璃布設(shè)康銅片，用于測(cè)量窗戶溫度的的變化（見圖2）；兩扇窗戶的測(cè)點(diǎn)布設(shè)相同，分別布設(shè)16個(gè)點(diǎn)，共布設(shè)32個(gè)點(diǎn)。由于玻璃的面積遠(yuǎn)大于窗框的面積，窗框?qū)κ覂?nèi)溫度的影響較小，故窗框不需測(cè)試溫度。

圖2 室內(nèi)布設(shè)方案

通過有遮陽窗戶溫度數(shù)據(jù)與無遮陽窗溫度數(shù)據(jù)（篇幅所限未列圖）對(duì)比，可以看出窗戶外表面溫度、窗戶外空氣最高溫度、窗戶內(nèi)表面最高溫度、戶內(nèi)空氣最高溫度級(jí)相關(guān)平均溫度的情況。無外遮陽的情況時(shí)，峰值常見出現(xiàn)于14點(diǎn)之后，16點(diǎn)之前。有外遮陽的情況下，峰值在14點(diǎn)左右出現(xiàn)后就開始下降。

5.2.1 無遮陽窗溫度分析

從無遮陽室外空氣與無遮陽窗外表面溫度、無遮陽窗內(nèi)表面溫度、無遮陽窗內(nèi)空氣溫度的數(shù)據(jù)分析中（篇幅所限無列圖）可以看出無遮陽室外空氣溫度與無遮陽外表面溫度近似滿足直線關(guān)系；無遮陽室外空氣溫度與無遮陽內(nèi)表面溫度近似滿足直線關(guān)系；窗內(nèi)外表面溫度和室內(nèi)空氣溫度的溫差情況。

5.2.2 有遮陽窗溫度分析

從無遮陽室外空氣與有遮陽窗外表面溫度、有遮陽窗內(nèi)表面溫度、有遮陽窗內(nèi)空氣溫度、有遮陽窗外空氣溫度數(shù)據(jù)分析中（篇幅所限未列圖）可以看出無遮陽室外空氣溫度與有遮陽外表面溫度近似滿足直線關(guān)系；無遮陽室外空氣溫度與有遮陽內(nèi)表面表面溫度近似滿足直線關(guān)系；外遮陽對(duì)房間溫度降低到舒適范圍有明顯的效果；在外遮陽的情況下，由于遮陽使玻璃內(nèi)表面溫度降低,使玻璃內(nèi)側(cè)和室內(nèi)空氣換熱量減小。從而室內(nèi)空氣溫度降低；在外遮陽的情況下，有遮陽的室內(nèi)空氣溫度有效降低，從而影響窗內(nèi)外的熱傳導(dǎo)。

5.2.3 溫差分析

從無遮陽室外空氣與無遮陽窗內(nèi)外表面溫差、有遮陽窗內(nèi)外表面溫差、無遮陽窗內(nèi)外空氣溫差、有遮陽窗內(nèi)外空氣溫差數(shù)據(jù)分析中（篇幅所限未列圖）可以看出五月份氣溫相對(duì)七、八月份較低些，室內(nèi)外空氣和內(nèi)外表面溫差大小相對(duì)七、八月份來說較??；無遮陽內(nèi)外表面溫差基本上大于有遮陽內(nèi)外表面溫差，說明在這樣的情況下，有效降低了室內(nèi)空氣溫度；有無遮陽內(nèi)外表面溫差在11點(diǎn)到15點(diǎn)之間，也就是全天氣溫最高的時(shí)間段，溫差最大；由圖可以可看出有遮陽的內(nèi)外空氣溫差圖較無遮陽內(nèi)外空氣溫差圖，顯示出的規(guī)律要強(qiáng)點(diǎn)。有遮陽內(nèi)外空氣溫差基本隨著溫度的升高而呈一定的線性關(guān)系；有無遮陽內(nèi)外空氣溫差在11點(diǎn)到15點(diǎn)之間，也就是全天氣溫最高的時(shí)間段，溫差最大。

建筑外遮陽具有一定的降耗效果，是一種行之有效的降耗方案。除了調(diào)節(jié)見光、防止眩光，合理的建筑外遮陽可明顯減少空調(diào)的功耗。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析得出以下結(jié)論。

①有無遮陽，內(nèi)空氣最高溫度一般發(fā)生在14: 00～15:30之間。溫度變化曲線9:00～13:00前上升的比較緩慢，從16:00開始下降的比較快。一般情況下，室內(nèi)最高溫度都有滯后效應(yīng)。

②有無遮陽室外空氣溫度與有無遮陽外表面、內(nèi)表面溫度近似滿足直線關(guān)系。

③在遮陽的情況下，由于遮陽使玻璃內(nèi)表面溫度降低，使玻璃內(nèi)側(cè)和室內(nèi)空氣換熱量減小，從而室內(nèi)空氣溫度降低。在遮陽情況下，溫度高時(shí)，內(nèi)外表面溫差和室內(nèi)外空氣溫差比較大，遮陽效果較為顯著。

④無遮陽內(nèi)外表面溫差基本上大于有遮陽內(nèi)外表面溫差，說明在遮陽的情況下，有效降低了室內(nèi)空氣溫度。無遮陽內(nèi)外空氣溫差基本上大于有遮陽內(nèi)外空氣溫差，說明在遮陽的情況下，有效降低了窗戶的傳熱量。

⑤實(shí)測(cè)室外空氣最高溫度在29.7℃～48.4℃之間時(shí)，無遮陽窗內(nèi)外表面最大溫差0.43℃～5.76℃、內(nèi)外空氣最大溫差在0.15℃～14.9℃；有遮陽窗內(nèi)外表面最大溫差1.39℃～4.75℃、內(nèi)外空氣最大溫差在0～9.11℃。

[1]DB33/1015-2015，居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]丁云.夏熱冬冷地區(qū)建筑外遮陽應(yīng)用探討[J].華中建筑，2016(1)：70-73.

[3]魏新華.冬暖夏熱地區(qū)建筑外遮陽一體化設(shè)計(jì)的思考[J].門窗，2016(3)：254-255.

[4]李志忠.南方住宅外遮陽常用措施及改進(jìn)方法[J].廣州建筑，2016，44 (1)：6-12.

[5] 曾曉磊.外遮陽系統(tǒng)對(duì)建筑節(jié)能和外立面的啟示[J].建材與裝飾, 2016(15)：95-97.

TU201.5

A

1007-7359（2016）05-0247-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.088

溫州市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)課題《溫州市建筑外遮陽一體化設(shè)計(jì)研究》。

曾理（1980-），男，浙江溫州人，畢業(yè)于湖南工業(yè)大學(xué)，學(xué)士，高級(jí)工程師。