【摘要】目的,研究我國(guó)不同太陽(yáng)能資源地區(qū)遮陽(yáng)方式對(duì)建筑能耗的影響,利用建筑遮陽(yáng)改善室內(nèi)采光條件與空調(diào)及采暖能耗。方法,以我國(guó)太陽(yáng)能資源分區(qū)為條件,結(jié)合不同遮陽(yáng)方式的特點(diǎn),制定不同氣候地區(qū)的遮陽(yáng)方案。結(jié)果,由于夏熱冬暖地區(qū)陽(yáng)光輻射較大,屋頂宜采用“雙層屋面”遮陽(yáng)方式。夏熱冬冷地區(qū)與寒冷地區(qū)在保證夏季遮陽(yáng)的同時(shí)要滿足冬季采光,減少冬季采暖能耗,故該地區(qū)宜采用可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)。結(jié)論,不同太陽(yáng)能資源地區(qū)采取不同遮陽(yáng)方式能有效利用太陽(yáng)能減少建筑能耗。
【關(guān)鍵詞】預(yù)制清水混凝土;外墻掛板;工程應(yīng)用
1、國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能資源分布情況
根據(jù)全國(guó)范圍內(nèi)太陽(yáng)能輻射量的大小,可分為五類地區(qū)。
一類地區(qū):年日照時(shí)數(shù)3200-3300h/a,年輻射總量6680-8400MJ/㎡·a,等量熱量所需標(biāo)準(zhǔn)燃煤225~285kg,主要分布于寧夏北部,甘肅北部,新疆南部,青海西部,西藏西部;二類地區(qū):年日照時(shí)數(shù)3000-3200h/a,年輻射總量5852-6680MJ,/㎡·a,等量熱量所需標(biāo)準(zhǔn)燃煤200-225kg,主要分布于河北西北部,山西北部,內(nèi)蒙南部,寧夏南部,甘肅中部,青海東部,西藏東南部,新疆南部;三類地區(qū):年日照時(shí)數(shù)2200-3000h/a,年輻射總量5016-5852MJ/㎡·a,等量熱量所需標(biāo)準(zhǔn)燃煤170-200kg,主要分布于山東,河南,河北東南部,山西南部,新疆北部,吉林,遼寧,云南,陜西北部,甘肅東南部,廣東南部;四類地區(qū):年日照時(shí)數(shù)1400-2000h/a,年輻射總量4180-5016MJ/㎡·a,等量熱量所需標(biāo)準(zhǔn)燃煤140-170kg,主要分布于湖南,廣西,江西,浙江,湖北,福建北部,廣東北部,陜西南部,安徽南部;五類地區(qū):年日照時(shí)數(shù)1000-1400h/a,年輻射總量3344-41 80MJ/㎡a,等量熱量所需標(biāo)準(zhǔn)燃煤115-140kg,主要分布于四川、貴州大部分地區(qū)。
一、二、三類地區(qū)約占全國(guó)總面積的2/3以上,年太陽(yáng)輻射總量高于5000 MJ/㎡,年日照時(shí)數(shù)大于2000h,具有利用太陽(yáng)能的良好條件。特別是一、二類地區(qū),正是我國(guó)人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、邊遠(yuǎn)的廣大西北地區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后??沙浞掷卯?dāng)?shù)刎S富的太陽(yáng)能資源,采用太陽(yáng)光發(fā)電技術(shù),發(fā)展經(jīng)濟(jì),提高人民生活水平。
2、不同太陽(yáng)能資源地區(qū)遮陽(yáng)方式
我國(guó)處于北半球,多數(shù)地區(qū)屬于亞熱地帶。我國(guó)建筑南向多采用水平遮陽(yáng)方式,東西向采用垂直遮陽(yáng)方式。我國(guó)大陸地區(qū)主要為夏熱冬暖、夏熱冬冷及寒冷地區(qū)三種主要區(qū)域,另有嚴(yán)寒地區(qū)及熱帶地區(qū),本文只研究前三類主要地區(qū)的遮陽(yáng)方式。
夏熱冬暖地區(qū)多位于我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū),天氣較炎熱。采暖及制冷方式主要為空調(diào),故建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱十分重要。夏熱冬暖地區(qū)建筑規(guī)定了在不同窗墻比時(shí)外窗的“綜合遮陽(yáng)系數(shù)”限值.所謂“綜合遮陽(yáng)系數(shù)”是考慮窗本身和窗外遮陽(yáng)裝置綜合遮陽(yáng)效果的一個(gè)系數(shù).其值為窗本身的遮陽(yáng)系數(shù)與窗戶外遮陽(yáng)系數(shù)的乘積(見(jiàn)表1)。
夏熱冬暖地區(qū)建筑遮陽(yáng)主要分為南向遮陽(yáng)、東西向遮陽(yáng)以及屋頂遮陽(yáng)。尤其在夏熱冬暖地區(qū),屋頂遮陽(yáng)比較重要,低緯度地區(qū)太陽(yáng)高度角較大,屋頂陽(yáng)光輻射較大,采取必要的遮陽(yáng)措施對(duì)建筑隔熱保溫具有很重要的意義。
(1)南向遮陽(yáng)。夏熱冬暖地區(qū)具有高強(qiáng)度太陽(yáng)輻射,南窗采取遮陽(yáng)措施是非常必要的。由于南方地區(qū)地處低緯度地區(qū),太陽(yáng)高度角較大,水平遮陽(yáng)在南向窗戶上可以達(dá)到很好的遮陽(yáng)效果。
(2)西向遮陽(yáng)。夏熱冬暖地區(qū)東西向窗戶隨著太陽(yáng)高度角的降低,水平遮陽(yáng)對(duì)陽(yáng)光的遮擋起不到太大的作用.垂直遮陽(yáng)開(kāi)始起作用。同時(shí).夏熱冬暖地區(qū)夏季盛吹東南(或南)風(fēng),垂直遮陽(yáng)能起引導(dǎo)風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)的作用,改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。因此.對(duì)于東西向窗口采取垂直遮陽(yáng)或綜合遮陽(yáng)更為合適。
(3)屋頂遮陽(yáng)。在夏熱冬暖地區(qū),夏季氣候炎熱,太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大,太陽(yáng)高度角較大,且炎熱高溫季節(jié)時(shí)間較長(zhǎng),屋頂是建筑物吸熱的關(guān)鍵部位。針對(duì)屋頂強(qiáng)陽(yáng)光輻射,可采用名為“雙層屋面”的屋頂設(shè)計(jì)通過(guò)利用兩個(gè)屋面間空間通風(fēng)使得屋面在帶走大量熱量的同時(shí)為下層屋面提供遮陽(yáng).減小因屋面溫度過(guò)高而對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。
我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)與夏熱冬冷地區(qū)相似,夏季通過(guò)遮陽(yáng)減少進(jìn)入室內(nèi)的陽(yáng)光,減少空調(diào)負(fù)荷;冬季,建筑室外遮陽(yáng)通常設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)式遮陽(yáng)百葉或遮陽(yáng)板。針對(duì)寒冷地區(qū)低溫和風(fēng)力較大的特點(diǎn),室外遮陽(yáng)系統(tǒng)應(yīng)為耐低溫材料,且安裝時(shí)應(yīng)采取加固措施,防止因冬季風(fēng)大造成遮陽(yáng)構(gòu)件晃動(dòng)或脫落等現(xiàn)象。
結(jié)論:
由于夏熱冬暖地區(qū)陽(yáng)光輻射較大,屋頂宜采用“雙層屋面”遮陽(yáng)方式。夏熱冬冷地區(qū)與寒冷地區(qū)在保證夏季遮陽(yáng)的同時(shí)要滿足冬季必要采光需要,減少冬季采暖能耗,故該地區(qū)宜采用可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)。