建筑遮阳与自然通风技术

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第一节 建筑遮阳的概念
建筑遮阳的目的是阻断阳光直射,好处有四个:
(1)可以避免建筑维护结构被过度加热而通过二次 辐射和对流的方式加大室内热负荷。除了可以大大减少 通过建筑维护结构进入室内的热量,还能降低建筑维护 结构的日温度波幅,从而起到了防止维护结构裂,延长 其使用寿命的作用;
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第一节 建筑遮阳的概念
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第一节 建筑遮阳的概念 一 建筑遮阳的意义
在我国南方炎热地区,日照时间长,太阳辐射强 烈,建筑物的某些部位或构件如窗口、外廊、橱窗、 中庭屋顶与玻璃幕墙等需要调节太阳直射辐射,以 扬其利而避其害。最常见与最具代表性的是窗口遮
阳。
目前一般建筑以气温29 ℃、日辐射强度280W/ m² 左右作为必需设遮阳的参考界限。
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第五节 房间自然通风
自然通风的概念 自然通风的降温效果 自然通风的设计方法
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第五节 房间自然通风
5.1 自然通风的概念
建筑自然通风是由于建筑物的开口处(门、窗等) 存在压力差而产生的空气流动。 按照压力差产生的机理不同,建筑自然通风可以分 为: 风压通风 热压通风
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第五节 房间自然通风
遮阳对室内气温的影响
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第三节 建筑遮阳的效果
3.2 遮阳的节能效果
建筑遮阳主要在两方面对于建筑节能起到重要的作用: 遮阳措施能有效阻挡大量的太阳辐射进入室内,降 低建筑物夏季空调制冷负荷; 遮阳板能将直射阳光转化成柔和的漫射光,改善室 内光环境质量,从而减少日间人工照明能耗。
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第三节 建筑遮阳的效果
在严寒地区和寒冷地区,对于夏季的遮阳措施要兼 顾考虑不能阻挡冬季对太阳热能的利用,宜采取如竹帘、 软百叶、布篷等可拆除的遮阳措施;
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第四节 遮阳技术的适用性
遮阳的措施多种多样,针对特定建筑项目的不同地 理位置、朝向以及建筑的不同用途,不存在某一种遮阳 措施普遍适用的情况: 在夏热冬冷地区和温和地区,夏季遮阳措施对冬季 的影响相对小一些,宜采用活动式遮阳; 在夏热冬暖地区,夏季的遮阳可不考虑冬季对太阳 辐射的遮挡,可采用固定式遮阳,但仍以活动式遮阳为 最佳。
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第四节 遮阳技术的适用性
具体到某气候区特定的建筑,遮阳形式的选择应考 虑以下因素: 不同建筑方位遮阳需求 对遮阳的需求程度的建筑方位排序依次为水平屋顶、 西向、西南向、东向、东南向、南向、西北向、东北 向、北向。
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第四节 遮阳技术的适用性
不同建筑方位遮阳形式的选择 • • 南向:在我国,南向比较合适的遮阳方式是水平固 定式遮阳; 东、西向:对于建筑的东西向,最合适的遮阳形式 为挡板式遮阳,但固定垂直式遮阳的实际遮阳效果 很差,而且会阻挡冬季阳光入室。而活动式垂直遮 阳在东西向的遮阳效果非常好,因而东西向遮阳的 最佳选择为活动式垂直遮阳; 东南、西南向:应选择综合式遮阳形式,但构件尺 寸应根据朝向角度不同进行设计;
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
采取窗口遮阳,可以防止直射阳光进入室内而引起的 室内过热。而且窗口遮阳还可以防止直射阳光引起的 炫目现象,防止直射阳光使某些物品变质、老化。 窗口遮阳按照遮阳构件能否随季节与时间的变换进行 角度和尺寸的调节,甚至在冬季便于拆卸的性能,可 以划分为固定式遮阳和活动遮阳(可调节式遮阳)两 大类型。
2.2 屋顶遮阳
屋顶构架遮阳实例:华南理工大学逸夫人文馆
华南理工大学逸夫人文馆屋顶构架遮阳设计
华南理工大学逸夫人文馆屋顶构架遮阳 22
第二节 建筑遮阳形式
2.3 墙面遮阳
无论对于居住建筑,还是公共建筑,外墙作为建筑的主
要组成部分,是影响室内热环境和建筑能耗的重要部位。 而外墙遮阳设计,尤其是西墙“西晒”怎样处理的问题, 一直是整个建筑界非常关注的问题,同时外墙作为整个 建筑物最主要的部分,与建筑的整体艺术造型息息相关, 因而墙面遮阳设计要综合考虑到其遮阳隔热效果和建筑 艺术效果。
2.1 窗口遮阳
通过遮阳技术控制屋顶的太阳辐射照度,屋顶的传热负
荷可削减近70%,节能效果十分显著,同时也大大改善 了顶层房间的热环境状况;
通过对建筑屋顶的遮阳,可以减小屋顶日温度波幅,从
而减小其产生热裂的可能性。
北京地区全年太阳辐射总量图
广州地区主要朝向的太阳辐射强度图
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第二节 建筑遮阳形式
(4)可以防止直射阳光,尤其是其中的紫外线对室内物 品的危害。
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第二节 建筑遮阳方式
建筑遮阳类型很多,遮阳设施从总体上可以分为永 久性和临时性两大类,临时性遮阳是指在窗口设置的布 帘、竹帘、软百叶、帆布蓬等。永久性遮阳是指在建筑 维护结构上各部位安装的长期使用的遮阳构件。
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第二节 建筑遮阳方式
夏季太阳辐射造成室内过热的途径分为通过窗口直 接进入室内和加热外围护结构表面两种,本节以遮挡太 阳辐射传热途径为依据将建筑遮阳划分为窗口遮阳、屋 顶遮阳、墙面遮阳和入口遮阳。
建筑遮阳的目的是阻断阳光直射,好处有四个:
(2)有效的防止太阳辐射进入室内,不仅改善室内热环 境,而且可以大大降低建筑的夏季空调制冷负荷;
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第一节 建筑遮阳的概念
建筑遮阳的目的是阻断阳光直射,好处有四个:
(3)建筑遮阳能够有效的防止眩光,起到改善室内光环 境的作用;
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第一节 建筑遮阳的概念
建筑遮阳的目的是阻断阳光直射,好处有四个:
防晒墙
清华大学设计中心楼 25
2.3 墙面遮阳
绿化遮阳:落叶植物(树木或藤蔓植物)在夏季可以 最大限度的遮挡阳光,而在冬季叶片脱落,阳光可以 穿越而进入室内。一般来说,蔓藤植物可以让夏季西 墙的热流量降低30%。 需要注意的问题: 正确选择植物种类;
要做好植物攀爬用的固定构件设计,不要让植物直 接附着在外墙上,否则既减弱了墙体自身的散热性能, 也会使建筑显得形态臃肿,建筑轮廓模糊,容易使建 筑产生年久失修的感觉;
缺点:造价较高,而且一旦出现故障,修理较困难,从
而可能长时间丧失遮阳调节功能。
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
从遮阳的适用范围分,窗口遮阳的型式可以分为五种:
水平式遮阳 垂直式遮阳 综合式遮阳
挡板式遮阳
百叶式遮阳
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
实例1:水平式遮阳
长沙山水芙蓉别墅
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第三节 建筑遮阳的效果
3.3 遮阳的调光效果
建筑遮阳对于天然采光有两个方面的影响:
建筑遮阳可以阻挡直射阳光进入,或将其转化为比 较柔和的漫射光,避免眩光直射工作面,从而满足人 们对照明质量的要求,减少日间人工照明的能耗; 建筑遮阳措施确实会降低室内照度水平。据观察, 一般室内照度大约降低 53%~73% ,但室内照度的分 布则比较均匀。
要防止蔓藤植物带来的虫害。
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第二节 建筑遮阳形式
2.3 墙面遮阳
绿化遮阳实例:
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第二节 建筑遮阳形式
2.4 入口遮阳
建筑物入口作为连接建筑室外与室内的过渡空间, 除了具有很重要的引导功能外,还是进入建筑或经过 建筑的人员暂时停留或通过的空间。为了给人们提供 一个良好的热环境,需要对建筑入口做遮阳处理。 入口遮阳主要有两种方式: 入口附加构件遮阳; 建筑自身构件遮阳。
大屋顶建筑
“骑楼”建筑
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第三节 建筑遮阳的效果
一、遮阳的降温效果; 二、遮阳的节能效果; 三、遮阳的调光效果; 四、遮阳对通风的影响。
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第三节 建筑遮阳的效果
3.1 遮阳的降温效果
遮阳能有效防止室内空气温度上升。而且由于设置了 遮阳,室温的波幅值较小,室内最高温度出现的时间也 推迟了,这对空调房间减少冷负荷是很有利的,而且房 间内的温度场分布更均匀。
根据调节主体不同,可分为手控(或遥控)可调遮阳和 自控可调遮阳。
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
手控可调遮阳:
优点:造价低、设备简单; 缺点:需要工作人员不停的根据室外环境参数去调节,
使室内环境处于最优。 自控可调遮阳:
优点:能够根据室外日照情况自动调节遮阳板的角度甚
至遮阳收缩,使室内具有良好的光环境;
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3.4 遮阳对通风的影响
遮阳设施的使用对于房间的自然通风有两个方面的影 响: 遮阳板会对房间的通风有一定的阻挡作用,是室内 的风速有所降低; 遮阳板对建筑的通风又会起到一定的引导作用。
遮阳板参数的导风作用
马来西亚Menara Umno 大厦
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第四节 遮阳技术的适用性
遮阳的措施多种多样,针对特定建筑项目的不同地 理位置、朝向以及建筑的不同用途,不存在某一种遮阳 措施普遍适用的情况:
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
固定式遮阳:
Hale Waihona Puke Baidu
优点:结构简单,成本低,维护方便;
缺点:不能遮挡住所有时间段的直射阳光,以及对采 光和视线、通风的要求缺乏灵活性应对。
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
活动式遮阳:可以根据季节、时间的变化以及天空的阴 暗情况,任意调整遮阳板的角度;在寒冷季节,为了避 免遮挡太阳辐射,争取日照,还可以拆除。这种遮阳灵 活性大,使用科学合理,因此近年来在国内外得到了广 泛的应用。
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第四节 遮阳技术的适用性
不同建筑方位遮阳形式的选择


东北、西北向:垂直遮阳板是较好的选择,同样的, 构件尺寸应根据朝向角度不同进行设计;
北向:对我国大部分地区而言,夏季太阳仅在日出 和日落时的短暂时间照射到北窗,对北窗的影响很 小,一般可不采取遮阳措施; 屋顶:由于水平屋顶接受的太阳辐射是西墙接受的 辐射量的2倍,所以,对屋顶进行遮阳非常有必要。 对于不同的气候区因地制宜的考虑对阳光能有效进 行遮挡的构件即可。
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第二节 建筑遮阳形式
2.4 入口遮阳
入口附加构件遮阳:当前建筑的入口遮阳多采用在 入口上方架设水平遮阳构架,以达到遮阳防晒的目的, 同时还能防雨。
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第二节 建筑遮阳方式
2.4 入口遮阳
建筑自身构件遮阳:入口遮阳还可以通过建筑自身体 型凹凸形成的阴影实现有效遮阳。例如我国传统建筑的 大屋顶以及广州地区的“骑楼”建筑。在达到入口遮阳 的同时,也与建筑有机的结合在一起。
第十章 建筑遮阳与自然通风 技术
第一节 建筑遮阳的概念 一 建筑遮阳
在夏热地区,遮阳对降低建筑能耗,提高室内居住 舒适性有显著的效果。
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第一节 建筑遮阳的概念 一 建筑遮阳的意义
建筑遮阳是为了避免阳光直射室内,防止建筑物的 外围护结构被阳光过分加热,从而防止局部过热和 眩光的产生,以及保护室内各种物品而采取的一种 必要的措施。它的合理设计是改善夏季室内热舒适 状况和降低建筑物能耗的重要因素。
5.1 自然通风的概念
风压通风:利用建筑迎风面和背风面产生的压力差 来实现建筑物的自然通风,通常所说的“穿堂风” 就是风压通风的典型范例。
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第五节 房间自然通风
5.1 自然通风的概念
风压计算公式:
v e p K 2g
2
p v
g
K
——风压,Pa; ——风速,m/s; ——室外空气密度,kg/m3; ——重力加速度,m/m2; ——空气动力系数。
3.2 遮阳的节能效果
遮阳系数:是指在照射时间内,透进有遮阳窗口的太阳辐 射量与透进无遮阳窗口的太阳辐射量的比值。系数越小, 说明透过窗口的太阳辐射热量愈小,防热效果愈好。
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第三节 建筑遮阳的效果
3.2 遮阳的节能效果
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3.2 遮阳的节能效果
遮阳对太阳辐射的阻挡效果是显著的:
广州地区主要朝向遮阳效果
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
实例2:垂直式遮阳
亚利桑那州凤凰城中央图书馆
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
实例3:综合式遮阳
昌迪加尔议会大厦及高等法院
高雄小港图书馆
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第二节 建筑遮阳形式
2.1 窗口遮阳
实例4:挡板式遮阳
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2.1 窗口遮阳
实例5:百叶式遮阳
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第二节 建筑遮阳形式
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墙体遮阳设计的方法有很多种,这里主要介绍墙面整体
遮阳和绿化遮阳。
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第二节 建筑遮阳形式
2.3 墙面遮阳
墙面整体遮阳:要综合考虑遮挡太阳辐射和建筑形体 艺术效果。 一种是在建筑的外墙外部设置可调节遮阳板或可回 收的遮阳布帘;
北欧五国驻德国使馆中心
可调节遮阳板 24
2.3 墙面遮阳
另一种做法是设置“防晒墙”,防晒墙一般用于建筑的 东西墙,这面墙完全与建筑脱开,防晒墙在夏季与过渡 季节,可以完全遮挡西晒的直射阳光。同时防晒墙与建 筑主体之间的空隙不仅有利于室内外空气的流通,还可 以保证主体建筑室内的均匀天光照明。
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