建筑物理課件5

河北工程大學(xué)建筑學(xué)院

孫鳳明2/3/20231第五章建筑防熱第五章建筑防熱室外熱作用的特點(diǎn)及室外綜合溫度圍護(hù)結(jié)構(gòu)夏季隔熱評(píng)價(jià)方法圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱能力的選擇和隔熱措施建筑的自然通風(fēng)干熱地區(qū)的建筑防熱窗口遮陽(yáng)2/3/20232第五章建筑防熱第一節(jié)夏季室外熱作用的特點(diǎn)及室外綜合溫度一、室外熱作用

夏季，對(duì)建筑防熱來(lái)說(shuō)最不利的情況是在晴天，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度很大。白天，在強(qiáng)烈陽(yáng)光照射下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的溫度大大高于室內(nèi)的空氣溫度，熱量從圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面向室內(nèi)傳遞。夜間，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的溫度迅速降低，由于受向天空長(zhǎng)波輻射的影響，外表面溫度甚至可低于室外空氣溫度。對(duì)多數(shù)無(wú)空調(diào)的建筑來(lái)說(shuō)，在夜間，熱量是從室內(nèi)向室外傳遞，因此夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳熱是以24小時(shí)為一周期的波動(dòng)熱作用。圖5－l為北京地區(qū)某建筑屋頂夏季在綜合溫度作用下的外表面和內(nèi)表面的溫度實(shí)測(cè)資料。2/3/20233第五章建筑防熱圖5－1在太陽(yáng)輻射熱作用下某建筑的屋頂溫度實(shí)測(cè)結(jié)果

根據(jù)夏季熱作用的特點(diǎn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱效應(yīng)按周期性不穩(wěn)定傳熱來(lái)計(jì)算，評(píng)價(jià)圍護(hù)結(jié)構(gòu)防熱優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)也主要是其抵抗波動(dòng)熱作用的能力。2/3/20234第五章建筑防熱二、室外綜合溫度室外綜合溫度是將室外氣溫和太陽(yáng)輻射對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱作用所產(chǎn)生的當(dāng)量溫度綜合成的一個(gè)室外氣象參數(shù)，以tsa表示。其計(jì)算式為:tsa＝te＋ρsI/αe（5－1）式中：tsa－－室外綜合溫度，℃；te－－室外空氣溫度，℃ρs－－圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收系數(shù)，其值可查表5－1；I－－太陽(yáng)輻射照度，w/m2；αe－－外表面換熱系數(shù)，w/m2·k。（夏季的外墻和屋頂取19.0w/m2·k。）2/3/20235第五章建筑防熱表5－1太陽(yáng)輻射吸收系數(shù)ρs值摘自《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50176-93）

在式（5－1）中的ρsI/αe稱為太陽(yáng)輻射的“當(dāng)量溫度”，或“等效溫度”，以teq表示：即，teq＝ρsI/αe（5－2）2/3/20236第五章建筑防熱圖5－2為綜合溫度的組成，它是根據(jù)實(shí)測(cè)的室外空氣溫度和一屋頂外表面的日輻射照度按式（5－1）逐日計(jì)算得出的。綜合溫度隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)的朝向及外表面對(duì)日輻射的吸收率不同而有很大變化。圖5－3表示不同朝向?qū)κ彝饩C合溫度的影響。由于各朝向表面所接受的太陽(yáng)輻射照度有很大差異，對(duì)同樣作法的外墻，東西向的室外綜合溫度最高值可以比南向墻的綜合溫度最高值大很多。2/3/20237第五章建筑防熱圖5－2室外綜合溫度組成圖5－3夏季各朝向室外1.室外綜合溫度；綜合溫度舉例（在北緯30°）2.太陽(yáng)輻射等效溫度；3.室外空氣溫度2/3/20238第五章建筑防熱綜合溫度是以一日為周期波動(dòng)的，式（5－1）僅給出了一般表達(dá)式，為了進(jìn)行隔熱計(jì)算，還必須確定綜合溫度的最大值、晝夜平均值和晝夜溫度波動(dòng)振幅。

1.綜合溫度平均值（tsa）按下式計(jì)算tsa＝te＋ρsI/αe（5-3）式中te——室外日平均氣溫，℃；I——日平均太陽(yáng)輻射照度，w／m2。我國(guó)主要城市夏季的日平均輻射照度值，按《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50176－93）采用

2.綜合溫度最大值按下式計(jì)算tsamax＝tsa＋Atsa（5－4）式中：tsamax——綜合溫度最大值，℃；tsa－－綜合溫度平均值，℃；Atsa－－綜合溫度波動(dòng)振幅，即綜合溫度最大值與平均值之差?！?。2/3/20239第五章建筑防熱其中，綜合溫度波動(dòng)振幅Atsa受室外空氣溫度振幅和日輻射等效溫度振幅的共同影響，其表達(dá)式為：

Atsa=(Ate+Ateq)β（5－5）式中：Ate——室外氣溫振幅，℃；Ateq——太陽(yáng)輻射等效溫度振幅℃，其表達(dá)式為：Ateq＝(Imax-I)ρs/αeImax,I——分別為日輻射照度最大值及平均值，w／m2，可查規(guī)范（GB50176－93）；

β——時(shí)差修正系數(shù)。考慮到室外氣溫最大值temax與日輻射等效溫度最大值teqmax出現(xiàn)的時(shí)間不一致，故兩者的振幅不能取簡(jiǎn)單的代數(shù)和，應(yīng)乘以修正系數(shù)β。β值可根據(jù)Ateq與Ate的比值，和Iemax與tmax出現(xiàn)的時(shí)間差，查表5－2而近似求得。2/3/202310第五章建筑防熱表5－2時(shí)差（相位差）修正系數(shù)β值2/3/202311第五章建筑防熱3.綜合溫度最大值的出現(xiàn)時(shí)間τtsamax,可近似地按振幅大小及時(shí)間差，由下式計(jì)算（5－7）式中：τtsamax——綜合溫度最大值的出現(xiàn)時(shí)間，h；

τtemax——室外空氣溫度最大值的出現(xiàn)時(shí)間，h；Δτ——等效溫度最大值出現(xiàn)時(shí)間與室外空氣溫度出現(xiàn)最大值的時(shí)間差，h。2/3/202312第五章建筑防熱【例5一1】計(jì)算北京某一建筑的平屋頂在夏季某日的室外綜合溫度平均值和最高值。已知其為油氈屋面。日輻射吸收系數(shù)ρs值為0.9。當(dāng)日的室外氣溫平均為26.1℃；最高值為30.8℃，出現(xiàn)在15時(shí)。水平面太陽(yáng)輻射照度平均值為162.6W／m2；最高值為661W／m2；出現(xiàn)在12時(shí)?！窘狻竣儆?jì)算綜合溫度平均值tsa：按公式（5－3）：tsa＝26.1+(0.9×162.6)/19＝33.8℃②計(jì)算綜合溫度振幅Atsa：·等效溫度振幅Ateq：用公式Ateq＝(Imax-I)ρs/αe

＝(661-162.6)*0.9/19＝23.6℃·室外空氣溫度振幅Ate：Ate＝30.8-26.1＝4.7℃

2/3/202313第五章建筑防熱·綜合溫度振幅Atsa：Ateq／Ate＝23.6／4.7＝5.02℃以及Imax與temax出現(xiàn)的時(shí)間差為15－12＝3小時(shí)，查表5－2，得時(shí)差修正系數(shù)β＝0.95Atsa＝(Ate+Ateq)β＝(4.7+23.6)0.95＝26.89℃③綜合溫度最高值tsamax及出現(xiàn)時(shí)間τtsamax按式（5－4）

tsamax＝tsa+Atsa＝33.8+26.89＝60.69℃按式（5－7）τtsamax＝15＋23.6*3/(4.7+23.6)＝17.5時(shí)，即在17時(shí)30分。得：綜合溫度平均值為33.8℃，最高值為60.69℃，出現(xiàn)在17時(shí)30分左右。2/3/202314第五章建筑防熱第二節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)夏季隔熱評(píng)價(jià)方法根據(jù)夏季熱作用的特點(diǎn)，衡量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱優(yōu)劣，主要采用的指標(biāo)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)周期性熱作用的衰減倍數(shù)和延遲時(shí)間，以及由此而得出在具體氣象情況下的內(nèi)表明最高溫度?，F(xiàn)分述如下。2/3/202315第五章建筑防熱一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在室外綜合溫度波的作用下，溫度波沿厚度方向逐漸衰減，振幅越來(lái)越小，室外綜合溫度振幅Atsa與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度振幅Aθi的比值，稱為該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的衰減倍數(shù)νo

即νo＝Atsa/Aθi（5－8）式中：νo——圍護(hù)結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)，無(wú)量綱；

Atsa——綜合溫度波動(dòng)振幅，℃；Aθi——內(nèi)表面溫度波動(dòng)振幅，℃。顯然，在同樣的綜合溫度作用下，衰減倍數(shù)越大的圍護(hù)結(jié)構(gòu)其內(nèi)表面的溫度波動(dòng)振幅就越?。灰蚨鴥?nèi)表面的最高溫度也就愈低，即隔熱性能愈好。衰減倍數(shù)值則可根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的構(gòu)造和各層材料特性按下式計(jì)算：2/3/202316第五章建筑防熱圖5－4圍護(hù)結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)計(jì)算式中：e------自然對(duì)數(shù)的底，e＝2.71828…；∑D------圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱惰性指標(biāo)，等于各材料層熱惰性指標(biāo)之和：∑D＝D1+D2+……＋Dn＝R1S1+R2S2+……+RnSn； （5－9）2/3/202317第五章建筑防熱S1,S2,……Sn------各層材料的蓄熱系數(shù)，w/(m2k)；Y1,Y2,……Yn------各層材料的外表面蓄熱系數(shù)，其計(jì)算方法參見(jiàn)本書(shū)第一章，w/(m2k)。二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的延遲時(shí)間延遲時(shí)間指溫度波通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的相位延遲，即內(nèi)表面的最高溫度出現(xiàn)時(shí)間與室外綜合溫度最大值的出現(xiàn)時(shí)間之差，以小時(shí)表示（圖5－5）。2/3/202318第五章建筑防熱圖5－5溫度波的衰減和延遲對(duì)一般實(shí)體結(jié)構(gòu)的延遲時(shí)間（ξo）可按下式計(jì)算:

ξo=(5-10)2/3/202319第五章建筑防熱式中；ξo－－圍護(hù)結(jié)構(gòu)的延遲時(shí)間（h)；Ye一－圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的蓄熱系數(shù)，即圖5－4中最外層外表面的蓄熱系數(shù)，在這里Ye＝Y(jié)n按第1章中公式計(jì)算；Yi－－圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的蓄熱系數(shù)，即圖5－4中第一層（最內(nèi)一層）內(nèi)表面的蓄熱系數(shù)；－－單位換算值，以1小時(shí)為15度，將度換算為小時(shí)；

40.5——單位換算，即將弧度換算成度數(shù)，一弧度等于57.3度，則arctg－－以度計(jì)的反三角函數(shù)。2/3/202320第五章建筑防熱【例5－2】北京某建筑西墻的構(gòu)造如圖5－6，試求其衰減倍數(shù)νo、延遲時(shí)間ξo?！窘狻浚?）計(jì)算各層熱阻R和熱惰性指標(biāo)D：得：∑D＝2.143（2）計(jì)算各材料層外表面的蓄熱系數(shù)Y：（a）圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層的外表面蓄熱系數(shù)（溫度波由外向內(nèi)時(shí)）：D1<1Y1=13.76D2>1Y2=S2=0.93

Y1Y2Y3=YeYi=Y1’Y2’Y3’室內(nèi)123室外508050圖5－6

1.鋼筋混凝土；2.巖棉板；3.鋼筋混凝土2/3/202321第五章建筑防熱D3<1Y3=9.18Ye=Y3=9.18(b)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面蓄熱系數(shù)（溫度波由內(nèi)向外時(shí)）Y’:因D2>1Y2’=S2=0.93故可以直接計(jì)算第一層的Yi’

D1<1Y1’=9.18Yi=Y1’=9.18(3)計(jì)算對(duì)室外綜合溫度波的衰減倍數(shù)νo：(αi取8.7,αe取19)νo=27.58倍(4)計(jì)算對(duì)室外綜合溫度波的延遲時(shí)間ξo：ξo＝5.28小時(shí)2/3/202322第五章建筑防熱三、內(nèi)表面最高溫度一般建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面最高溫度既受室外綜合溫度及圍護(hù)結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)的影響，也受室內(nèi)溫度及其波動(dòng)的影響，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度應(yīng)按下式計(jì)算：(5-12)其中，內(nèi)面平均溫度可按下式計(jì)算：(5-13)式中：θimax——內(nèi)表面最高溫度（℃）ti——室內(nèi)計(jì)算溫度平均值（℃）對(duì)一般無(wú)空調(diào)建筑可取ti=te＋1.5℃te－－室外計(jì)算溫度平均值（℃），按《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范）（GB50176－93）規(guī)定取值。2/3/202323第五章建筑防熱t(yī)sa——室外綜合溫度平均值（℃），按式（5－3）計(jì)算。Atsa——室外綜合溫度振幅（℃），按式（5－5）計(jì)算。Ati——室內(nèi)計(jì)算溫度振幅（℃）按室外計(jì)算溫度振幅減1.5℃，即Ati=Ate－1.5℃

νo——圍護(hù)結(jié)構(gòu)衰減倍數(shù)，按式（5－9）計(jì)算。ξo——圍護(hù)結(jié)構(gòu)延遲時(shí)間，(h)，按式（5－10）計(jì)算。

νi——室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)影響到圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波動(dòng)的衰減倍數(shù)，按下式計(jì)算:（5－14）Yi——內(nèi)表面蓄熱系數(shù)，［W/(m2·K)]，按（5-11）式計(jì)算αi——內(nèi)表面換熱系數(shù)，[W/(m2·K)]按前面表取值；ξi——室內(nèi)最高溫度出現(xiàn)時(shí)間與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間之差，(h），即室內(nèi)溫度影響到內(nèi)表面的延遲時(shí)間，按下式計(jì)算：2/3/202324第五章建筑防熱β－－時(shí)差修正系數(shù)。β值根據(jù)由室外綜合溫度波動(dòng)引起的內(nèi)表面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間與由室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)引起的內(nèi)表面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間的時(shí)間差，和二者引起的內(nèi)表面溫度振幅（即Atsa/νo，和Aθi/ν2）的比值查表5－2可得。在以上計(jì)算中對(duì)一般無(wú)空調(diào)房間，室內(nèi)空氣溫度最大值出現(xiàn)時(shí)間（h），通常取16；室外空氣溫度最大值出現(xiàn)時(shí)間（h），通常取15；太陽(yáng)輻射照度最大值出現(xiàn)時(shí)間（h），通常?。核郊澳舷?，12；東向，8；西向，16。根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50176－93）規(guī)定，在房間為自然通風(fēng)情況下，建筑物的屋頂和東、西外墻的內(nèi)表面最高溫度，應(yīng)低于當(dāng)?shù)厥彝庀募居?jì)算溫度的最高值（℃）即θimax≤temax（5－16）（5－15）2/3/202325第五章建筑防熱t(yī)emax——夏季室外計(jì)算溫度最高值，可在《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50176－93）中查出?！纠?一3】按例5－2所示的西墻構(gòu)造，即已知其傳熱阻為1.46（m2·K)／W，衰減倍數(shù)為25.94倍，延遲時(shí)間為5.15小時(shí)（即5小時(shí)9分），求在以下環(huán)境中這一圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的最高溫度及其出現(xiàn)時(shí)間。已知室外綜合溫度平均值tsa=33.85℃，最高值tsamax＝50.9℃，出現(xiàn)在15時(shí)41分；室外空氣計(jì)算溫度平均值te為30.2℃，最高值temax＝36.3℃，出現(xiàn)在15時(shí)?！窘狻坑捎谝话銦o(wú)空調(diào)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面承受室外綜合溫度和室內(nèi)空氣溫度雙向波動(dòng)作用的影響，需分別加以計(jì)算后綜合得出內(nèi)表面最高溫度。（1）計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面平均溫度θi

2/3/202326第五章建筑防熱(a)室內(nèi)空氣平均溫度，根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)一般無(wú)空調(diào)建筑的室內(nèi)空氣平均溫度按室外空氣平均溫度加1.5℃計(jì)算，得：ti＝te+1.5＝30.2+1.5＝31.7℃(b)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面平均溫度用公式（5－13）計(jì)算

θi＝31.7+0.11(33.85-31.7)/1.46＝31.86℃（2）計(jì)算由綜合溫度波動(dòng)引起的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波動(dòng)振幅Atsa／νo，及引起內(nèi)表面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間τtsaθi

Atsa／νo＝(50.09-33.85)/25.94＝0.63℃

τtsaθi＝15時(shí)41分＋5時(shí)9分＝20時(shí)50分（3）計(jì)算由室內(nèi)溫度波動(dòng)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波動(dòng)振幅Ati/νi及引起內(nèi)表面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間，τtiθi2/3/202327第五章建筑防熱(a)室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)影響到內(nèi)表面溫度波動(dòng)的衰減倍數(shù)νi,用公式（5－14）νi=0.95×(8.72+9.18)/8.72＝1.95倍(b)室內(nèi)空氣波動(dòng)振幅Ati，對(duì)一般無(wú)空調(diào)建筑，室內(nèi)空氣溫度波幅完全按室外空氣溫度波幅減1.5℃計(jì)算，得：

Ati＝Ate－1.5℃=(36.3-30.2)-1.5=4.6℃(c)內(nèi)表面溫度波動(dòng)振幅Ati/νi

Ati/νi＝4.6/1.95=2.36℃(d)室內(nèi)溫度波動(dòng)傳至圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的延遲時(shí)間，按公式(5－15)2/3/202328第五章建筑防熱(e)由室內(nèi)溫度波動(dòng)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的最高溫度出現(xiàn)時(shí)間。因?yàn)槭覂?nèi)最高溫度出現(xiàn)時(shí)間為16時(shí)，則由室內(nèi)溫度波動(dòng)引起內(nèi)表面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間τtiθi應(yīng)為

τtiθi＝16+1.54=17.54時(shí)即17時(shí)32分（4）綜合考慮室外綜合溫度及室內(nèi)空氣溫度的波動(dòng)作用后的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度及其出現(xiàn)時(shí)間。（a）由室外綜合溫度波動(dòng)引起的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度波動(dòng)振幅，Atsa/νo，與由室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)引起的內(nèi)表面溫度波動(dòng)振幅Aθi/νi，之比為：2.36／0.63=3.74（b）由室外綜合溫度引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間τtsaθi和由室內(nèi)空氣溫度引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間τtiθi之差（Δτ）為：Δτ＝τtsaθi－τtiθi＝20時(shí)50分－17時(shí)32分＝3小時(shí)18分即3.3小時(shí)2/3/202329第五章建筑防熱（C）用二者的時(shí)間差（3.3小時(shí)）及振幅比（3.74）查表5－2(小數(shù)點(diǎn)后用插入法計(jì)算）得出：

β＝0.935（d）按（5－12）式得圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度

θimax＝31.86＋（0.63＋2.36)×0.935＝34.66℃（e）圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間，參照公式（5一7）考慮時(shí)間差和振幅比

τθimax＝17.54十0.63×3.3/(2.36+0.63)＝18.29時(shí)，即18時(shí)17分得圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面最高溫度為34.66℃，出現(xiàn)在18時(shí)17分。2/3/202330第五章建筑防熱第三節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱能力的選擇和隔熱措施隔熱能力的選擇外墻和屋頂?shù)母魺岽胧┎ＡУ母魺?/3/202331第五章建筑防熱一、隔熱能力的選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱能力的選擇需考慮以下幾方面：1、建筑類型對(duì)于多數(shù)無(wú)空調(diào)的建筑，夏季主要是隔絕太陽(yáng)輻射熱的影響，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不高于室外空氣溫度，并且在夜間降溫后室內(nèi)熱量能盡快散發(fā)出去。對(duì)于有空調(diào)的建筑，為了保持室內(nèi)氣溫穩(wěn)定、減少空氣調(diào)節(jié)的能耗，要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能優(yōu)于一般建筑。2/3/202332第五章建筑防熱

2、氣候特點(diǎn)

干熱地區(qū)，由于日夜溫差大，宜用熱惰性指標(biāo)大的比較厚重的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，增加對(duì)溫度波動(dòng)的衰減和延遲；在濕熱地區(qū)，氣候特點(diǎn)是日夜溫差較小，濕度大，建筑內(nèi)主要靠通風(fēng)降溫，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo)的要求相對(duì)較低。

3、建筑使用特點(diǎn)根據(jù)建筑的功能，對(duì)于主要在白天使用的房間（如辦公室），最好將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表明出現(xiàn)最高溫度的時(shí)間和使用時(shí)間錯(cuò)開(kāi)。

4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)朝向由于建筑的各朝向所受夏季日輻射作用的強(qiáng)度不同，屋頂是隔熱重點(diǎn)，其次是東、西向的墻和窗，再次為南向，最后為北向的墻和窗。2/3/202333第五章建筑防熱二、外墻和屋頂?shù)母魺岽胧?、建筑的外表面采用淺色的粉刷或飾面，以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面對(duì)日輻射的吸收率，從而降低室外綜合溫度。如屋頂用白色防水涂料或用白色石子代替黑色石子作為瀝青油氈防水的防護(hù)層，便可以大大降低屋頂?shù)耐獗砻鏈囟?。圖5－7為黑色、淺綠色、白色3種面層在陽(yáng)光作用下的表面溫度對(duì)比。從中可以看出，白色表面的最高溫度可比黑色表面低25℃～30℃。這樣，對(duì)同樣構(gòu)造的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，只要改變外表面顏色，便可以取得較好的隔熱效果。所以，建筑的外表面宜選擇對(duì)日輻射的吸收率（ρs）小的材料作面層。

2/3/202334第五章建筑防熱2/3/202335第五章建筑防熱

2.用實(shí)體隔熱材料或帶有封閉空氣間層的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用隔熱材料提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻（R）和熱惰性指標(biāo)（D）值，從而加大對(duì)波動(dòng)熱作用的阻尼作用，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有較大的衰減倍數(shù)（ν0）和延遲時(shí)間（ξ0）值，可以降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的平均溫度和最高溫度。如圖5－8及表5－3為兩種構(gòu)造的屋頂隔熱實(shí)測(cè)值，（a）屋頂比(b)屋頂增加了125mm厚的加氣混凝土隔熱層，從而提高了其熱阻和熱惰性指標(biāo)。圖5－82/3/202336第五章建筑防熱從實(shí)測(cè)結(jié)果看出，在同樣的室外綜合溫度作用下，(b)屋頂?shù)膬?nèi)表面最高溫度比(a)屋頂?shù)?0℃，最高溫度的降低很明顯。同時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面日夜的平均溫度和波動(dòng)振幅也都有所降低，但由于夜間散熱較慢，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面夜間最低溫度與(a）屋頂就相差不明顯.這種構(gòu)造對(duì)于日夜溫差較大，或夏熱冬冷地區(qū)更為適合。2/3/202337第五章建筑防熱應(yīng)用帶有封閉空氣間層的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如空心大板屋頂，利用封閉空氣間層隔熱，為提高間層隔熱能力，可在間層內(nèi)鋪設(shè)反射系數(shù)大的材料如鋁箔，以減少輻射傳熱量，封閉的鋁箔空氣間層質(zhì)輕且隔熱效果好，對(duì)發(fā)展輕型屋頂很有意義。

3.在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)通風(fēng)間層，作成通風(fēng)屋頂或通風(fēng)墻，這些間層與室外相通，利用熱壓和風(fēng)壓作用使間層內(nèi)的空氣流動(dòng)，從而帶走大部分進(jìn)入間層的輻射熱，減少了通過(guò)下層圍護(hù)結(jié)構(gòu)向室內(nèi)的傳熱，它可以有效地降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度。這比較適合于濕熱地區(qū)要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)白天隔熱好而夜間又散熱快的建筑。通風(fēng)屋頂?shù)男问饺鐖D5－9所示。2/3/202338第五章建筑防熱圖5－9間層通風(fēng)的組織形式2/3/202339第五章建筑防熱為取得良好的通風(fēng)效果，屋頂風(fēng)道長(zhǎng)度不宜超過(guò)10m，通風(fēng)間層高度不低于200mm以200～300mm左右為宜；其面層采用不保溫材料，基層則應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋馗魺釋印Ｍ瑫r(shí)，為了加大風(fēng)壓通風(fēng)的效果，應(yīng)盡量使風(fēng)口朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向。其檐口形式亦應(yīng)注意有利于將風(fēng)引入通風(fēng)間層。例如圖5－9（a）中的有兜風(fēng)檐口，它的特點(diǎn)是在檐口處的屋頂面層挑出以兜住從下而上的氣流導(dǎo)入通風(fēng)間層內(nèi)。為了增加熱壓通風(fēng)效果，還可將出風(fēng)口處的表面涂黑，提高出風(fēng)口處的空氣溫度，如圖5一9(C)。通風(fēng)屋頂?shù)臉?gòu)造舉例如圖5－10。面層材料常用各種預(yù)制薄板，在基層上設(shè)置保溫隔熱和防水層。通風(fēng)間層隔熱能力的計(jì)算可參見(jiàn)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50176-93)。2/3/202340第五章建筑防熱

圖5－10幾種通風(fēng)屋頂（a)上人屋頂；(b),(c)不上人屋頂2/3/202341第五章建筑防熱通風(fēng)墻構(gòu)造舉例，如圖5－11為北京一實(shí)驗(yàn)樓的外墻，其通風(fēng)原理與通風(fēng)屋頂相同。(a)(b)圖5－11通風(fēng)墻2/3/202342第五章建筑防熱圖5－12為圖5－11（a）所示的通風(fēng)復(fù)合輕板外墻與常用的370mm磚墻隔熱性能比較。經(jīng)計(jì)算，370mm厚磚墻的熱惰性指標(biāo)約為5.06,而通風(fēng)復(fù)合外墻的熱情性指標(biāo)僅為1.58，二者相差很多。但經(jīng)過(guò)對(duì)兩種墻體內(nèi)表面溫度進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)測(cè)試表明，由于采用了通風(fēng)空氣間層，二者的夏季內(nèi)表面溫度相差卻不大。圖5－122/3/202343第五章建筑防熱

4．利用水的蒸發(fā)和植被對(duì)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化作用降溫，包括蓄水屋面和植被屋面。蓄水屋面利用水蒸發(fā)需吸收汽化熱，從而大量消耗達(dá)到屋面的太陽(yáng)輻射熱。其構(gòu)造示意見(jiàn)圖5－13（a）。在屋頂上作一個(gè)鋼筋混凝土水池，蓄水高度一般應(yīng)在300mm以上，以達(dá)到隔熱的要求；最好用500～600mm的深池蓄水，除隔熱效果較好外，深水池可以盡量減少人工補(bǔ)水的次數(shù)，而主要利用雨水補(bǔ)充。圖5－13（a)蓄水屋頂2/3/202344第五章建筑防熱植被屋頂，即在屋頂上種草或其他植物，利用植物葉面的蒸騰和光合作用吸收太陽(yáng)輻射。其構(gòu)造示意如圖5－13（b）。兩種屋頂在白天的隔熱效果都很好，但增加了結(jié)構(gòu)的荷載，在構(gòu)造上還必須注意水池的防水能力；并且為了減少夜間向室內(nèi)散熱，基層應(yīng)有一定的保溫隔熱層。圖5－13(b)植被屋頂2/3/202345第五章建筑防熱圖5－14為幾種屋頂構(gòu)造的隔熱效果實(shí)測(cè)，測(cè)試結(jié)果表明，不設(shè)隔熱層的圓孔板隔熱效果最差。細(xì)石混凝土40油氈防水層水泥砂漿抹面20空心板130細(xì)石混凝土板40通風(fēng)空氣間層240油氈防水層水泥砂漿20空心板130作法同B但為兜風(fēng)檐口植被蛭石150水渣50油氈防水水泥砂漿20空心板130圖5－14幾種屋頂構(gòu)造的隔熱效果A－－普通圓孔板屋頂B－－在圓孔板上加通風(fēng)空氣間層的屋頂C－－有兜風(fēng)檐口的通風(fēng)屋頂D－－植被屋頂2/3/202346第五章建筑防熱

改善普通玻璃對(duì)日輻射的透過(guò)、吸收和反射特性以減少進(jìn)入的日輻射，在近年來(lái)有很大進(jìn)展。隔熱玻璃的品種主要有染色玻璃、吸熱玻璃、反射玻璃以及光化學(xué)玻璃等。

染色玻璃是在玻璃中加進(jìn)不同的礦物原料，可呈現(xiàn)古銅色、藍(lán)綠色、藍(lán)灰色等，它與透明玻璃相比可減少眩光和避免過(guò)多的日輻射。

吸熱玻璃內(nèi)含有較多的氧化亞鐵，對(duì)紅外線有高度的吸收特性，且隨著氧化亞鐵的含量不同而有不同的對(duì)日輻射透過(guò)和吸收系數(shù)。

熱反射玻璃是在玻璃的一面鍍或貼有不同顏色的金屬薄膜，可以反射大量的輻射熱。但對(duì)可見(jiàn)光的透過(guò)率也相對(duì)較低，如普通6mm厚玻璃的可見(jiàn)光透過(guò)率約為90％，而反射玻璃則只有26％，可能會(huì)使室內(nèi)光線較暗。另外，對(duì)日輻射反射太多，會(huì)將輻射熱轉(zhuǎn)嫁于鄰近建筑和周圍環(huán)境，若大量使用有可能造成光污染。三、玻璃的隔熱2/3/202347第五章建筑防熱

光化學(xué)玻璃是一種可隨其所受的日輻射照度而改變對(duì)日輻射透過(guò)率的玻璃。當(dāng)陽(yáng)光照射時(shí)，光化學(xué)玻璃的顏色變暗，但仍有一定透明度，而在光線變暗時(shí)又能恢復(fù)原有透過(guò)率。這樣，既阻擋了過(guò)多的日輻射，又能在日輻射不強(qiáng)時(shí)保持較好的透光率。幾種玻璃對(duì)日輻射的透過(guò)特性見(jiàn)圖5－15。玻璃對(duì)不同波長(zhǎng)輻射的透過(guò)率大致如圖5－16。圖5－15幾種玻璃的透過(guò)特性(a)普通玻璃；(b)吸熱玻璃；（c)反射玻璃2/3/202348第五章建筑防熱透過(guò)率％2/3/202349第五章建筑防熱第四節(jié)建筑的自然通風(fēng)我國(guó)南方沿海地區(qū)大部分屬于濕熱氣候，為了創(chuàng)造良好的室內(nèi)熱環(huán)境，在建筑群和個(gè)體設(shè)計(jì)中主要應(yīng)注意三個(gè)方面，即：

1、有利于通風(fēng)，使室內(nèi)空氣能順暢的流動(dòng)。良好的通風(fēng)不僅可以供給新鮮空氣和帶走室內(nèi)熱量，在夏季還可以依靠空氣流動(dòng)以促進(jìn)人體汗液蒸發(fā)降溫，給人以舒適感。

2、盡量減少日輻射對(duì)周圍環(huán)境的影響，降低環(huán)境溫度。如建筑外部空間的綠化，以及設(shè)置花架、連廊等，都可以改善小氣候。

3、結(jié)合建筑設(shè)計(jì)，在窗口以至外墻、屋頂上設(shè)置遮陽(yáng)，減小進(jìn)入室內(nèi)的輻射熱。本節(jié)將著重介紹組織良好的自然通風(fēng)問(wèn)題。2/3/202350第五章建筑防熱一、組織自然通風(fēng)的原則

在建筑中自然通風(fēng)的產(chǎn)生是由于建筑開(kāi)口（門(mén)窗等）處存在著空氣壓力差。其中包括熱壓和風(fēng)壓。它們的大小除了受室內(nèi)外溫差和風(fēng)力影響外，與建筑形式和布局都有著密切關(guān)系。1.熱壓通風(fēng)熱壓的大小主要由室內(nèi)外溫差和進(jìn)排氣口高差決定，如圖5－17。熱壓（Ps）的計(jì)算式為：Ps＝9.81h(ρe－ρi)（5－17）式中：Ps——熱壓，Pa；ρe,ρi——室外、室內(nèi)的空氣密度，kg／m3；圖5－17熱壓通風(fēng)

h——進(jìn)、排氣口中心線高差，m；9.81－－換算系數(shù)，1kg/m2＝1mmH2O＝9.81Pa2/3/202351第五章建筑防熱顯然，在同樣室內(nèi)外溫差和進(jìn)排口面積的情況下，如其高差愈大，在單位時(shí)間里交換的空氣量也愈多。2.風(fēng)壓通風(fēng)

風(fēng)壓是當(dāng)風(fēng)吹到建筑物上時(shí)，在迎風(fēng)面上，由于空氣流動(dòng)受阻，速度減弱，使風(fēng)的部分動(dòng)壓變?yōu)殪o壓，亦即使建筑物迎風(fēng)面上的壓力大于大氣壓。在迎風(fēng)面上形成正壓區(qū)；在建筑的背風(fēng)面、屋頂和兩側(cè)，由于在氣流曲繞過(guò)程中形成空氣稀薄現(xiàn)象，在該處壓力小于大氣壓，形成負(fù)壓區(qū)，如圖5－18。如建筑上開(kāi)有門(mén)窗口，氣流就從正壓區(qū)流向室內(nèi)、再?gòu)氖覂?nèi)向外流至負(fù)壓區(qū)，形成風(fēng)壓通風(fēng)。風(fēng)壓通風(fēng)的壓力大小，主要取決于風(fēng)速和由建筑各面尺寸及與風(fēng)向間的夾角所決定的空氣動(dòng)力系數(shù)（K），其計(jì)算式為：圖5－18風(fēng)吹到房屋上的氣流狀況2/3/202352第五章建筑防熱式中：Pw－－風(fēng)壓，Pa；V－－風(fēng)速，m/s；ρ－－空氣密度，；Κ－－空氣動(dòng)力系數(shù)，即某一點(diǎn)上的壓力與風(fēng)的動(dòng)壓之比，可以是正壓（為正值）或負(fù)壓（為負(fù)值）其數(shù)值在0～1之間。圖5－19正立方體的空氣動(dòng)力系數(shù)空氣動(dòng)力系數(shù)一般有專門(mén)的模型實(shí)驗(yàn)決定。圖5－19即為一實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2/3/202353第五章建筑防熱二、窗口設(shè)置對(duì)室內(nèi)氣流的影響

1.進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的面積比當(dāng)進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口面積不等時(shí)，室內(nèi)平均氣流速度只取決于較小的開(kāi)口尺寸；至于較小的是進(jìn)風(fēng)口還是出風(fēng)口，則差別不大。但兩者的相對(duì)大小對(duì)室內(nèi)最大氣流速度和流場(chǎng)分布則有很大影響，多數(shù)情況下最大氣流速度是隨著出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口的比值而增加的，室內(nèi)最大氣流速度通常出現(xiàn)在接近進(jìn)風(fēng)口處。圖5－20為兩種不同的進(jìn)、出口面積比時(shí)室內(nèi)流場(chǎng)的分布情況。圖5－20進(jìn)、出風(fēng)口面積比與室內(nèi)流場(chǎng)(a)進(jìn)風(fēng)口：出風(fēng)口＝1：3(b)進(jìn)風(fēng)口：出風(fēng)口＝3：1Vmax152％，平均V44％Vmax67％，平均V42％2/3/202354第五章建筑防熱2.窗口高度圖5－21窗口高度對(duì)室內(nèi)氣流影響如圖5－21（a），當(dāng)進(jìn)、排風(fēng)口都在高處時(shí)，在人體高度上不能產(chǎn)生期望的風(fēng)速，而如圖5－21（b）、（c）用低進(jìn)風(fēng)口和低出風(fēng)口，或用低進(jìn)風(fēng)口高出風(fēng)口，氣流可以作用于人體活動(dòng)范圍，便可起到通風(fēng)散熱作用。如用高進(jìn)風(fēng)口低出風(fēng)口，如圖5－21（d）氣流仍在高處，不能吹向人體的高度。由此看出，影響氣流范圍的主要是進(jìn)風(fēng)口的高度。2/3/202355第五章建筑防熱

3.開(kāi)口的平面位置一般來(lái)說(shuō)．進(jìn)風(fēng)口面積愈大，空氣流動(dòng)范圍愈均勻；但如開(kāi)口相距太近，就使氣流導(dǎo)向一側(cè)，室內(nèi)其他地區(qū)會(huì)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，如5－22（b）、（d），對(duì)通風(fēng)不利。圖5－22不同的開(kāi)窗位置對(duì)風(fēng)流場(chǎng)影響2/3/202356第五章建筑防熱

4.利用建筑手法組織通風(fēng)當(dāng)室內(nèi)進(jìn)氣口位置不能正對(duì)夏季主導(dǎo)風(fēng)向時(shí)，可以利用建筑手法，如設(shè)置擋風(fēng)板或?qū)Я靼澹媒ㄖ矫娴陌纪?，或利用綠籬等，如圖5－23，以組織氣流，調(diào)節(jié)室內(nèi)通風(fēng)。2/3/202357第五章建筑防熱

三、通風(fēng)與建筑群的布置風(fēng)吹向建筑后，必將在其背面產(chǎn)生渦流區(qū)，渦流區(qū)在地面上的投影又稱風(fēng)影，如圖5－24．在風(fēng)影以內(nèi)，風(fēng)力弱，風(fēng)向不穩(wěn)定，如果一幢房子位于其他建筑的風(fēng)影以內(nèi)，便難以借風(fēng)壓通風(fēng)。因此，在建筑群布局時(shí)也需考慮風(fēng)影長(zhǎng)度的影響。如圖5－24（b）將行列式布置改為錯(cuò)列式布置，便是減少擋風(fēng)的措施之一。風(fēng)影長(zhǎng)度主要受風(fēng)向投射角（見(jiàn)圖5－25）和建筑物高度的影響。風(fēng)向投射角對(duì)風(fēng)影的影響見(jiàn)表5－4。2/3/202358第五章建筑防熱圖5－24建筑物的風(fēng)影表5－4風(fēng)向投射角與風(fēng)影長(zhǎng)度（建筑高度為H）圖5－25風(fēng)投射角(a)行列式布置(b)錯(cuò)列式布置

建筑物

α

法向風(fēng)向

2/3/202359第五章建筑防熱從表中可看出，在風(fēng)向投射角為0°,即風(fēng)從正面吹向建筑時(shí)，風(fēng)影長(zhǎng)度最大，前、后兩建筑之間為了避免擋風(fēng)所需的間距最大，約為前棟建筑高度的4倍；但若風(fēng)向是斜吹，風(fēng)向投射角為45時(shí)，其風(fēng)影長(zhǎng)度可大大減小。因此，在建筑群布局時(shí)?？梢圆捎眉哟箫L(fēng)向投射角，使后排建筑在風(fēng)影范圍之外，如圖5－26。但也應(yīng)注意，投射角加大會(huì)使室內(nèi)平均風(fēng)速降低。

D

DD’圖5－26加大入射角等于加大了通風(fēng)間距2/3/202360第五章建筑防熱圖5－27為某招待所建筑群的布局，該地的主導(dǎo)風(fēng)向投射角為60°。此布局取得了良好的通風(fēng)效果。2/3/202361第五章建筑防熱

對(duì)高層建筑，由于風(fēng)速隨建筑高度的增加而加大，高處的風(fēng)受建筑阻擋，可在迎風(fēng)面建筑高度的大約2／3以下部分形成風(fēng)的渦流并對(duì)周圍低層建筑的風(fēng)向有較大影響，甚至?xí)纬纱怪毙L(fēng)，使附近煙囪倒流，如圖5－28。同時(shí)，在建筑物側(cè)面和頂部會(huì)形成風(fēng)的高速區(qū)。如高層樓下面為開(kāi)敞式，也會(huì)形成高速風(fēng)通道。在考慮周圍環(huán)境時(shí)，應(yīng)加以注意。圖5－28高層建筑的風(fēng)A－－旋風(fēng)；B－－高速風(fēng)2/3/202362第五章建筑防熱第五節(jié)干熱地區(qū)的建筑防熱在干熱地區(qū)，氣候特點(diǎn)是相對(duì)濕度小，空氣干燥，白天日照強(qiáng)度大、溫度高，夜間溫度又迅速降低。建筑的防熱方式和濕熱地區(qū)有很大不同。主要采用的措施有以下五種：

一、注意遮陽(yáng)和遮擋風(fēng)沙。在干熱地區(qū)建筑的總體布局上，需考慮建筑之間應(yīng)相互遮擋，以減少?gòu)?qiáng)烈的日輻射作用和大風(fēng)的影響。2/3/202363第五章建筑防熱二、利用綠化、水池，以及亭臺(tái)、回廊等，改善建筑周圍的小氣候環(huán)境；同時(shí)造成人工陰影區(qū)，在窗口處設(shè)置遮陽(yáng)。三、建筑布局緊湊，減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積和無(wú)組織的通風(fēng)。四、采用熱惰性指標(biāo)大的厚重圍護(hù)結(jié)構(gòu)使其對(duì)室外波動(dòng)熱作用有相對(duì)大的衰減倍數(shù)和延遲時(shí)間（最好在8小時(shí)以上），盡量減少室內(nèi)溫度波動(dòng)的振幅。2/3/202364第五章建筑防熱五、利用水的蒸發(fā)降溫在水分蒸發(fā)吸熱降低室內(nèi)空氣溫度的同時(shí)，還增加了空氣濕度，改變干熱環(huán)境。在干熱地區(qū)民居中常采用這一降溫方式。如圖5一29為阿富汗一清真寺剖面，室外的風(fēng)經(jīng)風(fēng)筒并通過(guò)水池和地道降溫加濕后進(jìn)入室內(nèi)，其降溫效果較好。圖5－29阿富汗小清真寺（利用蒸發(fā)降溫）2/3/202365第五章建筑防熱埃及干熱地區(qū)的民居中可見(jiàn)到如圖5－30的作法：使室外熱風(fēng)經(jīng)過(guò)盛滿水的陶缶（陶缶僅可緩慢滲水）和吸水裝置組成的冷卻井，空氣經(jīng)加濕和水分蒸發(fā)吸熱降溫后再進(jìn)入室內(nèi)，提供了比較適宜的空氣溫濕度。在干熱地區(qū)還可以利用前、后庭院的溫差，引導(dǎo)風(fēng)從溫度較低并有水池的庭院穿過(guò)房間流向溫度較高的庭院排出，如圖5－31。圖5－30埃及民居的降溫豎井圖5－31利用庭院加強(qiáng)蒸發(fā)降溫及通風(fēng)效果2/3/202366第五章建筑防熱第六節(jié)窗口遮陽(yáng)遮陽(yáng)的作用與效果建筑遮陽(yáng)的基本形式遮陽(yáng)構(gòu)件尺寸計(jì)算遮陽(yáng)對(duì)建筑隔熱、通風(fēng)、采光的影響2/3/202367第五章建筑防熱一、遮陽(yáng)的作用與效果窗戶對(duì)室內(nèi)的熱條件有著極大的影響。在夏季，陽(yáng)光透過(guò)窗戶射入房間，是造成室內(nèi)過(guò)熱的主要原因之一。特別是在炎熱地區(qū)，當(dāng)室溫較高時(shí)，如果人體再受到陽(yáng)光的直接照射，將會(huì)感到炎熱難受。在窗口設(shè)置遮陽(yáng)，可以防止直射陽(yáng)光透過(guò)窗口照射房間而引起室內(nèi)過(guò)熱。窗口遮陽(yáng)是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。窗口遮陽(yáng)后，會(huì)有以下作用與效果：1.遮陽(yáng)對(duì)太陽(yáng)輻射熱量的遮擋在直射陽(yáng)光照射時(shí)間內(nèi)，透進(jìn)有遮陽(yáng)窗口與沒(méi)有遮陽(yáng)窗口的太陽(yáng)輻射熱量的比值，叫遮陽(yáng)系數(shù)。遮陽(yáng)系數(shù)愈小，說(shuō)明透過(guò)窗口的太陽(yáng)輻射熱量愈少，防熱效果愈好。2/3/202368第五章建筑防熱窗口的遮陽(yáng)系數(shù)主要取決于遮陽(yáng)形式、構(gòu)造處理、安裝位置、材料及顏色等因素。在廣州地區(qū)進(jìn)行實(shí)測(cè)得到的各主要朝向窗口的遮陽(yáng)系數(shù)分別為：西向17％；西南向41％；南向45％；北向60％。由此可見(jiàn)，遮陽(yáng)對(duì)遮擋太陽(yáng)輻射熱的效果是相當(dāng)大的，尤其是西向的窗戶。2.遮陽(yáng)對(duì)室內(nèi)氣溫的作用根據(jù)廣州某西向房間的試驗(yàn)觀測(cè)表明：在閉窗情況下，遮陽(yáng)對(duì)防止室溫上升的作用比較明顯。有、無(wú)遮陽(yáng)，室溫最大差值達(dá)2℃，平均差值達(dá)1.4℃。而且有遮陽(yáng)時(shí)，房間溫度波幅值較小，室溫出現(xiàn)最大值的時(shí)間延遲，室內(nèi)溫度場(chǎng)均勻。因此，遮陽(yáng)對(duì)空調(diào)房間可減少冷負(fù)荷。在開(kāi)窗的情況下，室溫最大差值為1.2℃，平均差值為1℃，這對(duì)炎熱的夏季，也具有一定的意義。2/3/202369第五章建筑防熱3.遮陽(yáng)對(duì)采光的作用從天然采光的觀點(diǎn)來(lái)看，遮陽(yáng)設(shè)施會(huì)阻擋直射陽(yáng)光，防止眩光，使室內(nèi)照度分布比較均勻，有助于視覺(jué)的正常工作。但是，遮陽(yáng)設(shè)施有擋光作用，從而會(huì)降低室內(nèi)照度，在陰雨天更為不利。據(jù)觀測(cè)，設(shè)置遮陽(yáng)后，室內(nèi)照度一般約降低53～73％。4.遮陽(yáng)對(duì)房間通風(fēng)的影響遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)房間的通風(fēng)有一定的阻擋作用，大約會(huì)使室內(nèi)風(fēng)速減弱22～47％，具體視遮陽(yáng)的構(gòu)造情況而異，因此在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以注意。2/3/202370第五章建筑防熱二、建筑遮陽(yáng)的基本形式建筑遮陽(yáng)類型很多，可以利用建筑的其他構(gòu)件，如挑檐、閣板或各種突出構(gòu)件，也可以專為遮陽(yáng)目的而設(shè)置。按照構(gòu)件遮擋陽(yáng)光的特點(diǎn)來(lái)區(qū)分，主要有4類：

1.水平式遮陽(yáng)：能遮擋高度角較大、從窗戶上方照射下來(lái)的陽(yáng)光，適用于南向的窗口和處于北回歸線以南低緯度地區(qū)的北向窗口（圖5－31（a））。圖5－31遮陽(yáng)的基本形式（a）水平式；（b）垂直式；（c）綜合式；（d）擋板式2/3/202371第五章建筑防熱2.垂直式遮陽(yáng)：能遮擋高度角較小、從窗口兩側(cè)斜射過(guò)來(lái)的陽(yáng)光，適用于東北、西北向的窗口（圖5－31(b)）。3.綜合式遮陽(yáng):為水平和垂直式遮陽(yáng)的綜合，能遮擋高度角中等、從窗口上方和兩側(cè)斜射下來(lái)的陽(yáng)光，適用于東南和西南向附近的窗口（圖5－31（c））。4.擋板式遮陽(yáng):能遮擋高度角較小，從街口正面照射來(lái)的陽(yáng)光，適用于東西向的窗口（圖5-31(d))。三、遮陽(yáng)構(gòu)件尺寸的計(jì)算遮陽(yáng)構(gòu)件的形式和尺寸一般可根據(jù)當(dāng)?shù)匦枵陉?yáng)日期、時(shí)間及窗口朝向用圖表法求得，在建筑日照一章中已經(jīng)介紹。但針對(duì)某一時(shí)間的窗口遮陽(yáng)也可按當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)高度角和方位角得出準(zhǔn)確尺寸。其計(jì)算方法分述如下。2/3/202372第五章建筑防熱1．水平遮陽(yáng)（參見(jiàn)圖5-32(a)）(1）任意朝向水平遮陽(yáng)板挑出的長(zhǎng)度按下式計(jì)算：L_＝Hctgh·cosγ式中：L_－－水平板排出長(zhǎng)度，m；H－－水平板下沿至窗臺(tái)高度，m；h－－太陽(yáng)高度角，度；γ－－太陽(yáng)方位角與墻方位角差，度。γ＝A-α（2）水平板兩翼挑出的長(zhǎng)度按下式計(jì)算：D＝Hctgh·sinγ式中：D－一從窗口到遮陽(yáng)板側(cè)邊的長(zhǎng)度，m。2/3/202373第五章建筑防熱圖5－32遮陽(yáng)計(jì)算2/3/202374第五章建筑防熱2.垂直式遮陽(yáng)（參見(jiàn)圖5－32（b））任意朝向窗口的垂直遮陽(yáng)板挑出長(zhǎng)度按下式計(jì)算：L⊥＝Bctgγ式中；L⊥－－垂直板挑出長(zhǎng)度，m；B－－兩面垂直板間凈距，或垂直板內(nèi)側(cè)至窗口另一邊距離，m。3．綜合式遮陽(yáng)任意朝向窗口綜合式遮陽(yáng)的挑出長(zhǎng)度，可先計(jì)算出垂直板和水平板兩者的挑出長(zhǎng)度，然后根據(jù)兩者的計(jì)算數(shù)值按構(gòu)造要求確定出綜合式遮陽(yáng)板的挑出長(zhǎng)度。4．擋板式遮陽(yáng)（圖5－32(c)）任意朝向窗口的擋板式遮陽(yáng)尺寸計(jì)算，可先按照構(gòu)造需要確定擋板面至墻外表面的距離L_。然后按下式求出擋板下端至窗臺(tái)的高度H0

。即：H0＝L_/(ctghcosγ）式中：L_——水平板挑出長(zhǎng)度，m。再求出擋板兩翼至窗口邊的距離D，最后確定擋板的尺寸，即為水平板下緣至窗臺(tái)高度H減去計(jì)算出的H0，便可得擋板的高度。2/3/202375第五章建筑防熱【例3】設(shè)在青島地區(qū)（北緯36.06°）某建筑一朝南窗口如要遮擋大暑日（7月21日）午后14時(shí)的陽(yáng)光，求所需的遮陽(yáng)板挑出長(zhǎng)度及其合理形式。已知窗寬1.2m，窗高1.6m，墻厚240mm?！窘狻竣儆?jì)算當(dāng)?shù)?月21日下午14時(shí)（φ＝36.06°，δ＝20°，Ω＝30°）的太陽(yáng)高度角和方位角。得：太陽(yáng)高度角h＝59.35°；太陽(yáng)方位角A＝66.98°。2/3/202376第五章建筑防熱②計(jì)算水平遮陽(yáng)板的挑出長(zhǎng)度（板寬）。由于窗口朝向正南，墻的方位角α＝0，γ＝A。得：L_＝1.6×ctg59.35°×cos66.98°＝1.6×0.593×0.391＝0.37（m）即板寬