淺談我國不同太陽能資源地區(qū)的建筑遮陽方式

【摘要】目的，研究我國不同太陽能資源地區(qū)遮陽方式對(duì)建筑能耗的影響，利用建筑遮陽改善室內(nèi)采光條件與空調(diào)及采暖能耗。方法，以我國太陽能資源分區(qū)為條件，結(jié)合不同遮陽方式的特點(diǎn)，制定不同氣候地區(qū)的遮陽方案。結(jié)果，由于夏熱冬暖地區(qū)陽光輻射較大，屋頂宜采用“雙層屋面”遮陽方式。夏熱冬冷地區(qū)與寒冷地區(qū)在保證夏季遮陽的同時(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。結(jié)論，不同太陽能資源地區(qū)采取不同遮陽方式能有效利用太陽能減少建筑能耗。

【關(guān)鍵詞】預(yù)制清水混凝土；外墻掛板；工程應(yīng)用

1、國內(nèi)太陽能資源分布情況

根據(jù)全國范圍內(nèi)太陽能輻射量的大小，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)約占全國總面積的2/3以上，年太陽輻射總量高于5000 MJ/㎡，年日照時(shí)數(shù)大于2000h，具有利用太陽能的良好條件。特別是一、二類地區(qū)，正是我國人口稀少、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富的太陽能資源，采用太陽光發(fā)電技術(shù)，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，提高人民生活水平。

2、不同太陽能資源地區(qū)遮陽方式

我國處于北半球，多數(shù)地區(qū)屬于亞熱地帶。我國建筑南向多采用水平遮陽方式，東西向采用垂直遮陽方式。我國大陸地區(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)的遮陽方式。

夏熱冬暖地區(qū)多位于我國長江以南地區(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“綜合遮陽系數(shù)”限值.所謂“綜合遮陽系數(shù)”是考慮窗本身和窗外遮陽裝置綜合遮陽效果的一個(gè)系數(shù).其值為窗本身的遮陽系數(shù)與窗戶外遮陽系數(shù)的乘積（見表1）。

夏熱冬暖地區(qū)建筑遮陽主要分為南向遮陽、東西向遮陽以及屋頂遮陽。尤其在夏熱冬暖地區(qū)，屋頂遮陽比較重要，低緯度地區(qū)太陽高度角較大，屋頂陽光輻射較大，采取必要的遮陽措施對(duì)建筑隔熱保溫具有很重要的意義。

（1）南向遮陽。夏熱冬暖地區(qū)具有高強(qiáng)度太陽輻射，南窗采取遮陽措施是非常必要的。由于南方地區(qū)地處低緯度地區(qū)，太陽高度角較大，水平遮陽在南向窗戶上可以達(dá)到很好的遮陽效果。

（2）西向遮陽。夏熱冬暖地區(qū)東西向窗戶隨著太陽高度角的降低，水平遮陽對(duì)陽光的遮擋起不到太大的作用.垂直遮陽開始起作用。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或綜合遮陽更為合適。

（3）屋頂遮陽。在夏熱冬暖地區(qū)，夏季氣候炎熱，太陽輻射強(qiáng)度大，太陽高度角較大，且炎熱高溫季節(jié)時(shí)間較長，屋頂是建筑物吸熱的關(guān)鍵部位。針對(duì)屋頂強(qiáng)陽光輻射，可采用名為“雙層屋面”的屋頂設(shè)計(jì)通過利用兩個(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.減小因屋面溫度過高而對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。

我國嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)與夏熱冬冷地區(qū)相似，夏季通過遮陽減少進(jìn)入室內(nèi)的陽光，減少空調(diào)負(fù)荷；冬季，建筑室外遮陽通常設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)式遮陽百葉或遮陽板。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)陽光輻射較大，屋頂宜采用“雙層屋面”遮陽方式。夏熱冬冷地區(qū)與寒冷地區(qū)在保證夏季遮陽的同時(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。