天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收及檢測技術的研究

周紅 楊亮亮 韓廣成 李勝英（天津建科建筑節(jié)能環(huán)境檢測有限公司天津300161）

天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收及檢測技術的研究

周紅 楊亮亮 韓廣成 李勝英
（天津建科建筑節(jié)能環(huán)境檢測有限公司天津300161）

為科學準確判斷建筑外遮陽裝置遮陽性能的優(yōu)劣并初步確定天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收及性能檢測方法，本文通過現(xiàn)場檢測討論建筑外遮陽設置的必要性，并在實際調研得出天津地區(qū)典型建筑外遮陽形式的基礎上，參考建筑外遮陽行業(yè)標準和地方驗收規(guī)范總結出適用于天津地區(qū)建筑外遮陽工程的驗收流程及驗收項目要點，并對比不同建筑外遮陽形式的驗收異同，為建筑節(jié)能設計和天津市外遮陽驗收及現(xiàn)場檢測提供參考依據(jù)。

外遮陽；現(xiàn)場檢測；節(jié)能；工程驗收

引言

建筑外遮陽能有效阻擋太陽光直接照射到室內，降低夏季空調能耗，具有很好的節(jié)能效果，是建筑隔熱保溫技術的重要內容，代表著建筑節(jié)能技術的發(fā)展方向。歐美日等發(fā)達國家已具有完整的遮陽技術標準，形成了一個技術先進、種類多樣、可以滿足各種需求的遮陽設施設計、生產、安裝的成熟體系。天津地區(qū)位于寒冷地區(qū)(B區(qū))，隨著建筑節(jié)能工作的不斷深入，天津地區(qū)率先實施第四階段居住建筑節(jié)能設計標準和節(jié)能65%的公共建筑節(jié)能設計標準，對建筑遮陽均做出了明確規(guī)定。《天津市居住建筑節(jié)能設計標準》DB29-1-2013對建筑遮陽設置有如下規(guī)定[1]：①東、西向主要房間的外窗（包括封閉式陽臺的透明部分）應設置活動式外遮陽；②南向房間的外窗宜設置水平或活動式外遮陽。在遮陽系數(shù)方面，規(guī)定東、西向窗墻面積比大于0.30的房間當窗墻面積比≤0.40時，SC不應大于0.45，當窗墻面積比＞0.40時，SC不應大于0.35。同時夏季防熱設計的節(jié)能措施也有一條提到三層以下建筑可利用綠化遮陽?！短旖蚴泄步ㄖ?jié)能設計標準》DB29-153-2014對建筑外遮陽設計有如下規(guī)定[2]：除建筑物北向外，其他朝向外窗（包括透光幕墻）應采取遮陽措施，當設置外遮陽時，遮陽裝置應符合下列要求：①西向應設活動外遮陽，東向宜設活動外遮陽，南向宜設水平外遮陽；②建筑物外遮陽裝置應兼顧通風及冬季日照。同時，在標準的附錄中對各種樣式各種材料的外遮陽系數(shù)的計算有明確的依據(jù)。目前天津市有關建筑遮陽對建筑能耗的研究很少，主要簡單采用計算機模擬分析，對建筑遮陽裝置的現(xiàn)場檢測研究更是處于初步階段，無法科學準確判斷各種建筑遮陽裝置遮陽性能的優(yōu)劣，不能更好地為建筑節(jié)能設計及檢測提供參考。

本文首先針對天津地區(qū)既有建筑外遮陽設施進行現(xiàn)場檢測，分析建筑外遮陽在降低夏季空調負荷和提高室內舒適性方面的貢獻，在此基礎上通過實地調研并查閱建筑外遮陽工程驗收規(guī)范，總結出適用于天津地區(qū)的工程驗收框架，為天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收及檢測技術的研究提供理論參考。

1 天津地區(qū)建筑外遮陽裝置的檢測研究

1.1 檢測條件

被檢測建筑為某展示中心，其西側幕墻外側采用300梭形鋁合金遮陽翻板進行外遮陽。檢測周期為五天，檢測設備包括溫度采集記錄器、太陽輻射計、數(shù)據(jù)采集儀、智能風速計、空盒氣壓表。

1.2 檢測方案

選擇建筑西向3層安裝有遮陽翻板的房間作為檢測房間，并將遮陽翻板調整到規(guī)定的角度。選定房間及其相鄰房間的空調全部關閉，室內溫度只受周邊環(huán)境溫度及太陽輻射自然影響。在檢測房間的兩條對角線的五個四等分點布置室內空氣溫度測點（高度為1/2層高）；在房間西側幕墻玻璃內表面布置兩個溫度測點，在東側相鄰房間及2、4層對應房間位置布置溫度測點，房間北側為樓道，不監(jiān)控。在5層樓頂陰涼處布置兩個室外空氣溫度測點和一個濕度測點，在采光頂無遮擋處布置一個太陽輻射強度測點。同時，在遮陽翻板分別為全部伸展、伸展50%和全部收回三個狀態(tài)下進行檢測。

1.3 檢測結果

在檢測周期內平均太陽輻射強度相差不大，對檢測結果的影響可以忽略不計，通過檢測得到以下結果（如圖1～3）：

（1）遮陽翻板在全部收回、伸展50%、全部伸展三種狀態(tài)下室內空氣平均溫度分別為28.1℃、26.6℃、25.7℃，溫度波動率分別為57.9%、39.3%、34.1%，室內外空氣溫度的平均溫差分別為0.8℃、1.2℃、1.7℃，可以看出外遮陽的節(jié)能效果顯著，有效的減小房間的空調負荷。

（2）被測房間室內空氣溫度在上午時段室內空氣溫度較為平穩(wěn)，下午時段，受西曬的影響，室內空氣溫度逐漸升高，隨著遮陽翻板遮擋面積的減小，室內空氣溫度上升越快，表現(xiàn)為溫度曲線的趨勢線斜率越大。

圖1 遮陽翻板全部收回室內外空氣溫度

圖2 遮陽翻板全部伸展室內外空氣溫度

圖3 遮陽翻板伸展50%室內外空氣溫度

1.4 檢測結果分析

通過分析檢測結果，可以得出：遮陽翻板對太陽輻射的遮擋，可以降低室內空氣溫度的波動，遮擋的幅度越大，室內空氣溫度波動率越小，說明通過調整遮陽翻板的伸展幅度，增大遮陽翻板的遮擋面積，可以降低室內獲得的太陽輻射量，減緩室內空氣溫度波動，改善室內環(huán)境的舒適性，伸展幅度越大，改善效果越明顯，當全部伸展時，改善效果達到最大值。

2 天津地區(qū)典型建筑外遮陽工程驗收的研究

2.1 天津地區(qū)典型外遮陽形式調研

天津民用建筑中較多采用的外遮陽形式為水平遮陽或遮陽篷，水平遮陽構件能有效遮擋太陽高度角較大的陽光，適用于南向窗口，或北回歸線以南低緯度地區(qū)的北向窗口[3]。設計水平遮陽時，應充分考慮冬季、夏季的太陽高度角差異來進行設計。在建筑遮陽設計中水平遮陽應用較多的類型為織物遮陽和利用建筑構件遮陽的形式，如圖4中新生態(tài)城寫字樓采用的是曲臂平推的構件遮陽形式。

圖4 中新生態(tài)城寫字樓水平遮陽

圖5 天友設計院卷簾遮陽

卷簾遮陽是附加作用在窗洞或建筑表皮上的可收卷的隔離物，因其活動性特點，常應用在對遮陽需求有周期變化的建筑上，比如寒冷地區(qū)冬夏季的不同遮陽需求。圖5天友設計院在高層建筑立面設計中，結合朝向對遮陽設計的影響，南側立面在垂直遮陽板的基礎上，利用卷簾進行遮陽。

圖6 天津外國語大學附屬濱海外國語學校百葉遮陽

百葉遮陽通過改變百葉葉片的角度來實現(xiàn)遮陽的目的，相對前幾種遮陽形式，百葉遮陽在現(xiàn)代公共建筑中是使用最為廣泛的遮陽方式，應用中多使用木材、金屬等多種材質。圖6為天津外國語大學附屬濱海外國語學校金屬百葉簾的應用展示，相比木質百葉簾，金屬百葉簾在抗風耐雪等性能上有一定的優(yōu)勢，同時學校采用的是智能遮陽百葉系統(tǒng)，可以根據(jù)太陽高度角等因素影響對百葉的角度進行智能控制，減小能耗提高室內舒適性。由于材料和固定方式的差異，百葉產品比簾布產品有更好的抗風雨性能和更長的壽命，在天津地區(qū)使用較為廣泛。

以上三種遮陽形式遮陽篷（主要為曲臂平推）、遮陽簾和遮陽百葉是目前在天津地區(qū)應用較多的建筑外遮陽形式，接下來主要從這三種形式出發(fā)，探討天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收項目及要點。

2.2 天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收的研究

建筑外遮陽工程作為建筑節(jié)能分部工程中的分項工程進行驗收，在《建筑遮陽工程技術規(guī)范》JGJ 237-2011[4]中的“8工程驗收”章節(jié)和《建筑外遮陽工程施工及驗收規(guī)程》DB11/T 1105-2014[5]均闡明了建筑外遮陽工程中的驗收主控項目和一般項目，其中大部分驗收項和檢測方法基本適用于天津地區(qū)，但不同的外遮陽方式存在著一定差異，本小節(jié)以目前相關的建筑外遮陽驗收及檢測標準體系為基礎，總結出適用于天津地區(qū)的驗收框架，為以后的建筑外遮陽工程驗收提供參考。

表1 天津地區(qū)典型外遮陽工程驗收

3 結論

本文通過現(xiàn)場檢測與實地調研相結合的方法，對建筑外遮陽設施的使用效果和天津地區(qū)典型建筑外遮陽工程驗收進行研究并得出以下結論：

(1）根據(jù)實測結果，建筑外遮陽具有顯著的節(jié)能效果，能有效降低室內獲得的太陽輻射量，減緩室內空氣溫度波動，改善室內環(huán)境的舒適性，降低空調負荷。

(2）綜合調研進行分析，目前在天津地區(qū)使用較多的三種遮陽形式為遮陽篷（主要為曲臂平推）、遮陽簾和遮陽百葉。

(3）參考建筑外遮陽相關行業(yè)標準和驗收規(guī)范，總結出天津地區(qū)在建筑外遮陽驗收過程中需要對遮陽裝置的遮陽系數(shù)、抗風安全荷載、耐雪安全荷載、耐積水安全荷載、機械耐久性進行復檢，外遮陽工程驗收的重點項目及典型遮陽方式檢測方法詳見表1。

[1]DB29-1-2013天津市居住建筑節(jié)能設計標準[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2013.

[2]DB29-153-2014天津市公共建筑節(jié)能設計標準[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2015.

[3]柳春蕾.基于山東地域特點的建筑遮陽綠色技術研究[D].山東建筑大學，2014.

[4]JGJ 237-2011建筑遮陽工程技術規(guī)范[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2011.

[5]DB11/T 1105-2014建筑外遮陽工程施工及驗收規(guī)程[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2011.