基于Ecotect的轻钢活动房屋墙面太阳辐射模拟分析

姚珊珊　余术刚郑州大学建筑学院（450000） 郑州大学综合设计研究院有限公司（450000）

基于Ecotect的轻钢活动房屋墙面太阳辐射模拟分析

姚珊珊1余术刚2
1郑州大学建筑学院（450000） 2郑州大学综合设计研究院有限公司（450000）

运用Ecotect软件对轻钢活动房屋墙面的太阳辐射进行分析，对比采用遮阳构件前后墙面的夏季太阳辐射量的大小。结果表明，采用遮阳构件可以有效降低墙面的夏季太阳辐射量，对轻钢活动房屋夏季隔热有较好的效果。

活动房；遮阳；太阳辐射

0　概述

轻钢活动房屋是按标准模数进行空间组合的环保经济活动房屋。采用保温材料的轻钢活动房屋主要是采用双层钢板，中间填充保温材料。这样能够提高其冬季的保温性能，降低能耗，但夏季隔热较差。对于夏热冬冷地区，按照节能标准的规定，夏季轻钢活动房屋的外墙内表面温度要大于标准的规定［1］。

因此，提高隔热性能是满足夏热冬冷地区及夏热冬暖地区的居住舒适性需要解决的问题。主要措施可以考虑在中间增加空气间层，或者外墙表面增加遮阳等。增加空气间层需要改进节点，对工艺要求复杂。所以本论文主要是利用软件模拟计算墙面的太阳辐射大小，来验证增加遮阳这一措施可以提高轻钢活动房屋的隔热性能。

1　分析对象

为了模拟方便，仅选取一个活动单元作为模拟对象，单元尺寸为3 000 mm×6 000 mm×3 000 mm。分析地点选在夏热冬冷地区（合肥）。分析太阳辐射的时间段为夏季6月1日～8月31日。

图1　方案一无遮阳

如图1所示，方案一是没有遮阳的活动单元。图2是对墙面采取了水平遮阳的方式。具体做法如下：距离墙面300 mm的距离，做了宽200 mm、高100 mm的水平遮阳条，遮阳条间距300 mm。为了避免影响室内采光，将窗洞口的位置留出。

图2　方案二墙面遮阳

2　分析结果

2.1墙面太阳辐射分析

图3　方案二南立面太阳辐射图

如图3所示，方案二南立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值为261 319.42 Wh。如图4所示，方案二南立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值比方案一减少了169 388.56 Wh。由此可知，南立面方案二每个网格的太阳辐射量平均值只相当于方案一的59.89%。

图4　方案二与方案一南立面太阳辐射差值图

如图5所示，方案二西立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值为134 772.69 Wh。如图6所示，方案二西立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值比方案一减少了161 209.45 Wh。由此可知，西立面方案二每个网格的太阳辐射量平均值只相当于方案一的42.72%。

图5　方案二西立面太阳辐射图

图6　方案二与方案一西立面太阳辐射差值图

图7　方案二北立面太阳辐射图

图8　方案二与方案一北立面太阳辐射差值图

如图7所示，方案二北立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值为107 997.02Wh。如图8所示，方案二北立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值比方案一减少了89 028.10 Wh。由此可知，北立面方案二每个网格的太阳辐射量平均值只相当于方案一的55.47%。

图9　方案二东立面太阳辐射图

图10　方案二与方案一东立面太阳辐射差值图

如图9所示，方案二东立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值为152 326.11 Wh。如图10所示，方案二东立面夏季每个网格太阳辐射量的平均值比方案一减少了160 054.01 Wh。由此可知，东立面方案二每个网格的太阳辐射量平均值只相当于方案一的48.89%。

2.2室内采光分析

图11　方案一室内采光系数图

图12　方案二室内采光系数图

如图11所示，方案一室内采光系数的平均值为5.47%。如图12所示，方案二室内采光系数的平均值为4.32%。由采光设计规范可知，居住建筑的卧室、起居室室内采光系数不应低于2%［2］。由此可知，墙面采用该种形式的遮阳构件时，留出窗洞口的位置，对室内采光影响并不大。

3　结论

当采取该种遮阳方式时，采用遮阳构件后比采用遮阳构件前可以使墙面减少约50%的夏季太阳辐射量。当留出窗洞口的位置时，对室内的采光系数影响并不大。

当然，本文只选取了一种遮阳方式来比较遮阳前后对活动房屋的夏季太阳辐射量的影响。采取不同遮阳方式时，效果也会有一定区别。在夏热冬冷地区或者夏热冬暖地区，可以利用遮阳构件结合立面造型来达到活动房屋夏季隔热的目的，同时也能取到较好的美学效果。

［1］余术刚，姚珊珊.轻钢活动房屋热工性能分析［J］.河南建材，2015，04.

［2］GB 50033-2013，中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑采光设计标准［S］.北京：中国建筑工业出版，2012.