温州市建筑外遮阳的测试研究

曾理，孙林柱，项志峰，刁荣丹

（1.温州建正节能科技有限公司，浙江 温州 325000；2.温州大学建筑工程学院，浙江 温州 325035；3.温州设计集团有限公司，浙江 温州 325000）

温州市建筑外遮阳的测试研究

曾理1，孙林柱2，项志峰3，刁荣丹2

（1.温州建正节能科技有限公司，浙江 温州 325000；2.温州大学建筑工程学院，浙江 温州 325035；3.温州设计集团有限公司，浙江 温州 325000）

文章对温州大学建工楼（共5层）楼顶房间（450cm×350cm× 220cm），朝向正南方温度测试与分析。可以直观地看出遮阳设施的遮阳性能；在遵循太阳的运转规律，结合当地的自然气候，满足采光、通风等要求的前提下，通过对遮阳板构造尺寸的合理设计，可以满足夏季太阳辐射量的不同要求，夏季遮挡太阳直射辐射，可以有效降低房间内外表面温度，从而减少房间空调能耗，达到节能的目的，改善房间热舒适性。

建筑外遮阳；建筑节能；绿色建筑

在建筑围护结构中，外窗是建筑物热交换最活跃的部位，相比其他构件又是绝热性能最差，是影响室内热舒适度和建筑物能耗的主要因素之一。在温州地区，夏季炎热，空调降温能耗占空调能耗的很大比例。这其中相当一部分原因是由于建筑没有适当的遮阳措施，使大量太阳辐射热直接进入了室内，极大地增加了空调的制冷负荷，从而增加了建筑能耗。

在2015年版的的浙江省标准《居住建筑节能设计标准》中认为浙江省属于夏热冬冷地区，温州处于浙江省建筑节能设计气候区的南区，建筑节能设计应主要考虑夏季空调，兼顾冬季供暖[1]。

同时温州处于全国热工分区的夏热冬冷地区的南端，又是海洋性气候，属于亚热带海洋性湿润性气候区(ⅢA)子气候分区，与位于夏热冬冷地区的其他城市的气候有很大的差异，不能简单引进和套用其它地方的节能技术。因此，针对温州气候特点，对建筑外遮阳进行专项研究意义重大。

从人们知道需要遮风避雨开始，就不断对宜居有着更高的追求。窗户是通风透光的有效途径，而玻璃是现代建筑中窗户的主要材料，近年来，随着新技术新材料的产生，窗户做的更是越来越大，甚至直接变成了玻璃幕墙。但是玻璃这种材质就其隔热性、保温性等都不如普通砌体材料，而且过多的玻璃应用会产生眩光，使室内温度过高等不利影响。所以遮阳措施的存在就显得很重要。遮阳的形式可分为水平、垂直、综合、挡板。就其使用时间来说分为临时类和永久类，本次实验采用的是挡板活动外遮阳（图1）。

图1 遮阳采用翼帘型遮阳电动可调式系统

建筑外窗的传热是通过热辐射、热传导和对流的方式进行的，由于太阳辐射的能量传递主要为热辐射，所以我们本次实验的重点是研究热辐射对室内环境的影响。

本次实测、试验采取对比的研究方法，在相同的条件下，采用不同的外窗节能手段和节能组合措施，通过采集室内各点的数据、窗和百页的表皮数据以及窗和百页间空气的各种数据，并进行分析。

主要对窗户玻璃的传热系数进行测量。

建筑热工温度热流巡回检仪，小型气象观测站。

温州大学建工楼五层楼顶房间（450cm×350cm× 220cm），朝向正南方。房间南墙设置两扇中空玻璃塑钢推拉窗户，尺寸为1.5m×1.5m，玻璃厚度为5+9A+5。通过检查，窗户的传热系数为2.9W/m2·K，左侧窗户外设置遮阳板，右侧窗户外不设置遮阳板。

①选取5月到8月的晴天，日平均温度在28°C以上的天气进行测试，测试时间从早上8：00到下午6：00； 室内控温和不控温两种工况。

②使用温度热流巡回检仪设备测试：分别在室内两扇窗户的玻璃布设康铜片，用于测量窗户温度的的变化（见图2）；两扇窗户的测点布设相同，分别布设16个点，共布设32个点。由于玻璃的面积远大于窗框的面积，窗框对室内温度的影响较小，故窗框不需测试温度。

图2 室内布设方案

通过有遮阳窗户温度数据与无遮阳窗温度数据（篇幅所限未列图）对比，可以看出窗户外表面温度、窗户外空气最高温度、窗户内表面最高温度、户内空气最高温度级相关平均温度的情况。无外遮阳的情况时，峰值常见出现于14点之后，16点之前。有外遮阳的情况下，峰值在14点左右出现后就开始下降。

5.2.1 无遮阳窗温度分析

从无遮阳室外空气与无遮阳窗外表面温度、无遮阳窗内表面温度、无遮阳窗内空气温度的数据分析中（篇幅所限无列图）可以看出无遮阳室外空气温度与无遮阳外表面温度近似满足直线关系；无遮阳室外空气温度与无遮阳内表面温度近似满足直线关系；窗内外表面温度和室内空气温度的温差情况。

5.2.2 有遮阳窗温度分析

从无遮阳室外空气与有遮阳窗外表面温度、有遮阳窗内表面温度、有遮阳窗内空气温度、有遮阳窗外空气温度数据分析中（篇幅所限未列图）可以看出无遮阳室外空气温度与有遮阳外表面温度近似满足直线关系；无遮阳室外空气温度与有遮阳内表面表面温度近似满足直线关系；外遮阳对房间温度降低到舒适范围有明显的效果；在外遮阳的情况下，由于遮阳使玻璃内表面温度降低,使玻璃内侧和室内空气换热量减小。从而室内空气温度降低；在外遮阳的情况下，有遮阳的室内空气温度有效降低，从而影响窗内外的热传导。

5.2.3 温差分析

从无遮阳室外空气与无遮阳窗内外表面温差、有遮阳窗内外表面温差、无遮阳窗内外空气温差、有遮阳窗内外空气温差数据分析中（篇幅所限未列图）可以看出五月份气温相对七、八月份较低些，室内外空气和内外表面温差大小相对七、八月份来说较小；无遮阳内外表面温差基本上大于有遮阳内外表面温差，说明在这样的情况下，有效降低了室内空气温度；有无遮阳内外表面温差在11点到15点之间，也就是全天气温最高的时间段，温差最大；由图可以可看出有遮阳的内外空气温差图较无遮阳内外空气温差图，显示出的规律要强点。有遮阳内外空气温差基本随着温度的升高而呈一定的线性关系；有无遮阳内外空气温差在11点到15点之间，也就是全天气温最高的时间段，温差最大。

建筑外遮阳具有一定的降耗效果，是一种行之有效的降耗方案。除了调节见光、防止眩光，合理的建筑外遮阳可明显减少空调的功耗。结合实验数据及分析得出以下结论。

①有无遮阳，内空气最高温度一般发生在14: 00～15:30之间。温度变化曲线9:00～13:00前上升的比较缓慢，从16:00开始下降的比较快。一般情况下，室内最高温度都有滞后效应。

②有无遮阳室外空气温度与有无遮阳外表面、内表面温度近似满足直线关系。

③在遮阳的情况下，由于遮阳使玻璃内表面温度降低，使玻璃内侧和室内空气换热量减小，从而室内空气温度降低。在遮阳情况下，温度高时，内外表面温差和室内外空气温差比较大，遮阳效果较为显著。

④无遮阳内外表面温差基本上大于有遮阳内外表面温差，说明在遮阳的情况下，有效降低了室内空气温度。无遮阳内外空气温差基本上大于有遮阳内外空气温差，说明在遮阳的情况下，有效降低了窗户的传热量。

⑤实测室外空气最高温度在29.7℃～48.4℃之间时，无遮阳窗内外表面最大温差0.43℃～5.76℃、内外空气最大温差在0.15℃～14.9℃；有遮阳窗内外表面最大温差1.39℃～4.75℃、内外空气最大温差在0～9.11℃。

[1]DB33/1015-2015，居住建筑节能设计标准[S].

[2]丁云.夏热冬冷地区建筑外遮阳应用探讨[J].华中建筑，2016(1)：70-73.

[3]魏新华.冬暖夏热地区建筑外遮阳一体化设计的思考[J].门窗，2016(3)：254-255.

[4]李志忠.南方住宅外遮阳常用措施及改进方法[J].广州建筑，2016，44 (1)：6-12.

[5] 曾晓磊.外遮阳系统对建筑节能和外立面的启示[J].建材与装饰, 2016(15)：95-97.

TU201.5

A

1007-7359（2016）05-0247-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.088

温州市住房和城乡建设委员会课题《温州市建筑外遮阳一体化设计研究》。

曾理（1980-），男，浙江温州人，毕业于湖南工业大学，学士，高级工程师。