原创《我国不同太阳能资源地区的建筑遮阳方式》
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【摘 要】目的,研究我国不同太阳能资源地区遮阳方式对建筑能耗的影响,利用建筑遮阳改善室内采光条件与空调及采暖能耗.方法,以我国太阳能资源分区为条件,结合不同遮阳方式的特点,制定不同气候地区的遮阳方案.结果,由于夏热冬暖地区阳光辐射较大,屋顶宜采用“双层屋面”遮阳方式.夏热冬冷地区与寒冷地区在保证夏季遮阳的同时要满足冬季采光,减少冬季采暖能耗,故该地区宜采用可调节遮阳.结论,不同太阳能资源地区采取不同遮阳方式能有效利用太阳能减少建筑能耗.
【关键词】预制清水混凝土；外墙挂板；工程应用
1.国内太阳能资源分布情况
根据全国范围内太阳能辐射量的大小,可分为五类地区.
一类地区：年日照时数3200-3300h/a,年辐射总量6680-8400MJ/ ㎡·a,等量热量所需标准燃煤225 ～ 285kg,主要分布于宁夏北部,甘肃北部,新疆南部,青海西部,西藏西部；二类地区：年日照时数3000-3200h/a,年辐射总量5852-6680MJ/ ㎡·a,等量热量所需标准燃煤200 ～ 225kg,主要分布于河北西北部,山西北部,内蒙南部,宁夏南部,甘肃中部,青海东部,西藏东南部,新疆南部；三类地区：年日照时数2200-3000h/a,年辐射总量5016-5852MJ/ ㎡·a,等量热量所需标准燃煤170-200kg,主要分布于山东,河南,河北东南部,山西南部,新疆北部,吉林,辽宁,云南,陕西北部,甘肃东南部,广东南部；四类地区：年日照时数1400-2000h/a,年辐射总量4180-5016MJ/ ㎡·a,等量热量所需标准燃煤140-170kg,主要分布于湖南,广西,江西,浙江,湖北,福建北部,广东北部,陕西南部,安徽南部；五类地区：年日照时数1000-1400h/a,年辐射总量3344-4180MJ/ ㎡·a,等量热量所需标准燃煤115-140kg,主要分布于四川、贵州大部分地区[1].
一、二、三类地区约占全国总面积的2/3 以上,年太阳辐射总量高于5000 MJ/ ㎡,年日照时数大于2000h,具有利用太阳能的良好条件.特别是一、二类地区,正是我国人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、边远的广大西北地区,经济发展较为落后.可充分利用当地丰富的太阳能资源,采用太阳光发电技术,发展经济,提高人民生活水平.
2.不同太阳能资源地区遮阳方式
我国处于北半球,多数地区属于亚热地带.我国建筑南向多采用水平遮阳方式,东西向采用垂直遮阳方式.我国大陆地区主要为夏热冬暖、夏热冬冷及寒冷地区三种主要区域,另有严寒地区及热带地区,本文只研究前三类主要地区的遮阳方式.
夏热冬暖地区多位于我国长江以南地区,天气较炎热.采暖及制冷方式主要为空调,故建筑围护结构的隔热十分重要.夏热冬暖地区建筑规定了在不同窗墙比时外窗的“综合遮阳系数”限值, 所谓“综合遮阳系数”是考虑窗本身和窗外遮阳装置综合遮阳效果的一个系数, 其值为窗本身的遮阳系数与窗户外遮阳系数的乘积( 见表1)[2].
夏热冬暖地区建筑遮阳主要分为南向遮阳、东西向遮阳以及屋顶遮阳.尤其在夏热冬暖地区,屋顶遮阳比较重要,低纬度地区太阳高度角较大,屋顶阳光辐射较大,采取必要的遮阳措施对建筑隔热保温具有很重要的意义.
（1）南向遮阳.夏热冬暖地区具有高强度太阳辐射, 南窗采取遮阳措施是非常必要的.由于南方地区地处低纬度地区,太阳高度角较大,水平遮阳在南向窗户上可以达到很好的遮阳效果.
（2）西向遮阳.夏热冬暖地区东西向窗户随着太阳高度角的降低, 水平遮阳对阳光的遮挡起不到太大的作用, 垂直遮阳开始起作用.同时,夏热冬暖地区夏季盛吹东南( 或南) 风, 垂直遮阳能起引导风进入室内的作用,改善室内空气品质.因此, 对于东西向窗口采取垂直遮阳或综合遮阳更为合适.
（3）屋顶遮阳.在夏热冬暖地区, 夏季气候炎热, 太阳辐射强度大, 太阳高度角较大,且炎热高温季节时间较长,屋顶是建筑物吸热的关键部位.针对屋顶强阳光辐射,可采用名为“双层屋面”的屋顶设计通过利用两个屋面间空间通风使得屋面在带走大量热量的同时为下层屋面提供遮阳, 减小因屋面温度过高而对室内环境的影响.
我国严寒地区、寒冷地区与夏热冬冷地区相似,夏季通过遮阳减少进入室内的阳光,减少空调负荷；冬季,建筑室外遮阳通常设计为可调节式遮阳百叶或遮阳板.针对寒冷地区低温和风力较大的特点,室外遮阳系统应为耐低温材料,且安装时应采取加固措施,防止因冬季风大造成遮阳构件晃动或脱落等现象.
结论：
由于夏热冬暖地区阳光辐射较大,屋顶宜采用“双层屋面”遮阳方式.夏热冬冷地区与寒冷地区在保证夏季遮阳的同时要满足冬季必要采光需要,减少冬季采暖能耗,故该地区宜采用可调节遮阳.
太阳能论文参考资料：
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