江苏慧居建筑科技有限公司 210023
摘要：建筑外遮阳形式需同时兼顾建筑外立面美观和空调冷负荷。如果由于建筑外立面的需要，活动外遮阳卷帘调整为固定外遮阳，那么，固定外遮阳板的尺寸需由建筑和暖通专业共同确定。本文以南京某科技住宅为例，通过负荷模拟计算分析，500mm宽的固定外遮阳板在满足建筑外立面要求的同时，夏季空调冷负荷也能满足天棚辐射系统的要求。
关键词：外遮阳板；eQUEST；ECOTECT；空调冷负荷
前言：随着房地产市场上科技住宅项目的兴起，“长三角”区域出现了越来越多的地源热泵和天棚辐射系统制冷、制热的高舒适科技住宅。由于受传热机理的限制，天棚辐射系统的供冷、供热能力远小于常规风机盘管系统。因此，应用天棚辐射系统的住宅项目对建筑外保温和外遮阳有严格要求。外遮阳形式需同时兼顾建筑外立面美观和空调冷负荷，因此，如果建筑活动外遮阳改为固定外遮阳，固定遮阳板尺寸需由建筑和暖通专业共同确定。下面以南京某科技住宅为例，通过利用光环境分析软件ECOTECT和能耗模拟计算软件eQUEST来分析固定外遮阳板对北向空调房间夏季冷负荷的影响。
一、项目概况
南京某项目位于南京市仙林新区，距新街口14km，紫金山风景区2.4km。该项目总建筑面积168594.02㎡，地上建筑面积110629.30㎡，其中2#、4-22#楼为多层住宅，地上六层，地下一层。地块偏转角为北偏西32度，该地块西面红线向东55m范围是地铁四号线轨道控制保护区，此处景观设置8m高土坡，若考虑种树高度，按6m计，总体高度可达14m。
二、建筑日照分析
本项目所属地块的偏转角为北偏西32度，我们利用建筑日照计算软件分析一套西面户型北向卧室的日照情况，该户型位于本项目最靠近景观绿化带的建筑四层。通过计算结果得知：本小区西面景观带（按14m高考虑）对于小区最西面单体户型的北卧室的北向日照有一些影响。小区西面景观带堆坡及种树高度达14m，在夏至日下午5点30分开始，景观堆坡对附近建筑第四层以下区域起到遮阳效果，能够影响北向房间的空调冷负荷。
三、系统负荷分析
1、初始参数
我们利用空调负荷和能耗模拟计算软件eQUEST[1]进行系统的负荷模拟和分析。通过简化建筑外围护参数，优化了建筑模型并最大限度的保证负荷模拟计算结果的准确性。简化后的建筑主要外维护参数如下：外墙为200mm厚的钢筋混凝土+100mm厚的发泡聚苯板（EPS），综合传热系统为0.39W/m2•℃；屋面为140mm厚的钢筋混凝土楼板+70mm厚的硬泡聚氨酯，综合传热系统为0.33 W/m2•℃；外窗为双层中空5+15Ar+5，中间充氩气，遮阳系数Sc为0.8，综合传热系数为2.0 W/m2•℃；
另外，人员设置情况为客餐厅2人，卧室、书房及儿童房各1人；东、西、南、北向设置外遮阳卷帘，遮挡率统一设置为80%；户内总的设备发热功率为800W；灯光发热功率为5W/㎡；
根据建筑平面图和以上计算输入参数，通过eQUEST软件建模和负荷模拟计算得知，第四层西面户型的北向卧室的夏季峰值冷负荷出现在7月23日（大暑日）下午6时。客、餐厅的夏季冷负荷为22.2w/㎡，北向卧室和厨房的夏季冷负荷分别为30.4 w/㎡，30.2 w/㎡。
2、北向设置固定遮阳
现在由于项目建筑外立面需要取消北向外遮阳卷帘，同时考虑设置北向固定外遮阳板。遮阳板太宽影响外立面美观，遮阳板太窄会影响北向房间夏季空调冷负荷。因此，需要确定北向固定遮阳板尺寸，在保证建筑外立面美观的同时，又能兼顾空调系统能耗。建筑外立面要求北向遮阳板宽度不大于500mm。我们利用光环境分析软件ECOTECT [2]分析7月23日北向500mm宽的固定遮阳板对外窗遮阳的影响。7月23日下午6时，固定遮阳板对外窗的太阳光遮挡三维效果如下图：
ECOTECT软件计算结果如下图所示：
从上表数据中获知：在7月23日下午6时，固定遮阳板对外窗的遮挡率为44%。
3、空调负荷分析
在建筑模型和其他输入参数不变的情况下，仅取消北向外窗遮阳卷帘，并在北向外窗周围设置突出外墙体500mm宽的固定遮阳板。eQUEST建筑模型详见下图：
对比北向外窗遮阳卷帘取消前后的分室负荷计算结果后得知，在取消北向外遮阳卷帘并设置固定遮阳板后，客厅和餐厅的夏季冷负荷从22.2w/㎡增大到24.7w/㎡，北向卧室和厨房的夏季冷负荷分别从30.4 w/㎡，30.2 w/㎡增大到35.1w/㎡，34.6 w/㎡，北向房间的夏季冷负荷增大幅度分别为2.5 w/㎡，4.7w/㎡和4.4 w/㎡，满足辐射系统分室空调冷负荷的要求。
四、结论
通过对上述建筑北向固定遮阳板的负荷比较分析我们可以发现：综合考虑小区规划条件，西面14米高景观带及建筑挑板遮挡，当从结构外墙挑出500mm建筑自遮阳挑板后可满足系统冷负荷要求。当然，考虑到太阳光直射及漫反射，建议室内应安装深色窗帘以减弱阳光对室内直接或间接的影响。
参考文献：
[1]天津生态城绿色建筑研究，清华大学建筑节能研究中心.建筑能耗模拟及eQUEST&DeST操作教程[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.
[2]云朋.ECOTECT建筑环境设计教程[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
论文作者:刘天伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/31
标签：遮阳板论文; 负荷论文; 建筑论文; 遮阳论文; 空调论文; 夏季论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第31期论文;