淺談我國不同太陽能資源地區的建筑遮陽方式

【摘要】目的，研究我國不同太陽能資源地區遮陽方式對建筑能耗的影響，利用建筑遮陽改善室內采光條件與空調及采暖能耗。方法，以我國太陽能資源分區為條件，結合不同遮陽方式的特點，制定不同氣候地區的遮陽方案。結果，由于夏熱冬暖地區陽光輻射較大，屋頂宜采用“雙層屋面”遮陽方式。夏熱冬冷地區與寒冷地區在保證夏季遮陽的同時要滿足冬季采光，減少冬季采暖能耗，故該地區宜采用可調節遮陽。結論，不同太陽能資源地區采取不同遮陽方式能有效利用太陽能減少建筑能耗。

【關鍵詞】預制清水混凝土；外墻掛板；工程應用

1、國內太陽能資源分布情況

根據全國范圍內太陽能輻射量的大小，可分為五類地區。

一類地區：年日照時數3200-3300h/a，年輻射總量6680-8400MJ/㎡·a，等量熱量所需標準燃煤225～285kg，主要分布于寧夏北部，甘肅北部，新疆南部，青海西部，西藏西部；二類地區：年日照時數3000-3200h/a，年輻射總量5852-6680MJ，/㎡·a，等量熱量所需標準燃煤200-225kg，主要分布于河北西北部，山西北部，內蒙南部，寧夏南部，甘肅中部，青海東部，西藏東南部，新疆南部；三類地區：年日照時數2200-3000h/a，年輻射總量5016-5852MJ/㎡·a，等量熱量所需標準燃煤170-200kg，主要分布于山東，河南，河北東南部，山西南部，新疆北部，吉林，遼寧，云南，陜西北部，甘肅東南部，廣東南部；四類地區：年日照時數1400-2000h/a，年輻射總量4180-5016MJ/㎡·a，等量熱量所需標準燃煤140-170kg，主要分布于湖南，廣西，江西，浙江，湖北，福建北部，廣東北部，陜西南部，安徽南部；五類地區：年日照時數1000-1400h/a，年輻射總量3344-41 80MJ/㎡a，等量熱量所需標準燃煤115-140kg，主要分布于四川、貴州大部分地區。

一、二、三類地區約占全國總面積的2/3以上，年太陽輻射總量高于5000 MJ/㎡，年日照時數大于2000h，具有利用太陽能的良好條件。特別是一、二類地區，正是我國人口稀少、居住分散、交通不便的偏僻、邊遠的廣大西北地區，經濟發展較為落后。可充分利用當地豐富的太陽能資源，采用太陽光發電技術，發展經濟，提高人民生活水平。

2、不同太陽能資源地區遮陽方式

我國處于北半球，多數地區屬于亞熱地帶。我國建筑南向多采用水平遮陽方式，東西向采用垂直遮陽方式。我國大陸地區主要為夏熱冬暖、夏熱冬冷及寒冷地區三種主要區域，另有嚴寒地區及熱帶地區，本文只研究前三類主要地區的遮陽方式。

夏熱冬暖地區多位于我國長江以南地區，天氣較炎熱。采暖及制冷方式主要為空調，故建筑圍護結構的隔熱十分重要。夏熱冬暖地區建筑規定了在不同窗墻比時外窗的“綜合遮陽系數”限值.所謂“綜合遮陽系數”是考慮窗本身和窗外遮陽裝置綜合遮陽效果的一個系數.其值為窗本身的遮陽系數與窗戶外遮陽系數的乘積（見表1）。

夏熱冬暖地區建筑遮陽主要分為南向遮陽、東西向遮陽以及屋頂遮陽。尤其在夏熱冬暖地區，屋頂遮陽比較重要，低緯度地區太陽高度角較大，屋頂陽光輻射較大，采取必要的遮陽措施對建筑隔熱保溫具有很重要的意義。

（1）南向遮陽。夏熱冬暖地區具有高強度太陽輻射，南窗采取遮陽措施是非常必要的。由于南方地區地處低緯度地區，太陽高度角較大，水平遮陽在南向窗戶上可以達到很好的遮陽效果。

（2）西向遮陽。夏熱冬暖地區東西向窗戶隨著太陽高度角的降低，水平遮陽對陽光的遮擋起不到太大的作用.垂直遮陽開始起作用。同時.夏熱冬暖地區夏季盛吹東南（或南）風，垂直遮陽能起引導風進入室內的作用，改善室內空氣品質。因此.對于東西向窗口采取垂直遮陽或綜合遮陽更為合適。

（3）屋頂遮陽。在夏熱冬暖地區，夏季氣候炎熱，太陽輻射強度大，太陽高度角較大，且炎熱高溫季節時間較長，屋頂是建筑物吸熱的關鍵部位。針對屋頂強陽光輻射，可采用名為“雙層屋面”的屋頂設計通過利用兩個屋面間空間通風使得屋面在帶走大量熱量的同時為下層屋面提供遮陽.減小因屋面溫度過高而對室內環境的影響。

我國嚴寒地區、寒冷地區與夏熱冬冷地區相似，夏季通過遮陽減少進入室內的陽光，減少空調負荷；冬季，建筑室外遮陽通常設計為可調節式遮陽百葉或遮陽板。針對寒冷地區低溫和風力較大的特點，室外遮陽系統應為耐低溫材料，且安裝時應采取加固措施，防止因冬季風大造成遮陽構件晃動或脫落等現象。

結論：

由于夏熱冬暖地區陽光輻射較大，屋頂宜采用“雙層屋面”遮陽方式。夏熱冬冷地區與寒冷地區在保證夏季遮陽的同時要滿足冬季必要采光需要，減少冬季采暖能耗，故該地區宜采用可調節遮陽。