姚珊珊　余術(shù)剛鄭州大學(xué)建筑學(xué)院（450000） 鄭州大學(xué)綜合設(shè)計研究院有限公司（450000）

基于Ecotect的輕鋼活動房屋墻面太陽輻射模擬分析

姚珊珊1余術(shù)剛2
1鄭州大學(xué)建筑學(xué)院（450000） 2鄭州大學(xué)綜合設(shè)計研究院有限公司（450000）

運用Ecotect軟件對輕鋼活動房屋墻面的太陽輻射進行分析，對比采用遮陽構(gòu)件前后墻面的夏季太陽輻射量的大小。結(jié)果表明，采用遮陽構(gòu)件可以有效降低墻面的夏季太陽輻射量，對輕鋼活動房屋夏季隔熱有較好的效果。

活動房；遮陽；太陽輻射

0　概述

輕鋼活動房屋是按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)進行空間組合的環(huán)保經(jīng)濟活動房屋。采用保溫材料的輕鋼活動房屋主要是采用雙層鋼板，中間填充保溫材料。這樣能夠提高其冬季的保溫性能，降低能耗，但夏季隔熱較差。對于夏熱冬冷地區(qū)，按照節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，夏季輕鋼活動房屋的外墻內(nèi)表面溫度要大于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定［1］。

因此，提高隔熱性能是滿足夏熱冬冷地區(qū)及夏熱冬暖地區(qū)的居住舒適性需要解決的問題。主要措施可以考慮在中間增加空氣間層，或者外墻表面增加遮陽等。增加空氣間層需要改進節(jié)點，對工藝要求復(fù)雜。所以本論文主要是利用軟件模擬計算墻面的太陽輻射大小，來驗證增加遮陽這一措施可以提高輕鋼活動房屋的隔熱性能。

1　分析對象

為了模擬方便，僅選取一個活動單元作為模擬對象，單元尺寸為3 000 mm×6 000 mm×3 000 mm。分析地點選在夏熱冬冷地區(qū)（合肥）。分析太陽輻射的時間段為夏季6月1日～8月31日。

圖1　方案一無遮陽

如圖1所示，方案一是沒有遮陽的活動單元。圖2是對墻面采取了水平遮陽的方式。具體做法如下：距離墻面300 mm的距離，做了寬200 mm、高100 mm的水平遮陽條，遮陽條間距300 mm。為了避免影響室內(nèi)采光，將窗洞口的位置留出。

圖2　方案二墻面遮陽

2　分析結(jié)果

2.1墻面太陽輻射分析

圖3　方案二南立面太陽輻射圖

如圖3所示，方案二南立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值為261 319.42 Wh。如圖4所示，方案二南立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值比方案一減少了169 388.56 Wh。由此可知，南立面方案二每個網(wǎng)格的太陽輻射量平均值只相當(dāng)于方案一的59.89%。

圖4　方案二與方案一南立面太陽輻射差值圖

如圖5所示，方案二西立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值為134 772.69 Wh。如圖6所示，方案二西立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值比方案一減少了161 209.45 Wh。由此可知，西立面方案二每個網(wǎng)格的太陽輻射量平均值只相當(dāng)于方案一的42.72%。

圖5　方案二西立面太陽輻射圖

圖6　方案二與方案一西立面太陽輻射差值圖

圖7　方案二北立面太陽輻射圖

圖8　方案二與方案一北立面太陽輻射差值圖

如圖7所示，方案二北立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值為107 997.02Wh。如圖8所示，方案二北立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值比方案一減少了89 028.10 Wh。由此可知，北立面方案二每個網(wǎng)格的太陽輻射量平均值只相當(dāng)于方案一的55.47%。

圖9　方案二東立面太陽輻射圖

圖10　方案二與方案一東立面太陽輻射差值圖

如圖9所示，方案二東立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值為152 326.11 Wh。如圖10所示，方案二東立面夏季每個網(wǎng)格太陽輻射量的平均值比方案一減少了160 054.01 Wh。由此可知，東立面方案二每個網(wǎng)格的太陽輻射量平均值只相當(dāng)于方案一的48.89%。

2.2室內(nèi)采光分析

圖11　方案一室內(nèi)采光系數(shù)圖

圖12　方案二室內(nèi)采光系數(shù)圖

如圖11所示，方案一室內(nèi)采光系數(shù)的平均值為5.47%。如圖12所示，方案二室內(nèi)采光系數(shù)的平均值為4.32%。由采光設(shè)計規(guī)范可知，居住建筑的臥室、起居室室內(nèi)采光系數(shù)不應(yīng)低于2%［2］。由此可知，墻面采用該種形式的遮陽構(gòu)件時，留出窗洞口的位置，對室內(nèi)采光影響并不大。

3　結(jié)論

當(dāng)采取該種遮陽方式時，采用遮陽構(gòu)件后比采用遮陽構(gòu)件前可以使墻面減少約50%的夏季太陽輻射量。當(dāng)留出窗洞口的位置時，對室內(nèi)的采光系數(shù)影響并不大。

當(dāng)然，本文只選取了一種遮陽方式來比較遮陽前后對活動房屋的夏季太陽輻射量的影響。采取不同遮陽方式時，效果也會有一定區(qū)別。在夏熱冬冷地區(qū)或者夏熱冬暖地區(qū)，可以利用遮陽構(gòu)件結(jié)合立面造型來達到活動房屋夏季隔熱的目的，同時也能取到較好的美學(xué)效果。

［1］余術(shù)剛，姚珊珊.輕鋼活動房屋熱工性能分析［J］.河南建材，2015，04.

［2］GB 50033-2013，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版，2012.