周紅 楊亮亮 韓廣成 李勝英（天津建科建筑節(jié)能環(huán)境檢測有限公司天津300161）

天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收及檢測技術(shù)的研究

周紅 楊亮亮 韓廣成 李勝英
（天津建科建筑節(jié)能環(huán)境檢測有限公司天津300161）

為科學(xué)準(zhǔn)確判斷建筑外遮陽裝置遮陽性能的優(yōu)劣并初步確定天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收及性能檢測方法，本文通過現(xiàn)場檢測討論建筑外遮陽設(shè)置的必要性，并在實際調(diào)研得出天津地區(qū)典型建筑外遮陽形式的基礎(chǔ)上，參考建筑外遮陽行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方驗收規(guī)范總結(jié)出適用于天津地區(qū)建筑外遮陽工程的驗收流程及驗收項目要點，并對比不同建筑外遮陽形式的驗收異同，為建筑節(jié)能設(shè)計和天津市外遮陽驗收及現(xiàn)場檢測提供參考依據(jù)。

外遮陽；現(xiàn)場檢測；節(jié)能；工程驗收

引言

建筑外遮陽能有效阻擋太陽光直接照射到室內(nèi)，降低夏季空調(diào)能耗，具有很好的節(jié)能效果，是建筑隔熱保溫技術(shù)的重要內(nèi)容，代表著建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展方向。歐美日等發(fā)達(dá)國家已具有完整的遮陽技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成了一個技術(shù)先進(jìn)、種類多樣、可以滿足各種需求的遮陽設(shè)施設(shè)計、生產(chǎn)、安裝的成熟體系。天津地區(qū)位于寒冷地區(qū)(B區(qū))，隨著建筑節(jié)能工作的不斷深入，天津地區(qū)率先實施第四階段居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能65%的公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對建筑遮陽均做出了明確規(guī)定。《天津市居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DB29-1-2013對建筑遮陽設(shè)置有如下規(guī)定[1]：①東、西向主要房間的外窗（包括封閉式陽臺的透明部分）應(yīng)設(shè)置活動式外遮陽；②南向房間的外窗宜設(shè)置水平或活動式外遮陽。在遮陽系數(shù)方面，規(guī)定東、西向窗墻面積比大于0.30的房間當(dāng)窗墻面積比≤0.40時，SC不應(yīng)大于0.45，當(dāng)窗墻面積比＞0.40時，SC不應(yīng)大于0.35。同時夏季防熱設(shè)計的節(jié)能措施也有一條提到三層以下建筑可利用綠化遮陽。《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》DB29-153-2014對建筑外遮陽設(shè)計有如下規(guī)定[2]：除建筑物北向外，其他朝向外窗（包括透光幕墻）應(yīng)采取遮陽措施，當(dāng)設(shè)置外遮陽時，遮陽裝置應(yīng)符合下列要求：①西向應(yīng)設(shè)活動外遮陽，東向宜設(shè)活動外遮陽，南向宜設(shè)水平外遮陽；②建筑物外遮陽裝置應(yīng)兼顧通風(fēng)及冬季日照。同時，在標(biāo)準(zhǔn)的附錄中對各種樣式各種材料的外遮陽系數(shù)的計算有明確的依據(jù)。目前天津市有關(guān)建筑遮陽對建筑能耗的研究很少，主要簡單采用計算機(jī)模擬分析，對建筑遮陽裝置的現(xiàn)場檢測研究更是處于初步階段，無法科學(xué)準(zhǔn)確判斷各種建筑遮陽裝置遮陽性能的優(yōu)劣，不能更好地為建筑節(jié)能設(shè)計及檢測提供參考。

本文首先針對天津地區(qū)既有建筑外遮陽設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)場檢測，分析建筑外遮陽在降低夏季空調(diào)負(fù)荷和提高室內(nèi)舒適性方面的貢獻(xiàn)，在此基礎(chǔ)上通過實地調(diào)研并查閱建筑外遮陽工程驗收規(guī)范，總結(jié)出適用于天津地區(qū)的工程驗收框架，為天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收及檢測技術(shù)的研究提供理論參考。

1 天津地區(qū)建筑外遮陽裝置的檢測研究

1.1 檢測條件

被檢測建筑為某展示中心，其西側(cè)幕墻外側(cè)采用300梭形鋁合金遮陽翻板進(jìn)行外遮陽。檢測周期為五天，檢測設(shè)備包括溫度采集記錄器、太陽輻射計、數(shù)據(jù)采集儀、智能風(fēng)速計、空盒氣壓表。

1.2 檢測方案

選擇建筑西向3層安裝有遮陽翻板的房間作為檢測房間，并將遮陽翻板調(diào)整到規(guī)定的角度。選定房間及其相鄰房間的空調(diào)全部關(guān)閉，室內(nèi)溫度只受周邊環(huán)境溫度及太陽輻射自然影響。在檢測房間的兩條對角線的五個四等分點布置室內(nèi)空氣溫度測點（高度為1/2層高）；在房間西側(cè)幕墻玻璃內(nèi)表面布置兩個溫度測點，在東側(cè)相鄰房間及2、4層對應(yīng)房間位置布置溫度測點，房間北側(cè)為樓道，不監(jiān)控。在5層樓頂陰涼處布置兩個室外空氣溫度測點和一個濕度測點，在采光頂無遮擋處布置一個太陽輻射強(qiáng)度測點。同時，在遮陽翻板分別為全部伸展、伸展50%和全部收回三個狀態(tài)下進(jìn)行檢測。

1.3 檢測結(jié)果

在檢測周期內(nèi)平均太陽輻射強(qiáng)度相差不大，對檢測結(jié)果的影響可以忽略不計，通過檢測得到以下結(jié)果（如圖1～3）：

（1）遮陽翻板在全部收回、伸展50%、全部伸展三種狀態(tài)下室內(nèi)空氣平均溫度分別為28.1℃、26.6℃、25.7℃，溫度波動率分別為57.9%、39.3%、34.1%，室內(nèi)外空氣溫度的平均溫差分別為0.8℃、1.2℃、1.7℃，可以看出外遮陽的節(jié)能效果顯著，有效的減小房間的空調(diào)負(fù)荷。

（2）被測房間室內(nèi)空氣溫度在上午時段室內(nèi)空氣溫度較為平穩(wěn)，下午時段，受西曬的影響，室內(nèi)空氣溫度逐漸升高，隨著遮陽翻板遮擋面積的減小，室內(nèi)空氣溫度上升越快，表現(xiàn)為溫度曲線的趨勢線斜率越大。

圖1 遮陽翻板全部收回室內(nèi)外空氣溫度

圖2 遮陽翻板全部伸展室內(nèi)外空氣溫度

圖3 遮陽翻板伸展50%室內(nèi)外空氣溫度

1.4 檢測結(jié)果分析

通過分析檢測結(jié)果，可以得出：遮陽翻板對太陽輻射的遮擋，可以降低室內(nèi)空氣溫度的波動，遮擋的幅度越大，室內(nèi)空氣溫度波動率越小，說明通過調(diào)整遮陽翻板的伸展幅度，增大遮陽翻板的遮擋面積，可以降低室內(nèi)獲得的太陽輻射量，減緩室內(nèi)空氣溫度波動，改善室內(nèi)環(huán)境的舒適性，伸展幅度越大，改善效果越明顯，當(dāng)全部伸展時，改善效果達(dá)到最大值。

2 天津地區(qū)典型建筑外遮陽工程驗收的研究

2.1 天津地區(qū)典型外遮陽形式調(diào)研

天津民用建筑中較多采用的外遮陽形式為水平遮陽或遮陽篷，水平遮陽構(gòu)件能有效遮擋太陽高度角較大的陽光，適用于南向窗口，或北回歸線以南低緯度地區(qū)的北向窗口[3]。設(shè)計水平遮陽時，應(yīng)充分考慮冬季、夏季的太陽高度角差異來進(jìn)行設(shè)計。在建筑遮陽設(shè)計中水平遮陽應(yīng)用較多的類型為織物遮陽和利用建筑構(gòu)件遮陽的形式，如圖4中新生態(tài)城寫字樓采用的是曲臂平推的構(gòu)件遮陽形式。

圖4 中新生態(tài)城寫字樓水平遮陽

圖5 天友設(shè)計院卷簾遮陽

卷簾遮陽是附加作用在窗洞或建筑表皮上的可收卷的隔離物，因其活動性特點，常應(yīng)用在對遮陽需求有周期變化的建筑上，比如寒冷地區(qū)冬夏季的不同遮陽需求。圖5天友設(shè)計院在高層建筑立面設(shè)計中，結(jié)合朝向?qū)φ陉栐O(shè)計的影響，南側(cè)立面在垂直遮陽板的基礎(chǔ)上，利用卷簾進(jìn)行遮陽。

圖6 天津外國語大學(xué)附屬濱海外國語學(xué)校百葉遮陽

百葉遮陽通過改變百葉葉片的角度來實現(xiàn)遮陽的目的，相對前幾種遮陽形式，百葉遮陽在現(xiàn)代公共建筑中是使用最為廣泛的遮陽方式，應(yīng)用中多使用木材、金屬等多種材質(zhì)。圖6為天津外國語大學(xué)附屬濱海外國語學(xué)校金屬百葉簾的應(yīng)用展示，相比木質(zhì)百葉簾，金屬百葉簾在抗風(fēng)耐雪等性能上有一定的優(yōu)勢，同時學(xué)校采用的是智能遮陽百葉系統(tǒng)，可以根據(jù)太陽高度角等因素影響對百葉的角度進(jìn)行智能控制，減小能耗提高室內(nèi)舒適性。由于材料和固定方式的差異，百葉產(chǎn)品比簾布產(chǎn)品有更好的抗風(fēng)雨性能和更長的壽命，在天津地區(qū)使用較為廣泛。

以上三種遮陽形式遮陽篷（主要為曲臂平推）、遮陽簾和遮陽百葉是目前在天津地區(qū)應(yīng)用較多的建筑外遮陽形式，接下來主要從這三種形式出發(fā)，探討天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收項目及要點。

2.2 天津地區(qū)建筑外遮陽工程驗收的研究

建筑外遮陽工程作為建筑節(jié)能分部工程中的分項工程進(jìn)行驗收，在《建筑遮陽工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 237-2011[4]中的“8工程驗收”章節(jié)和《建筑外遮陽工程施工及驗收規(guī)程》DB11/T 1105-2014[5]均闡明了建筑外遮陽工程中的驗收主控項目和一般項目，其中大部分驗收項和檢測方法基本適用于天津地區(qū)，但不同的外遮陽方式存在著一定差異，本小節(jié)以目前相關(guān)的建筑外遮陽驗收及檢測標(biāo)準(zhǔn)體系為基礎(chǔ)，總結(jié)出適用于天津地區(qū)的驗收框架，為以后的建筑外遮陽工程驗收提供參考。

表1 天津地區(qū)典型外遮陽工程驗收

3 結(jié)論

本文通過現(xiàn)場檢測與實地調(diào)研相結(jié)合的方法，對建筑外遮陽設(shè)施的使用效果和天津地區(qū)典型建筑外遮陽工程驗收進(jìn)行研究并得出以下結(jié)論：

(1）根據(jù)實測結(jié)果，建筑外遮陽具有顯著的節(jié)能效果，能有效降低室內(nèi)獲得的太陽輻射量，減緩室內(nèi)空氣溫度波動，改善室內(nèi)環(huán)境的舒適性，降低空調(diào)負(fù)荷。

(2）綜合調(diào)研進(jìn)行分析，目前在天津地區(qū)使用較多的三種遮陽形式為遮陽篷（主要為曲臂平推）、遮陽簾和遮陽百葉。

(3）參考建筑外遮陽相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和驗收規(guī)范，總結(jié)出天津地區(qū)在建筑外遮陽驗收過程中需要對遮陽裝置的遮陽系數(shù)、抗風(fēng)安全荷載、耐雪安全荷載、耐積水安全荷載、機(jī)械耐久性進(jìn)行復(fù)檢，外遮陽工程驗收的重點項目及典型遮陽方式檢測方法詳見表1。

[1]DB29-1-2013天津市居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2013.

[2]DB29-153-2014天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2015.

[3]柳春蕾.基于山東地域特點的建筑遮陽綠色技術(shù)研究[D].山東建筑大學(xué)，2014.

[4]JGJ 237-2011建筑遮陽工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2011.

[5]DB11/T 1105-2014建筑外遮陽工程施工及驗收規(guī)程[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2011.