基于DIVA模拟计算的外遮阳系数研究

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建筑遮阳作为建筑节能的关键技术之一拥有简单而有效的特点。正确并合理的设置遮阳系统能够有效控制进入室内的太阳直射光线,根据地区气候和环境特点达到较好的节能效果。外遮阳系数作为直接衡量遮阳系统节能效果的指标对建筑师的遮阳设计具有重要的指导意义。然而目前由于我国对遮阳系统的研究起步较晚,外遮阳系数的标准与计算方法不够统一,建筑设计师在设计遮阳时不能够掌握如何有效的控制外遮阳系数以达到节能的遮阳设计,为了促进我国建筑节能事业的发展,使建筑师能够了解多种遮阳形式对建筑能耗的影响,对外遮阳系数的深入研究显得尤为重要。  本文通过使用模拟计算软件DIVA对夏热冬冷地区、寒冷地区和夏热冬暖地区三种我国主要的气候分区各自的典型城市南京、北京和广州不同遮阳构件尺寸比的静态外遮阳进行模拟计算,得到三个地区分别在东向、南向、西向和北向上的外遮阳系数。主要采用了四种外遮阳系数的计算方法,即全年期窗口表面辐射模拟、遮阳期窗口表面辐射模拟、遮阳期室内辐射模拟和现行节能设计标准中的计算方法,并将各个方法计算得到的外遮阳系数进行详细比较,得出不同遮阳构件与外遮阳系数之间的关系。并使用遮阳期室内辐射计算得到的外遮阳系数对现行节能设计标准计算的外遮阳系数进行修正,得到拟合公式和相似度。  本文另一部分以南京地区为例,研究东、南、西、北四个朝向不同窗口宽度、相同窗口面积不同窗口数量和不同百叶遮阳板密度的建筑模型进行模拟,以遮阳期室内辐射计算得到的外遮阳系数为指标,探讨了南京地区上述三种情况在设置相同遮阳尺寸比的四种典型外遮阳时的外遮阳系数变化规律。  通过全年期和遮阳期窗口表面辐射平均量模拟计算得到的外遮阳系数分析,总结出南京、北京和广州地区适宜和不宜采取的典型遮阳形式:南京和北京地区南向宜采用水平百叶外遮阳,东向、西向和北向不宜采用垂直外遮阳,东西向不宜采用垂直百叶外遮阳。广州地区东向、西向和北向不宜采用垂直外遮阳,东西向不宜采用遮阳构件尺寸比PF值大于0.2的垂直百叶遮阳。根据采用DIVA模拟计算的遮阳期室内辐射平均量得到的外遮阳系数分析,总结出南京、北京和广州地区东、南、西、北四个朝向在相同遮阳形式,相同遮阳构件尺寸比情况下适宜设置的典型遮阳形式。
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