东南沿海地区高层建筑遮阳一体化技术设计方法研究

The high-rise building is the main typology of construction in southeast coastal urban areas of China. The amount of energy consumption for summer air-conditioning mainly depends on the qualities of shading design. The purpose of this study is to integrate shading design with high-rise building fa?ade design, which will generate a key solution of shading systems to be applied in high-rise buildings. First, the study will explore the impact principles of shading design on indoor thermal environment based on operative temperatures. Second, the shading design parameters will be optimized according to the requirement of indoor thermal environment. Then the technical strategy and implementation pathway will be summarized through combining the practical projects with feedback information. Finally, the study will establish the shade design technical method that can build an important technical foundation to achieve high levels of energy efficiency.

高层建筑是东南沿海地区的城市建设主体，其夏季空调能耗的多寡主要取决于遮阳设计的优劣。本研究以建筑遮阳一体化设计为前提，针对东南沿海地区气候条件，将操作温度作为室内热环境的评价指标，探究建筑遮阳设计对室内热环境的调节机理和影响规律，结合建筑遮阳房间热环境需求优化遮阳设计参数。然后经由应用实证研究，完善遮阳一体化的技术策略和实现途径，建立东南沿海地区高层建筑遮阳一体化技术设计方法，为高节能目标的实现奠定技术基础。

基于遮阳一体化设计要求及高层建筑遮阳设计需求，本研究首先对高层建筑遮阳技术与产品的应用现状进行了调研，梳理产品的适宜性，指出风荷载、室内太阳辐射的传递过程是影响东南沿海地区高层建筑遮阳应用的两个重要因素，在此基础上，探索现有遮阳技术及产品在东南沿海高层建筑中的应用限制性与特殊性，分析计算不同城市区域内不同高度上这样装置所需的风荷载，研究结果表明建筑外遮阳板是高层建筑遮阳一体化设计最适宜的设计原型。. 以操作温度作为评价遮阳建筑室内热环境的指标，通过实验测试和软件模拟的方法研究了遮阳材料、遮阳板设计、遮阳板安装等因素对遮阳建筑围护结构热过程的影响，探究遮阳设计对建筑室内热环境的影响机理；同时从高层建筑透明围护结构多的特点出发，选择大玻璃幕墙建筑为研究对象，研究建筑室内局部受到的太阳辐射所引起的辐射不对称性对室内热环境的的影响，建立太阳辐射在室内传递的修正模型。并在此基础上，提出操作温度修正模型以提高准确性。. 以操作温度修正模型为基础，提出高层建筑遮阳一体化技术设计方法应该包括三个层次：基于建筑功能的遮阳设计目标设定、基于视线分析的室内光热环境要求、基于建筑立面的遮阳构件美学与节能性能的统一，并进一步研究了各向异性太阳辐射的遮阳控制策略。