极端干热气候乡土建筑防热模型构建和遮阳设计优化

作     者：叶金鑫 何文芳 刘加平 YE Jinxin;HE Wenfang;LIU Jiaping

作者机构：西部绿色建筑国家重点实验室西安710055 西安建筑科技大学建筑学院西安710055 中信建筑设计研究总院有限公司武汉430014 

出 版 物：《工业建筑》 (Industrial Construction)

年 卷 期：2023年第53卷第7期

页      面：7-15,31页

学科分类：08[工学] 081302[工学-建筑设计及其理论] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：中国工程院战略研究与咨询项目(2022-XZ-38) 国家自然科学基金面上项目(52178026) 陕西省教育厅重点项目(20JS080)。 

主　　题：乡土建筑 防热模型 遮阳 吐鲁番 干热气候 

摘      要：我国干热气候主要分布在新疆南部,甘肃、青海和内蒙古西北部等边疆地带,在建筑热工设计分区中被划分为严寒、寒冷地区,城镇建筑节能主要强调冬季保温,亟须夏季防热设计指导。不同的是,当地乡土建筑采用遮阳策略综合调节室内外热环境,形成独特的建筑防热模式,亟待继承与发扬。为此以极端干热气候为例,首先,通过乡土建筑现状调查,归纳了街巷、庭院,以及建筑屋顶、墙体、窗口等遮阳对象,总结了葡萄晾房、阿以旺、高架棚、棚盖、檐廊、葡萄藤架、透空墙、花格窗等遮阳方式;其次,通过现场测试与数值模拟相结合的方法,采用EnergyPlus软件,建立典型乡土建筑防热模型并验证其有效性;再次,在此基础上运用正交试验法,以建筑室内外环境全年综合热舒适百分比为评价指标,提出四类遮阳对象的防热节能作用由大至小的排序:庭院遮阳、屋顶遮阳、墙体遮阳、窗口遮阳,给出其遮阳面积水平的最佳组合,即屋顶遮阳100%、墙体遮阳100%、窗口遮阳25%、地面遮阳100%;最后,结合现有可行的遮阳方式,建议重点选用屋顶葡萄晾房、高棚架两类综合遮阳方式,形成屋顶、庭院、墙体、窗口的全面遮阳,在条件允许的情况下,考虑到不同季节遮阳需求的差异,高架棚宜采用轻质构造或葡萄藤种植方式,便于在冬季拆除。