天津地区建筑外遮阳工程验收及检测技术的研究

周红 杨亮亮 韩广成 李胜英（天津建科建筑节能环境检测有限公司天津300161）

天津地区建筑外遮阳工程验收及检测技术的研究

周红 杨亮亮 韩广成 李胜英
（天津建科建筑节能环境检测有限公司天津300161）

为科学准确判断建筑外遮阳装置遮阳性能的优劣并初步确定天津地区建筑外遮阳工程验收及性能检测方法，本文通过现场检测讨论建筑外遮阳设置的必要性，并在实际调研得出天津地区典型建筑外遮阳形式的基础上，参考建筑外遮阳行业标准和地方验收规范总结出适用于天津地区建筑外遮阳工程的验收流程及验收项目要点，并对比不同建筑外遮阳形式的验收异同，为建筑节能设计和天津市外遮阳验收及现场检测提供参考依据。

外遮阳；现场检测；节能；工程验收

引言

建筑外遮阳能有效阻挡太阳光直接照射到室内，降低夏季空调能耗，具有很好的节能效果，是建筑隔热保温技术的重要内容，代表着建筑节能技术的发展方向。欧美日等发达国家已具有完整的遮阳技术标准，形成了一个技术先进、种类多样、可以满足各种需求的遮阳设施设计、生产、安装的成熟体系。天津地区位于寒冷地区(B区)，随着建筑节能工作的不断深入，天津地区率先实施第四阶段居住建筑节能设计标准和节能65%的公共建筑节能设计标准，对建筑遮阳均做出了明确规定。《天津市居住建筑节能设计标准》DB29-1-2013对建筑遮阳设置有如下规定[1]：①东、西向主要房间的外窗（包括封闭式阳台的透明部分）应设置活动式外遮阳；②南向房间的外窗宜设置水平或活动式外遮阳。在遮阳系数方面，规定东、西向窗墙面积比大于0.30的房间当窗墙面积比≤0.40时，SC不应大于0.45，当窗墙面积比＞0.40时，SC不应大于0.35。同时夏季防热设计的节能措施也有一条提到三层以下建筑可利用绿化遮阳。《天津市公共建筑节能设计标准》DB29-153-2014对建筑外遮阳设计有如下规定[2]：除建筑物北向外，其他朝向外窗（包括透光幕墙）应采取遮阳措施，当设置外遮阳时，遮阳装置应符合下列要求：①西向应设活动外遮阳，东向宜设活动外遮阳，南向宜设水平外遮阳；②建筑物外遮阳装置应兼顾通风及冬季日照。同时，在标准的附录中对各种样式各种材料的外遮阳系数的计算有明确的依据。目前天津市有关建筑遮阳对建筑能耗的研究很少，主要简单采用计算机模拟分析，对建筑遮阳装置的现场检测研究更是处于初步阶段，无法科学准确判断各种建筑遮阳装置遮阳性能的优劣，不能更好地为建筑节能设计及检测提供参考。

本文首先针对天津地区既有建筑外遮阳设施进行现场检测，分析建筑外遮阳在降低夏季空调负荷和提高室内舒适性方面的贡献，在此基础上通过实地调研并查阅建筑外遮阳工程验收规范，总结出适用于天津地区的工程验收框架，为天津地区建筑外遮阳工程验收及检测技术的研究提供理论参考。

1 天津地区建筑外遮阳装置的检测研究

1.1 检测条件

被检测建筑为某展示中心，其西侧幕墙外侧采用300梭形铝合金遮阳翻板进行外遮阳。检测周期为五天，检测设备包括温度采集记录器、太阳辐射计、数据采集仪、智能风速计、空盒气压表。

1.2 检测方案

选择建筑西向3层安装有遮阳翻板的房间作为检测房间，并将遮阳翻板调整到规定的角度。选定房间及其相邻房间的空调全部关闭，室内温度只受周边环境温度及太阳辐射自然影响。在检测房间的两条对角线的五个四等分点布置室内空气温度测点（高度为1/2层高）；在房间西侧幕墙玻璃内表面布置两个温度测点，在东侧相邻房间及2、4层对应房间位置布置温度测点，房间北侧为楼道，不监控。在5层楼顶阴凉处布置两个室外空气温度测点和一个湿度测点，在采光顶无遮挡处布置一个太阳辐射强度测点。同时，在遮阳翻板分别为全部伸展、伸展50%和全部收回三个状态下进行检测。

1.3 检测结果

在检测周期内平均太阳辐射强度相差不大，对检测结果的影响可以忽略不计，通过检测得到以下结果（如图1～3）：

（1）遮阳翻板在全部收回、伸展50%、全部伸展三种状态下室内空气平均温度分别为28.1℃、26.6℃、25.7℃，温度波动率分别为57.9%、39.3%、34.1%，室内外空气温度的平均温差分别为0.8℃、1.2℃、1.7℃，可以看出外遮阳的节能效果显著，有效的减小房间的空调负荷。

（2）被测房间室内空气温度在上午时段室内空气温度较为平稳，下午时段，受西晒的影响，室内空气温度逐渐升高，随着遮阳翻板遮挡面积的减小，室内空气温度上升越快，表现为温度曲线的趋势线斜率越大。

图1 遮阳翻板全部收回室内外空气温度

图2 遮阳翻板全部伸展室内外空气温度

图3 遮阳翻板伸展50%室内外空气温度

1.4 检测结果分析

通过分析检测结果，可以得出：遮阳翻板对太阳辐射的遮挡，可以降低室内空气温度的波动，遮挡的幅度越大，室内空气温度波动率越小，说明通过调整遮阳翻板的伸展幅度，增大遮阳翻板的遮挡面积，可以降低室内获得的太阳辐射量，减缓室内空气温度波动，改善室内环境的舒适性，伸展幅度越大，改善效果越明显，当全部伸展时，改善效果达到最大值。

2 天津地区典型建筑外遮阳工程验收的研究

2.1 天津地区典型外遮阳形式调研

天津民用建筑中较多采用的外遮阳形式为水平遮阳或遮阳篷，水平遮阳构件能有效遮挡太阳高度角较大的阳光，适用于南向窗口，或北回归线以南低纬度地区的北向窗口[3]。设计水平遮阳时，应充分考虑冬季、夏季的太阳高度角差异来进行设计。在建筑遮阳设计中水平遮阳应用较多的类型为织物遮阳和利用建筑构件遮阳的形式，如图4中新生态城写字楼采用的是曲臂平推的构件遮阳形式。

图4 中新生态城写字楼水平遮阳

图5 天友设计院卷帘遮阳

卷帘遮阳是附加作用在窗洞或建筑表皮上的可收卷的隔离物，因其活动性特点，常应用在对遮阳需求有周期变化的建筑上，比如寒冷地区冬夏季的不同遮阳需求。图5天友设计院在高层建筑立面设计中，结合朝向对遮阳设计的影响，南侧立面在垂直遮阳板的基础上，利用卷帘进行遮阳。

图6 天津外国语大学附属滨海外国语学校百叶遮阳

百叶遮阳通过改变百叶叶片的角度来实现遮阳的目的，相对前几种遮阳形式，百叶遮阳在现代公共建筑中是使用最为广泛的遮阳方式，应用中多使用木材、金属等多种材质。图6为天津外国语大学附属滨海外国语学校金属百叶帘的应用展示，相比木质百叶帘，金属百叶帘在抗风耐雪等性能上有一定的优势，同时学校采用的是智能遮阳百叶系统，可以根据太阳高度角等因素影响对百叶的角度进行智能控制，减小能耗提高室内舒适性。由于材料和固定方式的差异，百叶产品比帘布产品有更好的抗风雨性能和更长的寿命，在天津地区使用较为广泛。

以上三种遮阳形式遮阳篷（主要为曲臂平推）、遮阳帘和遮阳百叶是目前在天津地区应用较多的建筑外遮阳形式，接下来主要从这三种形式出发，探讨天津地区建筑外遮阳工程验收项目及要点。

2.2 天津地区建筑外遮阳工程验收的研究

建筑外遮阳工程作为建筑节能分部工程中的分项工程进行验收，在《建筑遮阳工程技术规范》JGJ 237-2011[4]中的“8工程验收”章节和《建筑外遮阳工程施工及验收规程》DB11/T 1105-2014[5]均阐明了建筑外遮阳工程中的验收主控项目和一般项目，其中大部分验收项和检测方法基本适用于天津地区，但不同的外遮阳方式存在着一定差异，本小节以目前相关的建筑外遮阳验收及检测标准体系为基础，总结出适用于天津地区的验收框架，为以后的建筑外遮阳工程验收提供参考。

表1 天津地区典型外遮阳工程验收

3 结论

本文通过现场检测与实地调研相结合的方法，对建筑外遮阳设施的使用效果和天津地区典型建筑外遮阳工程验收进行研究并得出以下结论：

(1）根据实测结果，建筑外遮阳具有显著的节能效果，能有效降低室内获得的太阳辐射量，减缓室内空气温度波动，改善室内环境的舒适性，降低空调负荷。

(2）综合调研进行分析，目前在天津地区使用较多的三种遮阳形式为遮阳篷（主要为曲臂平推）、遮阳帘和遮阳百叶。

(3）参考建筑外遮阳相关行业标准和验收规范，总结出天津地区在建筑外遮阳验收过程中需要对遮阳装置的遮阳系数、抗风安全荷载、耐雪安全荷载、耐积水安全荷载、机械耐久性进行复检，外遮阳工程验收的重点项目及典型遮阳方式检测方法详见表1。

[1]DB29-1-2013天津市居住建筑节能设计标准[S].北京：中国建材工业出版社，2013.

[2]DB29-153-2014天津市公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建材工业出版社，2015.

[3]柳春蕾.基于山东地域特点的建筑遮阳绿色技术研究[D].山东建筑大学，2014.

[4]JGJ 237-2011建筑遮阳工程技术规范[S].北京：中国建材工业出版社，2011.

[5]DB11/T 1105-2014建筑外遮阳工程施工及验收规程[S].北京：中国建材工业出版社，2011.