建筑外遮阳设计中遮阳时间的确定*
——以丽水市为例

唐小翠， 王 滨

(1.丽水学院，浙江 丽水 323000；2.浙江电力建设监理有限公司，浙江 丽水 323000)

建筑外遮阳设计中遮阳时间的确定*
——以丽水市为例

唐小翠1， 王 滨2

(1.丽水学院，浙江 丽水 323000；2.浙江电力建设监理有限公司，浙江 丽水 323000)

根据丽水当地地理位置、气候条件、太阳辐射、气象资料等，主要以气温和太阳直接辐射强度为标准，确定了该区域建筑各朝向需要采取外遮阳措施的时间。结果表明，从6月上旬至10月上旬当地建筑各朝向均应采取外遮阳措施，但不同的月份，建筑物各朝向的遮阳时间点和时间跨度不尽相同。因此，我们需要根据时间、建筑朝向设置相应的遮阳措施来达到遮阳效果。

丽水市；建筑外遮阳；遮阳时间

0 引言

建筑对日照的要求取决于建筑的使用性质和当地气候条件。寒冷地区的建筑一般需要争取较好的日照；炎热地区和夏热冬暖地区的建筑需要避免过量的日照；而夏热冬冷地区的建筑，夏季需要避免过量的日照，冬季则需要争取较好的日照。

丽水市地处中亚热带，市区为东西方向狭长形的河谷盆地地形，空气流通功能弱，盆地聚热效应明显。 近十年的气象资料也显示：丽水市太阳辐射强度大，日照时间长，各季气温均偏高，尤其是夏秋季高温持续时间长，常常出现“暖冬”“酷暑”。丽水虽属我国国家标准划分的五个热工气候分区中的夏热冬冷地区，但其气候特征有点偏向于夏热冬暖地区。[1]因此，该地区建筑物需要考虑的问题是避免过量日照，减少室内太阳辐射得热，达到夏季降温的效果。

建筑遮阳就是采取建筑外遮阳、内遮阳、建筑自遮阳或绿化遮阳等各种遮阳方式阻止太阳直射光线进入建筑内部，防止夏季室内温度过高，影响居住舒适度。在节能方面，建筑遮阳有着立竿见影的效果，且经济可行。丽水市由于自身的地域特征和气候特点，该地区建筑节能的主要问题——夏季降温可以通过合理的建筑遮阳设计达到。

我们的居住环境与太阳辐射和日照条件息息相关。要使室内的采光、通风、隔热符合居住要求，提高居住舒适度，，并能节约能源，还需要根据当地的气候条件、太阳运行规律及太阳辐射热情况确定该地区需要采取建筑遮阳的时间。

1 太阳辐射与建筑遮阳

建筑自身的热量来源受到很多因素的影响，其中太阳辐射是其主要来源，而建筑遮阳就是针对太阳辐射而设置的。太阳辐射主要包括：太阳直接辐射、散射辐射和地面的反射辐射的太阳直接辐射与散射。[2]实际工作中，我们计算太阳辐射强度时，一般只考虑太阳直接辐射与散射，不考虑地面反射辐射。

太阳辐射常数是固定的，为1 367 W/m2。但因受地理纬度、时间、海拔高度、大气含水量、以及混浊度等因素的影响，到达地面的辐射强度一般都小于太阳常数。

建筑不同朝向的太阳辐射热相差很大，比如说：建筑水平面上，屋顶接受的太阳辐射最强；垂直面上，东、西向最大，南向次之，北向最小。当太阳光线接近垂直于某朝向时，此时的太阳辐射最大值。

2 地方时与标准时

一天时间的测定，是以地球自转为依据的。我们通常采用当地平均太阳时进行遮阳设计，当地平均太阳时与日常钟表所指的时间即“北京时间”是不一样的。

所谓平均太阳时，是以太阳通过该地子午线为正午12 h来计算一天的时间。国际协议以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准，叫“世界时”。整个地球按地理经度划分为24个时区，每个时区都按它的中央子午线的平均太阳时为计时标准，称为该时区的标准时，相邻两个时区的时差为1 h。[2]

我国地域辽阔，从东五时到东九时，横跨5个时区。为方便起见，统一采用东八时区的时间，即以东经120°的平均太阳时为全国标准时，称为“北京时间”。[3]北京时间与世界时间相差8 h，即北京时间等于世界时间加上8 h。

我们可以采用下式进行地方平均太阳时与标准时之间的换算：

式中：T0为标准时间，h：min；

Tm为地方平均太阳时间，h：min；

L0为标准时间子午线的经度，deg；

Lm为当地时间子午线的经度，deg；

4(L0-Lm)为时差，min；

Ep为均时差，min。

Ep是一修正系数。Ep值的变化范围是-16～14 min之间，遮阳设计中Ep值一般可忽略不计。

式(1)可近似按下式换算：

如丽水市的经度为东经119°55′，当地平均太阳时12 h就相当于北京时间(东经120°)：

T0=Tm+4(L0-Lm)=12+4(120°-119°55′)=12 h+ 0.33 min≈12 h。

因此，就丽水市而言，可直接取用北京标准时间为当地的平均太阳时来进行遮阳设计。

3 丽水市夏季设置遮阳的时间

丽水市夏季太阳辐射强度大，气温高，需要采取遮阳措施来降低室内最高温度，减少房间的温度波动，延迟室内出现高温的时间。研究表明，当某地气温高于29℃并且太阳直接辐射的强度达到240 kcal/m2时，人就会产生闷热不舒适的感觉。[4]所谓遮阳时间的确定就是根据当地以往气候状况，分析并确定出一年之中哪些时间会同时存在以上两种情况，在这些时间内，我们需要采取有效的遮阳措施。

首先，根据丽水市近十年中最热的五年的气象资料，以小时为单位，统计本地区6月～10月各旬的时平均温度(6：00－18：00)，制成夏季白天气温表。并把高于29℃的时间用¤在气温表里表示，如表1。

表1 丽水市夏季白天气温表

然后，以小时为单位，统计丽水市6月～10月各旬的太阳辐射强度(6：00－18：00)，绘制成夏季辐射强度表。表中把太阳辐射强度在240kcal/m2·h及其以上的时段用★，在240 kcal/m2·h以下的时段用△表示，如表2。

最后根据建筑太阳辐射强度资料(表2)与已有的夏季白天气温资料(表1)求交集，得到丽水市夏季遮阳时间表，表中将需要遮阳的时间用√表示，不需要遮阳的时间用×表示，如表3。

表2 丽水市夏季太阳辐射强度表

4 建筑各朝向遮阳时间的确定

根据丽水市地理位置，考虑当地不同日期的太阳高度角和方位角，结合夏季遮阳时间表(表3)，得到丽水市建筑各朝向的遮阳时间，其中：东向考虑遮阳的时间区域范围为6：00－12：00；西向考虑遮阳的时间区域范围为12：00－18：00；南向考虑遮阳的时间区域范围为6：00－12：00；北向考虑遮阳的时间区域范围为14：00－18：00，具体结果见表4。

由表4可知：

1)6月和9月份，东、南两朝向从10：00需要采取遮阳措施；而西向和北向在16：00后就可以取消遮阳措施；7月和8月份，东、南两朝向从8：00开始需要采取建筑遮阳措施，而西向和北向在17：00后才能取消遮阳措施；10月份，东向基本不需要遮阳，南向和西向在下午13：00－15：00需要采取遮阳措施，北向只需要在14：00后遮阳1 h即可。

2)各朝向在7月中旬至8月中旬里需要遮阳的时间最长，东向达4 h，南向达9 h，西向达5 h，北向达3 h。

3)各月份里，南向需要遮阳的时间最长，东、西向次之，北向需要遮阳时间最短。

5 结语

丽水市由于自身的地域特征和气候特点，该区域需要考虑的主要问题是夏季避免过多日照。建筑遮阳能减少室内的太阳辐射得热，防止夏季室内过热，是经济可行的节能措施。在进行建筑遮阳设计之前，我们根据当地的地理位置、气候条件、太阳辐射、气象资料等确定该区域建筑各朝向需要采取建筑遮阳的季节和时间，从而为当地建筑遮阳设计提供参考。就丽水市而言，总体上从6月上旬至10月上旬建筑各朝向均应采取遮阳措施，但不同的月份，建筑物各朝向的遮阳时间点和时间跨度不尽相同。因此，我们需要根

表3 丽水市夏季遮阳时间表

表4 丽水市建筑各朝向遮阳时间表

据时间、建筑朝向设置相应的遮阳措施来达到遮阳效果。

[1]唐小翠.浙西南地区建筑水平遮阳板遮阳效果的分析与研究[D].杭州:浙江工业大学,2008.

[2]柳孝图.建筑物理[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.

[3]李鑫.湖南地区建筑遮阳系统设计方法研究[D].长沙:湖南大学,2005.

[4]建设部.民用建筑热工设计规范GB 50176—93.北京:中国建筑科学研究院,1993.

TU111.4+1

C

1673-1093(2014)04-0053-05

唐小翠(1977)，女，湖南永州人，丽水学院讲师，工程师，工程硕士，主要从事建筑节能方面的研究。

10.3969/j.issn.1673-1093.2014.04.012

2013-12-18；

2014-01-25

浙江省教育厅项目(Y201016956)