海南省建筑遮阳设计导则

海南省建筑节能网 2015/12/28 10:24:43

1.0.1      为贯彻建筑节能发展方针，本导则契合海南地区气候特点及建筑使用习惯，制定建筑遮阳设计策略，在进一步提高室内人员热舒适性的基础上，降低建筑能耗。

1.0.2      本导则适用于新建、扩建和改建的民用建筑遮阳工程的设计。

1.0.3      建筑遮阳工程的设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关规定。

 

 

2.0.1 建筑遮阳  solar shading of buildings

采用建筑构件或安置设施以遮挡或调解进入室内的太阳辐射的措施。

2.0.2 固定遮阳装置  fixed solar shading device

固定在建筑物上，不能调节尺寸、形状或遮光状态的遮阳装置。

2.0.3 活动遮阳装置  active solar shading device

固定在建筑物上，能够调解尺寸、形状或遮光状态的遮阳装置。

2.0.4 外遮阳装置  external solar shading device

安设在建筑物室外侧的遮阳装置。

2.0.5 内遮阳装置  internal solar shading device

安设在建筑物室内侧的遮阳装置。

2.0.6 中间遮阳装置  middle solar shading device

位于两层透明围护结构之间的遮阳装置。

2.0.7 太阳能总透射比  total solar energy transmittance

通过窗户传入室内的太阳辐射与入射太阳辐射的比值。

2.0.8 遮阳系数  shading coefficient (SC)

在给定条件下，玻璃、外窗或玻璃幕墙的太阳能总透射比，与相同条件下相同面积的标准玻璃（3mm厚透明玻璃）的太阳能总投射比的比值。

2.0.9 外遮阳系数  outside solar shading coefficient of window(SD)

建筑物透明外围护结构相同，有外遮阳时进入室内的太阳辐射与无外遮阳时进入室内的太阳辐射热量的比值。

2.0.10 外窗综合遮阳系数  overall shading coefficient of window (SCw)

考虑窗本身和窗口的建筑外遮阳装置综合遮阳效果的一个系数，其值为窗本身的遮阳系数（SC）与窗口的建筑外遮阳系数（SD）的乘积。

 

3.1.1 海南省夏季炎热、冬季温暖，建筑遮阳设计应根据经济技术条件、房间使用功能等因素进行设计。

3.1.2 遮阳设计应与室内通风、采光相结合，并满足采光和视野等要求。

3.1.3 固定遮阳设施形式应与建筑风格相协调，且经久耐用。

3.1.4 固定遮阳设计与活动遮阳设计有机结合。

3.1.5 遮阳设计应考虑外窗玻璃遮阳性能。

3.2.1 海南省太阳高度角较高，建筑物的东向、西向、南向和北向外窗或透明幕墙、屋顶天窗或采光顶，应采取遮阳措施。

3.2.2 新建建筑的遮阳装置应与建筑同步设计安装，以使遮阳装置成为建筑的有机组成部分。

3.2.3 外窗综合遮阳系数应符合下列规定：

1 居住建筑外窗综合遮阳系数应符合现行行业标准《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75的相关规定，表3.2.3-1；

表3.2.3-1 居住建筑物外窗平均综合遮阳系数限值

注：1） 本条文所指的外窗包括阳台门。

2） ρ是外墙外表面的太阳辐射吸收系数。

3） 外窗加权平均综合遮阳系数，是建筑各个朝向平均综合遮阳系数按各朝向窗面积和朝向的权重系数加权平均的数值。

2 公共建筑外窗综合遮阳系数应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB50189的相关规定。

3.2.4 遮阳装置的类型、尺寸、调节范围、调节角度、太阳辐射反射比、透射比等材料光学性能要求应通过建筑设计和节能设计确定。

3.2.5 遮阳产品的性能指标应符合设计要求，并应符合国家现行相关标准的规定。

3.2.6 遮阳装置及其与主体建筑结构的连接应进行结构设计。

3.2.7 遮阳装置应具有防火性能。当发生紧急状态时，遮阳装置不应影响人员从建筑中安全撤离。

3.2.8 活动遮阳装置应做到控制灵活，操作方便，便于维护。

 

4.1.1 建筑遮阳设计应充分考虑海南省的气候特点、建筑类型及功能、透明围护结构朝向等因素。

4.1.2 建筑遮阳形式应根据建筑设计要求、当地太阳高度角和方位角的变化规律、以及各类遮阳设施的性能参数，并进行夏季和冬季的阳光阴影分析进行选择。

4.1.3幕墙上的外遮阳装置，应由设计单位提出遮阳设计要求，再由幕墙公司进行深化设计。

4.1.4建筑一体化外窗遮阳构件设计，应由建筑专业与热工专业配合完成，共同满足建筑的外形、功能、以及节能要求。

4.2.1 遮阳设计应兼顾通风、采光、视野、隔热和散热的功能。

4.2.2 建筑遮阳设计应充分考虑海南省本土建筑特点，在与建筑整体协调的前提下，通过优化建筑形体设计实现建筑自遮阳，参见附图1。

4.2.3 充分利用海南省丰富的绿植资源，采用墙体绿化、窗台绿化等绿化遮阳形式，并应考虑绿植的防风与防虫问题，参见附图2。

4.2.4 建筑不同部位、不同朝向遮阳设计的优先次序可根据其所受太阳辐射照度，依次按照屋顶水平天窗（采光顶），西向、东向、南向、以及北向窗进行遮阳设计。

4.2.5 遮阳设计应进行夏季阳光阴影分析，以确定遮阳装置的类型。建筑外遮阳的类型可按下列原则选用，固定遮阳构件形式可参考附件3：

1 南向宜采用水平遮阳；

2 北向宜采用垂直遮阳；

3 东西向宜采用综合遮阳或有一定倾角的竖向遮阳；

4 东南向、西南向宜采用综合式遮阳。

4.2.6 居住建筑及夏季倾向于采用自然通风进行降温的公共建筑，建筑外窗遮阳设计应综合考虑遮阳装置对自然通风的影响，遮阳设施可采用百叶翻板等便于气流通过的设施，见附图4。

4.2.7 应采取措施遮挡外墙和外窗投向附近建筑的反射辐射和发射辐射。对着邻居外窗的东、西、东北、和西北向外窗宜采用绿化遮阳隔热措施，不应采用热反射型外表面。

4.2.8 采用内遮阳和中间遮阳时，遮阳装置面向室外侧宜采用能反射太阳辐射的材料，并可根据太阳辐射情况调节其角度和位置，见内遮阳设施见附图5，中间遮阳设施见附图6。

4.2.9 外遮阳设计应与建筑立面设计相结合，进行一体化设计。遮阳装置应构造简洁、经济实用、耐久美观、抗风及耐盐雾性能较好，便于维修和清洁，并应与建筑物整体机周围环境相协调。

4.2.10 公共建筑外遮阳设计应结合建筑造型设计及遮阳需求，采用固定或可调节百叶翻板，见附图7。

4.2.11 遮阳设计宜与太阳能热水系统和太阳能光伏系统结合，进行太阳能利用与建筑一体化设计，并应符合国家现行标准《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364和《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ203的规定。

4.2.12 建筑遮阳构件宜呈百叶或网格状。实体遮阳构件宜与建筑窗口、墙面和屋顶之间留有间隙，避免遮阳装置对自然通风造成阻碍。

4.2.13 抗风等级较差的活动外遮阳设施、构件（如遮阳棚，见附图8）不应用于二层以上楼层。

 

4.3.1 整窗和玻璃幕墙自身的遮阳系数、可见光透射比应按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50716的有关规定进行计算。

4.3.2 建筑外遮阳系数可采用简化计算方法计算，典型建筑外遮阳形式的遮阳系数SD可按表4.3.2取值。

表4.3.2 典型建筑外遮阳形式的遮阳系数SD

4.3.3 建筑外遮阳系数可按照以下方法计算：

 

式中：——建筑外遮阳系数；

——挑出系数，采用水平和垂直遮阳时，分别为遮阳板自窗面外挑长度A与遮阳板端部到窗对边距离B之比；采用挡板遮阳时，为正对窗口的挡板高度A与窗高B之比。当时，取；

——系数，按表4.3.3选取；

       A、B——按图4.3.3规定确定；

（a）水平遮阳

（b）水平遮阳

（c）挡板遮阳

图4.3.3 建筑遮阳板外挑系数示意图

 

表4.3.3 水平遮阳和垂直遮阳的外遮阳系数计算公式的有关系数

4.3.4 综合遮阳为水平遮阳板和垂直遮阳板组合而成的遮阳形式，其外遮阳系数取值应取水平遮阳板和垂直遮阳板的外遮阳系数的乘积。

4.3.5当挡板与水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳等组合而成的遮阳形式，其外遮阳系数应分别为挡板的外遮阳系数和按4.3.2条确定的遮阳板外遮阳系数的乘积。

在典型太阳光线入射角下挡板的外遮阳系数应按下式计算：

 

式中：——挡板轮廓透光比。为窗洞口面积扣除挡板轮廓在窗洞口上阴影面积后的剩余面积与窗洞口面积的比值；

      ——挡板构造透射比。为挡板在给定的典型太阳入射角时的太阳辐射透射比。

挡板各朝向的轮廓透光比应按照朝向上的4组典型太阳光线入射角，采用平行光透射方法设备计算或实验测定，其轮廓透光比应取4个透光比的平均值。典型太阳入射角可按表4.3.5-1选取。

表4.3.5-1 典型的太阳光线入射角（°）

窗口朝向		南				东、西				北
		1组	2组	3组	4组	1组	2组	3组	4组	1组	2组	3组	4组
夏季	高度角	0	0	60	60	0	0	45	45	0	30	30	30
	方位角	0	45	0	45	75	90	75	90	180	180	135	-135

典型遮阳材料和构造的太阳辐射透射比可按表4.3.5-2确定。

表4.3.5-2典型遮阳材料和构造的太阳辐射透射比

遮阳用材料	规  格
织物面料	—	0.5或按实测太阳能透射比
玻璃钢类板	—	0.5或按实测太阳能透射比
玻璃、有机玻璃类板	0<太阳透射比≤0.6	0.5
	0.6<太阳透射比≤0.9	0.8
金属穿孔板	穿孔率：0<ϕ≤0.2	0.15
	穿孔率：0.2<ϕ≤0.4	0.3
	穿孔率：0.4<ϕ≤0.6	0.5
	穿孔率：0.6<ϕ≤0.8	0.7
混凝土、陶土釉彩窗外花格		0.6或按实际镂空比例及厚度
木质、金属窗外花格		0.7或按实际镂空比例及厚度
木质、竹质窗外帘		0.4或按实际镂空比例

4.3.6 常用玻璃窗的遮阳系数可近似按照计算，其中、分别为玻璃的面积和窗的面积，为玻璃的遮蔽系数或玻璃的遮阳系数。常见玻璃的热工参数参考值见表4.3.6-1，常见外窗的热工参数参考值将表4.3.6-2。

表4.3.6-1 常见玻璃热工参数

 

表4.3.6-2常见外窗热工参数（参考）

玻璃	普通铝合金窗		断热铝合金窗		PVC塑料窗
5-6mm无色透明	K	SC	K	SC	K	SC
6mm热反射镀膜	6.5-6.0	0.9-0.8	6.0-5.5	0.9-0.8	5.0-4.5	0.9-0.8
无色透明中空	6.5-6.0	0.55-0.45	6.0-5.0	0.55-0.45	5.0-4.5	0.55-0.45
热反射镀膜中空	4.0-3.5	0.85-0.75	3.5-3.0	0.85-0.75	3.0-2.5	0.85-0.75
LOW-E中空	3.5-3.0	0.55-0.40	3.0-2.5	0.55-0.40	2.5-2.0	0.55-0.40
注：不同厂家不同品种的同类玻璃，型材规格有较大区别，表列数值为其大致范围。

4.3.7 与外窗（玻璃幕墙）面平行，且与外窗（玻璃幕墙）面紧贴的帘式外遮阳、中间遮阳装置，其与外窗（玻璃幕墙）组合后的综合遮阳系数、传热系数应按现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50716的有关规定计算。

 

5.1.1 结构设计应从安全角度进行考虑，外遮阳装置必须与建筑主体结构可靠连接。

5.1.2 中高层、高层、超高层建筑以及大跨度等特殊建筑的外遮阳装置应进行专项结构设计。

5.1.3 大型遮阳装置应在设计完成后按照相应标准进行风压试验和结构试验。

5.2.1 建筑遮阳工程应根据海南省气候条件、遮阳装置的形式、建筑部件等具体情况进行结构设计，并应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的相关规定。

5.2.2 活动外遮阳装置及后置式固定外遮阳装置应分别按系统自重、风荷载、正常使用荷载、施工阶段及检修中的荷载等验算其静态承载能力。同时应在结构主体计算时考虑遮阳装置对主体结构的作用。当采用长度尺寸在3m及以上或系统自重大于100kg及以上大型外遮阳装置时，应做抗风振、抗地震承载力验算，并应考虑以上荷载的组合效应。

5.2.3 对于长度尺寸在4m以上的特大型外遮阳装置，且系统复杂难以通过计算判断其安全性能时，应通过风压试验或结构试验，用实体试验检验其系统安全性能，遮阳装置的相对挠度不超过1/100。

5.2.4 活动外遮阳装置及后置式固定外遮阳装置应有详细的构件、组装和与主体结构连接的构造设计，并应符合下列规定：

1 长度尺寸不大于3m的外遮阳装置的结构构造可直接在建筑施工图中表达；

2 3m以上大型外遮阳装置应编制专门的遮阳结构施工图；

3 结点、细部构造应明确与主体结构构件的连接方式、锚固件种类与个数；

4 外遮阳装置连接节点与保温、防水等相关建筑构造的关系；

5 遮阳装置安装施工说明应明确主要安装材料的材质、防腐、锚固件拉拨力等要求。

5.3.1 外遮阳装置的风荷载应按下列规定计算：

1 垂直于遮阳装置的风荷载标准值应按下式计算：

 

式中：——风荷载标准值（kN/m²）；

      ——遮阳装置安装部位的建筑主体围护结构风荷载标准值（kN/m²），应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009取值；有风感应的遮阳装置，可根据感应控制范围，确定风荷载；

         ——重现期修正系数，可取0.7；当遮阳装置设计寿命与主体围护结构一致时，取1.0；

         ——偶遇及重要性修正系数，可取0.8；当遮阳装置凸出于主体建筑时，取1.0；

         ——遮阳装置兜风系数：柔软织物类可取1.4，卷帘类可取1.0，百叶类可取0.4，单根构件可取0.8；

         ——遮阳装置行为失误概率修正系数：固定外遮阳可取1.0，活动外遮阳可取0.6；

2 建筑遮阳装置风荷载修正系数应按下表5.3.1取值。

表5.3.1 遮阳装置风荷载修正系数

3 单项验算遮阳装置的抗风性能时，风荷载的荷载分项系数可取1.2-1.4；当与其他荷载组合验算时，荷载分项系数可取1.0-1.2。

4 当需要验算风振效应时，风振系数可按结构设计规范取值。

5.3.2 遮阳装置的自重荷载应按下列规定计算：

1 遮阳装置的自重荷载标准值应按系统实际情况计算；

2 遮阳装置的自重荷载分项系数可取1.2。

5.3.3 遮阳装置的积水荷载标准值应按实际蓄水情况确定，积水荷载分项系数可取1.0，当与其他荷载组合验算时可取0.7。

5.3.4 检修荷载应按下列规定计算：

1 荷载标准值应按实际情况计算；

2 检修荷载分项系数应按1.4取值。

5.3.5 各类遮阳装置荷载组合的取值应符合表5.3.5的规定。

5.4.1 产品类遮阳装置的抗风等结构性能应符合具体建筑的设计要求。

5.4.2 组装类遮阳装置的设计要求应符合表5.4.2的规定。

 

5.4.3 当采用风压试验或风荷载实体试验方法判断安全性时，遮阳系统在试验过程中不得出现断裂、脱落等破坏现象；试验完成后，有恢复要求的遮阳装置（指外遮阳百叶帘、篷织物面料）残余变形不应大于1/200。

5.4.4 遮阳装置的抗震设计与构造应符合下列规定：

1 对长度尺寸超过3m的大型外遮阳装置，设计寿命与主体结构一致或接近时，应进行抗震计算。抗震结构应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。

2 当遮阳装置设计寿命不大于主体结构设计寿命的50%时，无论尺寸长度如何，可不进行抗震计算，但应有防止发生地震次生灾害的构造设防措施。

5.5.1 遮阳装置与主体结构的各个连接点的锚固力设计取值不应小于按不利荷载组合计算得到的锚固力值的2倍，且不应小于30kN。

5.5.2 遮阳装置应采用锚固件直接锚固在主体结构上，不得锚固在保温层上。

5.5.3 遮阳装置与主体结构的连接方式应按锚固力设计取值和实际情况确定，并应符合表5.5.3的要求。当遮阳装置长度尺寸大于或等于3m时，所有锚固件均应采用预埋方式。

5.5.4 锚固件不得直接设置在加气混凝土、混凝土空心砌块等墙体材料的基层墙体上。当基层墙体为该类不宜锚固件的墙体材料时，应在需要设置锚固件的位置预埋混凝土实心砌块。

5.5.5 预埋或后置锚固件及其安装应按照现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145的规定执行，并应按照一定比例抽样进行拉拔试验。

6.1.1 电动控制的活动外遮阳应进行电气设计，包括驱动系统设计、控制系统设计、机械系统设计和安全系统设计等。

6.1.2 室外的金属遮阳装置应进行防雷设计。

6.2.1 遮阳装置所采用电机的尺寸、扭矩、转速、最大有效圈数或最大行程，以及正常工作时功率、电流、电压应与所驱动的遮阳装置完全匹配。

6.2.2 遮阳装置用电机内部应有过热保护装置。

6.2.3 电机的防水、防尘等级应符合现行国家标准《外壳防护等级（IP代码）》GB4208中IP44等级的规定。

6.2.4 外遮阳装置使用的驱动装置的防护等级和技术要求应符合现行行业标准《建筑遮阳产品电力驱动装置技术要求》JG/T276和《建筑遮阳产品用电机》JG/T278的规定。

6.3.1 大于3m的大型外遮阳装置应采用电机驱动。建筑遮阳装置的控制系统，应根据使用要求或建筑环境的要求选择。对于集中控制的遮阳系统，系统应可显示遮阳装置的状态。

6.3.2 遮阳装置使用的驱动装置，应设有限位装置且可在任意位置停止。

6.3.3 机械驱动装置的操作系统及电机驱动装置的控制开关应标识清楚，明确操作方位。

6.3.4 电机驱动外遮阳装置，在加装风速和雨水的传感器时，传感器应置于被控制区域的凸出且无遮蔽处，传感器所处位置应能充分反映该区域内遮阳产品所处的有关气象情况，必要时也可增加阳光自动控制功能。

6.3.5 建筑遮阳控制系统应与消防控制系统联动。

6.4.1 立面安装的垂直运行的遮阳帘体的底杆应平直，并应有保持自垂所需的足够的重量。

6.4.2 导向系统应保证遮阳装置在预定的运行范围内平顺运行。

6.4.3 机械系统应采取相应的润滑措施，并应在系统使用寿命内，具体规定保养周期。

6.5.1 遮阳的防雷设计应符合国家现行标准《建筑防雷设计规范》GB50057和《民用建筑电气设计规范》JGJ16的有关规定。遮阳装置的金属构架应与主体结构的防雷体系可靠连接，连接部位应清除非导电保护层。

6.5.2 电机驱动装置应采取防漏电措施，并应确保电机的接地线与建筑供电系统的接地可靠连接。

6.5.2 线路接头的绝缘保护应符合现行行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ16的规定。

6.5.3 所有可操控的电力驱动装置均应设置过载保护装置。

6.5.4 机械驱动装置应有阻止误操作造成操作人员伤害及产品损坏的防护措施。

 

 

 

上海世博会的中国馆在符合现代生态环保建筑理念的同时，更是对中华传统文化的诠释。中华馆造型层叠出挑（附图1（a）），在炎热的夏季，建筑上层形成对下层的自然遮阳，降低空调耗能。根据设计测算，建筑上层可以完全阻挡上海夏至日的太阳辐射，而冬至日下层建筑的阳光照射时间为6个半小时。

世博轴上的“阳光谷”整体高度达40m以上（附图1（b）），上部开口面积相当于一个足球场。建筑新颖的造型在满足视觉美感的同时，其“倒蘑菇状”加强了建筑的自遮阳效果。

附图1（a） 中国馆                           附图1（b） 阳光谷

国家电网馆利用魔盒及建筑架空（附图1（c）），在视觉上营造一种让整个“盒子”“漂浮”起来的感受，并形成了建筑的自遮阳区域，为经过及等候的人员提供更加舒适的室外环境。

附图1（c） 国家电网馆

新加坡法式垂直花园jardin(http://www.urcities.com/)

 

水平式构件                       垂直式构件

综合式构件                          挡板式构件

中粮集团三亚亚龙湾总部（来源：ikuku.cn）

 

垂直帘

香格里拉帘

室内软卷帘

电动天棚帘

 

 

 

中空百叶窗