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高层建筑形态的自遮阳设计参数及策略

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:表4—11形态自遮阳方式的平面形态分析(续表)4.2.2.6高层建筑主要朝向的形态自遮阳设计根据以上分析得到的各主要朝向的遮蔽角规图的遮阳角度,可得到上海地区各主要朝向一般构件遮阳的最佳遮阳方式和遮阳板的角度。

高层建筑形态的自遮阳设计参数及策略

高层建筑遮阳与一般建筑遮阳的方法理是相同的,所以先进行一般遮阳设计,再将一般遮阳设计引用到高层形态自遮阳设计中。采用遮阳图解法,利用遮阳时区图、极投影日照图和遮阳量角规,通过图解法得到主要朝向的最佳遮蔽角,并分析确定不同朝向适合的形态遮阳方式和形态自遮阳做法。

根据上海地区的气象资料,统计建筑室外气温大于29℃的日期及时间,将其制成遮阳气温图;统计上海最热月各朝向的太阳辐射大于280 W/m2的日期和时间,将其制成太阳辐射强度图。通过这些数据资料的统计来确定上海地区的遮阳季节和具体遮阳时间。

4.2.2.1 确定遮阳日期

选用 《中国建筑环境分析专用气象数据集》 中上海地区设计 用典型气象逐时参数(气温极高)的资料,统计建筑室外气温大于29℃的时间段。将满足条件的时刻用符号“○”表示,填入遮阳气温图中的相应方格中(表4—1),○表示满足要求,X则便是不满足要求,以下图表皆表示如此。

表4—1 上海地区遮阳季节气温在29℃以上的时间

(续表)

另外以小时为单位,统计上海地区6月至9月内不同朝向的太阳辐射强度情况,将大于280 W/m2的时刻用符号“○”表示,整理结果如下表4—2至表4—5。

表4—2 上海地区东向太阳辐射强度大于280 W/m2的时刻

表4—3 上海地区南向太阳辐射强度大于280 W/m2的时刻

(续表)

表4—4 上海地区西向太阳辐射强度大于280 W/m2的时刻

表4—5 上海地区北向太阳辐射强度大于280 W/m2的时刻

(续表)

4.2.2.2 确定遮阳时间

根据上面统计出的遮阳气温图和太阳辐射强度图,求其交集,便可以得到上海地区各主要朝向窗口的遮阳时间,如表4—6、表4—7、表4—8、表4—9。

表4—6 上海地区夏季东向遮阳时间

表4—7 上海地区夏季南向遮阳时间

表4—8 上海地区夏季西向遮阳时间

表4—9 上海地区夏季北向遮阳时间

4.2.2.3 绘制遮阳时区图

综合以上统计的上海地区气温图(≥29℃)和太阳辐射强度图(≥280 W/m2), 求其集并集,绘制表4—10如下。然后把边界连接成一个封闭多边形,即为上海地区的遮阳时区(图中灰色部分)。

表4—10 上海地区夏季遮阳时区表(www.xing528.com)

将遮阳时区的轮廓线,按相应时间的太阳高度角和方位角逐时绘制在上海地区的极投影日照图上,得到极投影日照图上的遮阳区(阴影部分)(图4—12)。再将所得到的遮阳时区放置在阴影角规图上(图4—13),以便研究其遮蔽角度。

图4—12 日照图上遮阳时区

图4—13 遮蔽阴影角规图

4.2.2.4 绘制主要朝向的遮阳量角规图

根据极投影日照图上的遮阳时区,绘制各主要朝向最佳遮蔽角度(图4—14、图4—15、图4—16、图4—17)。

图4—14 南向遮阳板遮阳角规图

图4—15 东向遮阳板遮阳角规图

图4—16 西向遮阳板遮阳角规图

图4—17 北向遮阳板遮阳角规图

4.2.2.5 高层建筑主要朝向的形态自遮阳方式

以高层建筑的典型平面方形和圆形为例,根据以上各朝向的遮蔽角规图的最佳遮阳角度和太阳轨迹线,考虑各朝向的遮阳设计完全遮挡遮阳时区内的太阳直射光,分别以水平形态自遮阳、垂直形态自遮阳、综合形态自遮阳和表皮遮阳(挡板形态自遮阳)四种遮阳方式设计遮阳得到相应的建筑平面形态,进一步分析出各主要朝向适宜的形态自遮阳方式(表4—11)。

表4—11 形态自遮阳方式的平面形态分析

(续表)

4.2.2.6 高层建筑主要朝向的形态自遮阳设计

根据以上分析得到的各主要朝向的遮蔽角规图的遮阳角度,可得到上海地区各主要朝向一般构件遮阳的最佳遮阳方式和遮阳板的角度(图4—18)。将一般构件遮阳的遮阳角度与高层建筑各主要朝向形态自遮阳方式结合得到高层建筑形态自遮阳的典型做法(图4—19)。

图4—18 一般构件遮阳构造剖面与平面图

图4—19 高层形态自遮阳构造剖面与平面图

(1) 南向窗口:采用水平形态自遮阳,按遮光角度60°计算;

(2) 东向窗口:采用表皮遮阳,构成遮阳表皮的构件排列按最大遮光角度20°计算;

(3) 西向窗口:采用表皮遮阳,构成遮阳表皮的构件按最大遮光角度23°计算;

(4) 北向窗口:采用垂直形态自遮阳,按遮光角度14°计算。

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