一、熱氣候的類型及其特征
  熱氣候的類型分為濕熱氣候和干熱氣候。
  二、室內過熱的原因和防熱的途徑
 。ㄒ唬┦覂冗^熱的原因
  1.在室外太陽輻射和高氣溫的作用下,通過外圍護結構傳人室內大量的熱量導致圍護結構內表面和室內空氣溫度升高;
  2.通過窗口進入的太陽輻射;
  3.周圍地面和房屋將太陽輻射反射到建筑的墻面和窗口;
  4.不適當自然通風帶人室內的熱量;
  5.室內生產、生活產生的熱量。
   (二)防熱的途徑
  1.減弱室外熱作用
  減弱室外熱作用的主要方法如合理確定建筑物的朝向,減少日曬面積;在建筑物的周圍大量綠化、布置水面,改善建筑物周圍的小氣候;使用淺色處理圍護結構的外表面,降低綜合溫度等。
  2.對外圍護結構進行隔熱和散熱處理
  對屋頂和外墻進行隔熱和散熱處理,減少通過外圍護結構傳人室內的熱量。
  3.設置窗口遮陽
  窗口設置遮陽,阻擋直射陽光進入室內,減少對人體的輻射和室內墻面、地面及家具對輻射的吸收。
  4.合理組織房間的自然通風
  組織好室內的自然通風,排除室內余熱。特別是夜間的間歇通風有利于降低室溫。
  5.利用自然能
  利用自然能主要包括建筑外表面的長波輻射、夜間對流、被動蒸發(fā)冷卻、地冷空調、太陽能降溫等防用結合的措施。
  三、圍護結構的隔熱設計
  (一)室外綜合溫度
  室外綜合溫度:將室外氣溫和太陽輻射對外圍護結構的作用綜合而成的一個假想的室外氣象參數,單位為K或0C.其定義式為:
  tsa=te+I.ρs/ae-tlr(14-56)
  式中I——外圍護結構表面的太陽輻射照度,W/㎡;
  ρs——圍護結構外表面對太陽輻射的吸收系數;
  te-外表面換熱系數,W/(㎡·K);
  需要注意的是,室外綜合溫度也是周期性變化的。它不僅和氣象參數(室外氣溫、太陽輻射)有關,而且還與外圍護結構的朝向和外表面材料的性質有關。
 。ǘ└魺嵩O計標準
  茬房間自然通風的情況下,要求建筑物屋頂、西墻、東墻內表面的最高溫度θi,max不得高于夏季室外計算溫度最高值te,max:θi,max≤te,max。
 。ㄈ┩鈬o結構的隔熱措施
  1.外圍護結構隔熱的側重次序
  外圍護結構隔熱的側重次序為屋頂、西墻、東墻、南墻和北墻。
  2.屋頂隔熱
  屋頂隔熱的主要措施有:
 。1)屋頂外表面作淺色處理。
 。2)增加屋頂的熱阻與熱情性
  如用實體隔熱材料層和帶封閉空氣間層進行屋頂隔熱,增加屋頂的熱阻與熱情性,減少屋頂傳熱和溫度波動的振幅。
 。3)使用通風屋頂
  利用屋頂內部通風及時帶走白天上面?zhèn)魅说臒崃浚欣诟魺,夜間屋頂內部通風也可對屋頂起散熱降溫作用。閣樓屋頂也屬于通風屋頂。
  通風屋頂的設計要注意利用朝向形成空氣流動的動力,間層高度以20-24cm左右為好,間層內表面不宜過分粗糙,以降低空氣流動阻力,并組織好氣流的進、出路線。
 。4)使用蓄水屋頂
  利用水的熱容量大,且水在蒸發(fā)時需要吸收大量的汽化熱,從而大量減少傳人室內的熱量,降低屋頂表面溫度,達到隔熱的目的。水深宜為15-20em,水面宜有浮生植物或白色漂浮物。
 。5)使用植被屋頂
  植物可遮擋強烈的陽光,減少屋頂對太陽輻射的吸收;植物的光合作用將轉化熱能為生物能;植物葉面的蒸騰作用可增加蒸發(fā)散熱量;種植植物的基質材料(如土壤)還可增加屋頂的熱阻與熱情性。
  3.外墻隔熱
  外墻隔熱的主要措施有:
 。1)外墻表面作淺色處理,如淺色粉刷、涂層和面磚等,減少對太陽輻射的吸收;
  (2)使用混凝土或磚等重質材料作墻體;
 。3)復合墻體的內側宜采用厚度為10cm的混凝土或磚等重質材料;
 。4)使用多排孔(雙排或三排)的空心砌塊墻體或輕骨料混凝土空心砌塊作墻體;
 。5)使用帶鋁箔的封閉空氣間層。使用單面鋁箔空氣間層時,鋁箔應該設在高溫一側;
 。6)墻體可作垂直綠化處理,遮擋陽光。

  四、窗口遮陽
  (一)遮陽的目的與要求
  遮陽的目的是為了遮擋直射陽光,減少進入室內的太陽輻射,防止過熱,避免眩光和防止物品受到陽光照射產生變質、褪色和損壞。
  遮陽設計應滿足下列要求:防止直射陽光并盡量減少散射陽光;要有利于采光、通風和防雨;不阻擋視線;與建筑協調;構造簡單且經濟耐久。
  (二)遮陽的效果
  遮陽系數:在照射時間內,透進有遮陽窗口的太陽輻射量與透進無遮陽窗口的太陽輻射量的比值。
  遮陽系數可表示遮陽設備減少太陽輻射的程度。使用遮陽設備可降低室溫、防止眩光,但降低室內照度約53%-73%,影響通風,風速下降約22%-47%.
  (三)遮陽的基本形式
  1.水平式:適合hs大,從窗口上方來的太陽輻射(南向)。
  2.垂直式:適合hs較小,從窗口側方來的太陽輻射(東北、西北)。
  3.綜合式:適合hs中等,窗前斜方來的太陽輻射(東南、西南)。
  4.擋板式:適合hs較小,正射窗口的太陽輻射(東、西)。
  遮陽形式的選擇主要根據氣候特點和朝向來考慮,注意利用綠化和結合建筑構件的處理來解決遮陽問題。
  (四)遮陽的構造設計
  1.遮陽的板面組合與板面構造
  在滿足遮擋直射陽光的前提下,可使用不同的板面組合以減小遮陽板的挑出長度。遮陽板的板面構造可以為實心的、百葉形或蜂窩形》為了便于熱空氣的散逸,減少對通風、采光、視野的影響,后兩種構造比較適宜。
  2.遮陽板的安裝位置
  遮陽板的位置對防熱和通風的影響很大,遮陽板應離開墻面一定位置安裝,以使熱空氣能夠沿墻面排走,并注意板面能減少擋風,最好能起到導風作用。對百葉式遮陽,百葉宜裝在外側,這樣可將大部分熱量散于室外。
  3.板面使用的材料和顏色
  遮陽板的材料以輕質材料為宜,要求堅固耐用。遮陽板的向陽面應淺色發(fā)亮,以加強表面對陽光的反射;背陽面應較暗,無光澤,以避免產生眩光。
  4.活動遮陽
  活動遮陽的材料過去多采用木百葉,現在多使用鋁合金、塑料、玻璃鋼等。
   (五)遮陽構件的尺寸計算
  1.水平式遮陽
 。1)遮陽板水平挑出長度L-:L-=Hctghs.cosγs,w(14-57)
 。2)遮陽板兩翼挑出長度D:D=H.ctghssinγs,w(14-58)γs,w=As-Aw(14-59)
  式中H——水平遮陽板下沿至窗臺的高度,m;
  hs——太陽高度角,度;
  Aw——墻方位角(墻面法線與正南方向的夾角),度;正南方向A:o;由正南向西Aw >0;由正南向東且Aw<0;γs,w——太陽方位角As和墻方位角Aw之差,度。
  2.垂直式遮陽
  L=B·ctgγs,w(14-60)
  式中L——垂直遮陽板水平方向挑出長度,m
  B——板面間凈距(或板面至窗口另一邊的距離),m.
  3.綜合式遮陽
  先計算出垂直板和水平板兩者的挑出長度,然后根據兩者的數值按構造要求確定綜合式遮陽的挑出長度。
  4.擋板式遮陽
 。1)擋板式遮陽的水平挑出長度L-需先按構造的需要予以確定。
 。2)擋板式遮陽的高度為H-H0(H為窗臺的高度,H0為擋板下端至窗臺的高度)。H0=L-/(ctghs.cosγs,w)(14-61)
 。3)擋板式遮陽的兩翼挑出長度D為:D=H0.ctghs.sinγs,w(14-62)

  五、自然通風的組織
  (一)影響自然通風的因素
  1.空氣壓力差
  造成空氣壓力差的主要原因是:
 。1)風壓作用:風作用在建筑面上產生的風壓差。
 。2)熱壓作用:室內外空氣溫差所導致的空氣密度差和開口高度差產生的壓力差。
  2.風向投射角
  風向投射角a:風向投射線與墻面法線的夾角。風向投射角愈小,對房間的自然通風愈有利。但需要注意,風向投射角小時,由于屋后的漩渦區(qū)較大,對多排建筑就需要很大的間距。從保證自然通風和節(jié)地的綜合考慮,風向和建筑物應有一定的風向投射角。
  (二)自然通風的組織
  1.建筑朝向、間距及建筑群的布局
 。1)朝向
  首先要爭取房間的自然通風,同時綜合考慮防止太陽輻射和防止暴風雨襲擊。
  (2)間距及建筑群的布局
  一方面根據風向投射角確定合理的間距,另一方面通過選擇建筑群的布局以達到減少間距的目的。在建筑群的平面布局中有行列式(其中又分為并列式、錯列式、斜列式)、周邊式和自由式,從通風效果來看,錯列式、斜列式較并列式、周邊式為好。
  2.房間的開口位置和開口面積
  (1)房間的開口位置
  開口位置將決定室內流場分布。開口位置設在中央,氣流直通對流場分布均勻有利;當開口偏在一側時,容易使氣流偏移,導致部分區(qū)域有渦流現象,甚至無風。房間的開口位置一定要使氣流能夠經過人在室內經;顒拥膮^(qū)域。
  可在室內做漏空隔斷或使用中軸旋轉窗改變氣流方向,調整氣流分布。
 。2)房間的開口面積
  開口面積的大小既對室內流場分布的大小有影響,同時也對室內空氣流速有影響。開口面積大時,流場分布大,氣流速度較。豢s小開口面積,流速增加,但流場分布縮小。
  3.門窗裝置和通風構造
  門窗裝置對室內通風影響很大,窗扇的開啟角度是否合適可起到導風或擋風的作用。
  增大開啟角度,可改善通風的效果。使用通風構造,如擋風板、落地窗、漏空窗和折門都有利于自然通風。
  4.利于綠化改變氣流狀況
  室外成片的綠化能對室外氣流起阻擋和導流作用。合理的綠化布置可改變建筑周圍的流場分布,引導氣流進入室內。
  六、自然能源利用與防熱降溫
 。ㄒ唬┨柲芙禍
  使用太陽能空調,但目前尚未普及。或者將用于熱水和采暖的太陽能集熱器置于屋頂或陽臺護欄上,遮擋部分屋面和外墻,起到間接降溫的目的。
 。ǘ┮归g通風——對流降溫
  全天持續(xù)自然通風并不能達到降溫目的。而改用間歇通風,即白天(特別是午后)關閉門窗、限制通風,可避免熱空氣進入,遏制室內溫度上升,減少蓄熱;夜間則開窗,利用自然通風或小型通風扇(效果更佳),讓室外相對干、冷的空氣穿越室內,可達到散熱降溫的效果。
 。ㄈ┑乩淇照{
  夏季,地下溫度總是低于室外氣溫。可在地下埋人管道,讓室外空氣流經地下管道降溫后再送人室內的冷風降溫系統(tǒng),既降低室溫,又節(jié)約能源。
  (四)被動蒸發(fā)降溫
  利用水的汽化潛熱大的特點,在建筑物的外表面噴水、淋水、蓄水,或用多孔含濕材料保持表面潮濕,使水蒸發(fā)而獲得自然冷卻的效果。
 。ㄎ澹╅L波輻射降溫
  夜間建筑外表面通過長波輻射向天空散熱,采取措施可強化降溫效果。如白天使用反射系數大的材料覆蓋層以減少太陽的短波輻射,夜間收起,或者使用選擇性材料涂刷外表面。