阳光友好型设计：冬季吸收太阳辐射，夏季阻挡太阳辐射

这里我们将总结一些大家容易理解的窗户设计标准，而不是ηAc、ηAh值等非直观的设计标准。

• ·只要承重墙允许，朝南的窗户应该尽可能大。相反，窗户的高度为 10 厘米，突出部分为 3 厘米。戴上遮阳帽。或者务必采取外部防晒措施此比率将导致年度供暖和制冷总成本最低。如果比此比率长，则适合夏季；如果比此比率短，则适合冬季。
• ·如果北向倾斜超过 20 度在这种情况下，即使在南侧，用屋檐遮挡阳光实际上也是非常困难的。需要采取防晒措施。
• ·东、西、北三面的窗户应尽可能小。然而，没有必要冒着让客户觉得你忽视通风的风险。每个房间都应该确保双向通风。在这种情况下，除朝南的一扇窗户外，每个房间的窗户面积均不超过 0.5 平方米这是标准（作者以一扇宽400mm、高1170mm的垂直推拉窗为标准，虽然窗户小，但开启率是1%，所以没有抱怨它妨碍通风。）
• ・天窗在夏天很难遮挡阳光，所以应该将其视为最后的选择。北侧中心的一个思考
• ·南侧为保温Low-E，东、西、北侧为保温Low-E北侧设计为低辐射隔热板，因为夏季 3:7 至 XNUMX:XNUMX 期间会暴露在西晒下。
• ・有时需要在东、西、北三面安装大窗户。在这种情况下，外部遮阳措施请务必设置
• ・在东侧和西侧安装大窗户并设置如上所述的外部遮阳措施的情况下，使玻璃绝缘 Low-E这也使得冬季也能实现更好的优化。
• 从气密性的角度考虑，除了南侧的大窗户外，没有必要采用推拉窗。打开窗户应该使用
• 从上述角度来看玻璃百叶窗是你最应该避免的窗户类型另一个容易被忽视的地方是通风门。它是一款很受欢迎的产品，但测量其气密性时，却发现其极其薄弱。

 

首先，绘制除北面房屋外的周边房屋的等时阴影图。

在为数百名从业者举办设计研讨会时，我注意到了一些事情。阳光最充足的地方是哪里？现实情况是，只有不到 1% 的设计师能够正确回答看似简单的问题，例如“你认为等时阴影贴图即使我们向他们展示答案，他们也不知道接下来该如何阅读，所以大约有 3% 的人不知道如何阅读。

例如，我曾问过 2 多人这个问题：“在上述两种情况下，哪一个获得更多的阳光？”结果是，几乎在每个会场，都有很多人举手回答错误。冬季邻近房屋在该地点接收的太阳辐射量是极其重要的能源。尽管如此，大多数专业建筑师和业余爱好者一样，并没有正确理解它。

“窗户是被炉”自从几年前我在一次讲座上说了这句话之后，这句话就被广泛使用了。这句话是为了强调“在晴朗的日子里，600瓦的太阳辐射会进入一个房间宽、2米高的凸窗”。“免费能源”因此最好尽可能多地获取。

然而，要实现这一点，就需要将房屋放置在能够最大程度减少邻近房屋阴影影响的位置，将人们最常接触阳光的房间布置在阳光最充足的地方，并在阳光最充足的地方安装大窗户。实现这一点的工具是等时阴影贴图。

然而，这种阴影图只能显示每小时阴影的位置，因此无法确定接收到的阳光总量。这时，等小时阴影图就派上用场了。通过等小时阴影图，您可以一目了然地看到一天接收到的阳光总量，例如1小时、2小时、3小时等时间处于阴影中的时间。

要回答上一个问题，试着将建筑物放置在如下所示的等时阴影图上，你就能立即找到答案。将其放置在东侧会获得更多的阳光。许多人之所以会犯这个错误，仅仅是因为他们从未绘制过等时阴影图。即使他们画过，也只画过几次，所以他们对它缺乏感觉。

这次的另一个问题是，东边的房子南北狭长，很多人都高估了东边房子的大小，尽管南边的房子更靠近西边。

如何根据等时阴影图规划建筑物、车库和花园的布局

一旦等时阴影图完成，下一步就是开始考虑以下内容：

• - 整个建筑可以放置在阳光最充足的地方。
• ・南侧的宽度应尽可能宽，以最大限度地扩大房屋与南侧相邻房屋之间的距离。
• - 将客厅放置在阳光最充足的地方
• ・客厅前面最好有花园（最好在南侧）
• - 车库可以放置在不会遮挡客厅视线且可方便进入入口的位置。
• - 形状应尽可能减少不平整的表面（南侧的不平整表面会在建筑物本身上投下阴影。北侧的不平整表面会进一步冷却已经很冷的北侧，增加房间南北之间的温差）。

完美地满足上述六项标准并非易事。然而，在建筑布局开始之前，就必须考虑各个元素的相互排列，以平衡这六项标准。

南侧的设计是为了避开自己建筑的阴影。

正如上一节简要提到的，当你开始考虑室内布局时，外部设计往往会显得过于不平整。这不仅会因为表面积增加而对散热造成不利影响，还会削弱结构强度。

此外，从设计角度来看，其形状远非简单，复杂的屋顶形状会导致防风雨性能不佳。毫不夸张地说，它毫无优点。其中，自有建筑投下的阴影的影响是一项国家标准永远无法衡量的项目，但实际上却影响重大。

上图的两栋建筑（顶部朝北，红色窗户朝南）拥有完全相同的UA值、C值和南窗面积。然而，实际计算供暖负荷时，其中一栋的供暖负荷会比另一栋少2%。更多人答对了这个问题，所以右边的建筑供暖负荷会更小。这是因为左边建筑南侧的凸起部分在早晨的西北方向会在南窗上投下阴影。在我之前，没有人提到过这一点。了解这一点将对你的计划制定产生重大影响。

那么，右边的房子有什么缺点吗？为了考虑这个问题，我们将两栋房子分别分成三个区域。大多数人无法回答“哪栋房子的温差最小？”这个问题。如果我们把问题改成“左边温差最大的建筑在哪里？”，大多数人会回答“2号和XNUMX号”。同样，如果我们问“右边温差最大的建筑在哪里？”，大多数人会回答“XNUMX号和XNUMX号”。

如果你问“4号和3号之间的温差，和2号和XNUMX号之间的温差，哪个更大？”，很多人会回答“XNUMX号和XNUMX号之间的温差”。如果外墙有很多凹凸不平的地方，必然会有很多靠近外墙的地方。在建筑领域，靠近外墙的区域被称为周边区域，也就是居住环境较差的区域，这类区域的数量会越来越多。XNUMX号非常冷，因为它“位于北侧，三面朝向室外，但没有朝南的窗户”。而XNUMX号“位于南侧，只有两面朝向室外，而且南侧有一扇窗户，所以非常热”，所以XNUMX号和XNUMX号之间的温差最大。

了解这一点将对最终的规划产生重大影响。这不仅对平面形状至关重要，也对一楼和二楼的高度至关重要。越靠近二楼，屋顶的影响就越小，因此夏季的热感差异会更加明显，冬季的冷感也会更加明显。

另外，在查看各家建筑公司的图纸时，你会发现二楼南阳台两侧以及屋顶很深（例如2P）的阳台上，都有套墙。需要注意的是，这种设计会导致南窗接收的阳光明显减少，从而降低其利用率。

北侧不平整，增大了房间南北温差

在建筑空调领域，距离外部3至5米的区域被称为“周边区域”，因为该区域“易受外部影响=冷热”。外墙的隔热性能越好，夏季防晒效果越好，周边区域的不利影响就越小。然而，大多数住宅设计师并不知道，许多设计方案由于其形状而最终形成了大量的周边区域。例如，比较以下两个平面图。

图①

图②

如果假设一个方格为108米，那么两者的面积都是XNUMX平方米。这里蓝色区域是距离边界XNUMX米的边界区域。相反，中心的红色区域是内部区域，受外界影响较小。

从这个角度来看，图1的中心有一个18平方米的内部区域。然而，图2虽然被涂成了红色，但它实际上是一条线，并不存在内部区域。从Q值来看，可以立即看出图2即使在数值上也更差。然而，从UA值来看，两者并无差异，因此需要谨慎。

接下来，图2中有两个凸角。一个向西突出，一个向北突出。这两个凸角三面都被外部包围，因此条件非常恶劣。尤其是北侧，处于建筑物本身的阴影中，外部温度也较低。图2中的形状在南侧没有投下阴影，但东南角是一个相对温暖的房间，因此与北侧凸出部分的温差相当大。

这里我想看一个例子，我在讲课时经常让人们做计算。

这些建筑的总建筑面积均为“8”，但表面积却相差悬殊。1.5号建筑的表面积约为1.5号建筑的1.5倍。这意味着热量损失是XNUMX倍。此外，隔热材料和外墙材料的成本也高出XNUMX倍。任何专业人士都知道，这种形状的每平方米成本很高，但很少有从业者在实施这种形状时会意识到，这也会增加供暖和制冷成本。

如果您想将供暖和制冷成本保持在相同水平，您需要记住，您需要将UA值提高1.5才能收支平衡。更准确地说，由于您的建筑长期处于阴影中，即使您将UA值提高1.5，也无法收支平衡。

那么，1号形状的隔热效果最好吗？如果只考虑热量损失，答案是肯定的。然而，实际的保暖效果取决于热量损失与太阳辐射量之间的平衡。像1号形状的窗户很难将大部分的窗户面积集中在南侧。

由此看来，如果有像上面三栋房子那样的房子，那么下面这栋“东西略微延长，在承重墙允许的范围内设置尽可能多的朝南窗户”的房子，可以说是热量摄入和排出平衡最好的。

当然，隔热和气密性能越高，这些形状差异出现的可能性就越小。另一种方法是通过良好的空调方案来消除温差。然而，如果可能的话，最直接的方法是从最初的规划阶段就设计出具有“良好性能”的形状，这种方法成本低廉、效率高，而且几乎不会出现故障。