一、热气候的类型及其特征
  热气候的类型分为湿热气候和干热气候。
  二、室内过热的原因和防热的途径
  (一)室内过热的原因
  1.在室外太阳辐射和高气温的作用下,通过外围护结构传人室内大量的热量导致围护结构内表面和室内空气温度升高;
  2.通过窗口进入的太阳辐射;
  3.周围地面和房屋将太阳辐射反射到建筑的墙面和窗口;
  4.不适当自然通风带人室内的热量;
  5.室内生产、生活产生的热量。
   (二)防热的途径
  1.减弱室外热作用
  减弱室外热作用的主要方法如合理确定建筑物的朝向,减少日晒面积;在建筑物的周围大量绿化、布置水面,改善建筑物周围的小气候;使用浅色处理围护结构的外表面,降低综合温度等。
  2.对外围护结构进行隔热和散热处理
  对屋顶和外墙进行隔热和散热处理,减少通过外围护结构传人室内的热量。
  3.设置窗口遮阳
  窗口设置遮阳,阻挡直射阳光进入室内,减少对人体的辐射和室内墙面、地面及家具对辐射的吸收。
  4.合理组织房间的自然通风
  组织好室内的自然通风,排除室内余热。特别是夜间的间歇通风有利于降低室温。
  5.利用自然能
  利用自然能主要包括建筑外表面的长波辐射、夜间对流、被动蒸发冷却、地冷空调、太阳能降温等防用结合的措施。
  三、围护结构的隔热设计
  (一)室外综合温度
  室外综合温度:将室外气温和太阳辐射对外围护结构的作用综合而成的一个假想的室外气象参数,单位为K或0C.其定义式为:
  tsa=te+I.ρs/ae-tlr(14-56)
  式中I——外围护结构表面的太阳辐射照度,W/㎡;
  ρs——围护结构外表面对太阳辐射的吸收系数;
  te-外表面换热系数,W/(㎡·K);
  需要注意的是,室外综合温度也是周期性变化的。它不仅和气象参数(室外气温、太阳辐射)有关,而且还与外围护结构的朝向和外表面材料的性质有关。
  (二)隔热设计标准
  茬房间自然通风的情况下,要求建筑物屋顶、西墙、东墙内表面的最高温度θi,max不得高于夏季室外计算温度最高值te,max:θi,max≤te,max。
  (三)外围护结构的隔热措施
  1.外围护结构隔热的侧重次序
  外围护结构隔热的侧重次序为屋顶、西墙、东墙、南墙和北墙。
  2.屋顶隔热
  屋顶隔热的主要措施有:
  (1)屋顶外表面作浅色处理。
  (2)增加屋顶的热阻与热情性
  如用实体隔热材料层和带封闭空气间层进行屋顶隔热,增加屋顶的热阻与热情性,减少屋顶传热和温度波动的振幅。
  (3)使用通风屋顶
  利用屋顶内部通风及时带走白天上面传人的热量,有利于隔热,夜间屋顶内部通风也可对屋顶起散热降温作用。阁楼屋顶也属于通风屋顶。
  通风屋顶的设计要注意利用朝向形成空气流动的动力,间层高度以20-24cm左右为好,间层内表面不宜过分粗糙,以降低空气流动阻力,并组织好气流的进、出路线。
  (4)使用蓄水屋顶
  利用水的热容量大,且水在蒸发时需要吸收大量的汽化热,从而大量减少传人室内的热量,降低屋顶表面温度,达到隔热的目的。水深宜为15-20em,水面宜有浮生植物或白色漂浮物。
  (5)使用植被屋顶
  植物可遮挡强烈的阳光,减少屋顶对太阳辐射的吸收;植物的光合作用将转化热能为生物能;植物叶面的蒸腾作用可增加蒸发散热量;种植植物的基质材料(如土壤)还可增加屋顶的热阻与热情性。
  3.外墙隔热
  外墙隔热的主要措施有:
  (1)外墙表面作浅色处理,如浅色粉刷、涂层和面砖等,减少对太阳辐射的吸收;
  (2)使用混凝土或砖等重质材料作墙体;
  (3)复合墙体的内侧宜采用厚度为10cm的混凝土或砖等重质材料;
  (4)使用多排孔(双排或三排)的空心砌块墙体或轻骨料混凝土空心砌块作墙体;
  (5)使用带铝箔的封闭空气间层。使用单面铝箔空气间层时,铝箔应该设在高温一侧;
  (6)墙体可作垂直绿化处理,遮挡阳光。

  四、窗口遮阳
  (一)遮阳的目的与要求
  遮阳的目的是为了遮挡直射阳光,减少进入室内的太阳辐射,防止过热,避免眩光和防止物品受到阳光照射产生变质、褪色和损坏。
  遮阳设计应满足下列要求:防止直射阳光并尽量减少散射阳光;要有利于采光、通风和防雨;不阻挡视线;与建筑协调;构造简单且经济耐久。
  (二)遮阳的效果
  遮阳系数:在照射时间内,透进有遮阳窗口的太阳辐射量与透进无遮阳窗口的太阳辐射量的比值。
  遮阳系数可表示遮阳设备减少太阳辐射的程度。使用遮阳设备可降低室温、防止眩光,但降低室内照度约53%-73%,影响通风,风速下降约22%-47%.
  (三)遮阳的基本形式
  1.水平式:适合hs大,从窗口上方来的太阳辐射(南向)。
  2.垂直式:适合hs较小,从窗口侧方来的太阳辐射(东北、西北)。
  3.综合式:适合hs中等,窗前斜方来的太阳辐射(东南、西南)。
  4.挡板式:适合hs较小,正射窗口的太阳辐射(东、西)。
  遮阳形式的选择主要根据气候特点和朝向来考虑,注意利用绿化和结合建筑构件的处理来解决遮阳问题。
  (四)遮阳的构造设计
  1.遮阳的板面组合与板面构造
  在满足遮挡直射阳光的前提下,可使用不同的板面组合以减小遮阳板的挑出长度。遮阳板的板面构造可以为实心的、百叶形或蜂窝形》为了便于热空气的散逸,减少对通风、采光、视野的影响,后两种构造比较适宜。
  2.遮阳板的安装位置
  遮阳板的位置对防热和通风的影响很大,遮阳板应离开墙面一定位置安装,以使热空气能够沿墙面排走,并注意板面能减少挡风,最好能起到导风作用。对百叶式遮阳,百叶宜装在外侧,这样可将大部分热量散于室外。
  3.板面使用的材料和颜色
  遮阳板的材料以轻质材料为宜,要求坚固耐用。遮阳板的向阳面应浅色发亮,以加强表面对阳光的反射;背阳面应较暗,无光泽,以避免产生眩光。
  4.活动遮阳
  活动遮阳的材料过去多采用木百叶,现在多使用铝合金、塑料、玻璃钢等。
   (五)遮阳构件的尺寸计算
  1.水平式遮阳
  (1)遮阳板水平挑出长度L-:L-=Hctghs.cosγs,w(14-57)
  (2)遮阳板两翼挑出长度D:D=H.ctghssinγs,w(14-58)γs,w=As-Aw(14-59)
  式中H——水平遮阳板下沿至窗台的高度,m;
  hs——太阳高度角,度;
  Aw——墙方位角(墙面法线与正南方向的夹角),度;正南方向A:o;由正南向西Aw >0;由正南向东且Aw<0;γs,w——太阳方位角As和墙方位角Aw之差,度。
  2.垂直式遮阳
  L=B·ctgγs,w(14-60)
  式中L——垂直遮阳板水平方向挑出长度,m
  B——板面间净距(或板面至窗口另一边的距离),m.
  3.综合式遮阳
  先计算出垂直板和水平板两者的挑出长度,然后根据两者的数值按构造要求确定综合式遮阳的挑出长度。
  4.挡板式遮阳
  (1)挡板式遮阳的水平挑出长度L-需先按构造的需要予以确定。
  (2)挡板式遮阳的高度为H-H0(H为窗台的高度,H0为挡板下端至窗台的高度)。H0=L-/(ctghs.cosγs,w)(14-61)
  (3)挡板式遮阳的两翼挑出长度D为:D=H0.ctghs.sinγs,w(14-62)

  五、自然通风的组织
  (一)影响自然通风的因素
  1.空气压力差
  造成空气压力差的主要原因是:
  (1)风压作用:风作用在建筑面上产生的风压差。
  (2)热压作用:室内外空气温差所导致的空气密度差和开口高度差产生的压力差。
  2.风向投射角
  风向投射角a:风向投射线与墙面法线的夹角。风向投射角愈小,对房间的自然通风愈有利。但需要注意,风向投射角小时,由于屋后的漩涡区较大,对多排建筑就需要很大的间距。从保证自然通风和节地的综合考虑,风向和建筑物应有一定的风向投射角。
  (二)自然通风的组织
  1.建筑朝向、间距及建筑群的布局
  (1)朝向
  首先要争取房间的自然通风,同时综合考虑防止太阳辐射和防止暴风雨袭击。
  (2)间距及建筑群的布局
  一方面根据风向投射角确定合理的间距,另一方面通过选择建筑群的布局以达到减少间距的目的。在建筑群的平面布局中有行列式(其中又分为并列式、错列式、斜列式)、周边式和自由式,从通风效果来看,错列式、斜列式较并列式、周边式为好。
  2.房间的开口位置和开口面积
  (1)房间的开口位置
  开口位置将决定室内流场分布。开口位置设在中央,气流直通对流场分布均匀有利;当开口偏在一侧时,容易使气流偏移,导致部分区域有涡流现象,甚至无风。房间的开口位置一定要使气流能够经过人在室内经常活动的区域。
  可在室内做漏空隔断或使用中轴旋转窗改变气流方向,调整气流分布。
  (2)房间的开口面积
  开口面积的大小既对室内流场分布的大小有影响,同时也对室内空气流速有影响。开口面积大时,流场分布大,气流速度较小;缩小开口面积,流速增加,但流场分布缩小。
  3.门窗装置和通风构造
  门窗装置对室内通风影响很大,窗扇的开启角度是否合适可起到导风或挡风的作用。
  增大开启角度,可改善通风的效果。使用通风构造,如挡风板、落地窗、漏空窗和折门都有利于自然通风。
  4.利于绿化改变气流状况
  室外成片的绿化能对室外气流起阻挡和导流作用。合理的绿化布置可改变建筑周围的流场分布,引导气流进入室内。
  六、自然能源利用与防热降温
  (一)太阳能降温
  使用太阳能空调,但目前尚未普及。或者将用于热水和采暖的太阳能集热器置于屋顶或阳台护栏上,遮挡部分屋面和外墙,起到间接降温的目的。
  (二)夜间通风——对流降温
  全天持续自然通风并不能达到降温目的。而改用间歇通风,即白天(特别是午后)关闭门窗、限制通风,可避免热空气进入,遏制室内温度上升,减少蓄热;夜间则开窗,利用自然通风或小型通风扇(效果更佳),让室外相对干、冷的空气穿越室内,可达到散热降温的效果。
  (三)地冷空调
  夏季,地下温度总是低于室外气温。可在地下埋人管道,让室外空气流经地下管道降温后再送人室内的冷风降温系统,既降低室温,又节约能源。
  (四)被动蒸发降温
  利用水的汽化潜热大的特点,在建筑物的外表面喷水、淋水、蓄水,或用多孔含湿材料保持表面潮湿,使水蒸发而获得自然冷却的效果。
  (五)长波辐射降温
  夜间建筑外表面通过长波辐射向天空散热,采取措施可强化降温效果。如白天使用反射系数大的材料覆盖层以减少太阳的短波辐射,夜间收起,或者使用选择性材料涂刷外表面。