2025年建筑室外遮陽師室外遮陽設計應用評估試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關于建筑室外遮陽類型的描述中，正確的是（）。A.水平遮陽主要適用于北向窗口，遮擋冬季低角度陽光B.垂直遮陽適用于東、西向窗口，遮擋高角度太陽輻射C.綜合遮陽結合水平與垂直構件，適用于東南、西南向窗口D.擋板遮陽需完全垂直于窗口，僅適用于南向大角度陽光答案：C解析：水平遮陽適用于南向及接近南向窗口，遮擋夏季高角度太陽（A錯誤）；垂直遮陽適用于東、西向及接近東、西向窗口，遮擋低角度太陽（B錯誤）；綜合遮陽結合水平與垂直構件，對東南、西南向窗口的斜射陽光遮擋效果顯著（C正確）；擋板遮陽需平行于窗口，適用于東、西向低角度陽光（D錯誤）。2.某夏熱冬暖地區(qū)辦公建筑西向外窗，窗墻比0.45，設計時需重點控制的遮陽參數(shù)是（）。A.冬季太陽得熱系數(shù)B.夏季遮陽系數(shù)SCC.可見光透射比VTD.材料導熱系數(shù)λ答案：B解析：夏熱冬暖地區(qū)夏季熱負荷為主，西向窗口夏季太陽輻射強烈，需重點降低夏季太陽得熱，因此遮陽系數(shù)SC（表征遮陽裝置對太陽輻射的遮擋能力）為關鍵參數(shù)（B正確）；冬季得熱非主要控制目標（A錯誤）；可見光透射比影響自然采光，但非夏季遮陽核心（C錯誤）；導熱系數(shù)影響傳導熱，但室外遮陽的熱傳導占比小于太陽輻射得熱（D錯誤）。3.根據(jù)《建筑遮陽工程技術規(guī)范》（JGJ237-2018），下列關于活動式遮陽系統(tǒng)的設計要求，錯誤的是（）。A.電動遮陽系統(tǒng)應設置手動操作功能作為備用B.遮陽構件與主體結構連接的安全系數(shù)不應小于2.5C.臺風地區(qū)活動式遮陽的抗風設計應按50年一遇基本風壓取值D.遮陽系統(tǒng)的控制邏輯應優(yōu)先滿足節(jié)能需求，其次是采光需求答案：D解析：規(guī)范要求活動式遮陽控制應綜合考慮節(jié)能、采光、視野等需求，無優(yōu)先級強制規(guī)定（D錯誤）；其他選項均符合規(guī)范第5.2、6.3、7.4節(jié)要求（A、B、C正確）。4.計算水平遮陽板挑出長度時，需使用的關鍵角度是（）。A.太陽方位角B.太陽高度角C.墻面傾斜角D.遮陽板傾斜角答案：B解析：水平遮陽板的挑出長度主要取決于夏季正午時太陽高度角，通過幾何關系計算遮擋高度（B正確）；方位角影響垂直遮陽設計（A錯誤）；墻面傾斜角用于非垂直墻面遮陽計算（C錯誤）；遮陽板傾斜角影響反射輻射，但非挑出長度計算核心（D錯誤）。5.下列遮陽材料中，太陽能反射比最高的是（）。A.深灰色鋁合金板B.淺白色PVC膜C.深綠色織物簾D.透明玻璃光伏板答案：B解析：白色表面對太陽輻射的反射能力最強，淺白色PVC膜的太陽能反射比通常＞0.7（B正確）；深灰色鋁合金反射比約0.3-0.5（A錯誤）；深綠色織物反射比＜0.3（C錯誤）；透明光伏板以透射為主，反射比＜0.2（D錯誤）。6.某項目需設計可調(diào)節(jié)角度的垂直遮陽板，其調(diào)節(jié)范圍應覆蓋的太陽方位角區(qū)間是（）。A.春分日至秋分日的東向太陽方位角B.夏至日至冬至日的西向太陽方位角C.當?shù)叵募?:00-15:00的太陽方位角D.當?shù)囟?:00-16:00的太陽方位角答案：C解析：垂直遮陽主要用于遮擋東、西向窗口的斜射陽光，夏季上午9點至下午3點（地方時）太陽方位角對東、西向窗口的輻射最強烈，因此調(diào)節(jié)范圍需覆蓋此區(qū)間（C正確）；其他選項未聚焦夏季主要輻射時段（A、B、D錯誤）。7.關于遮陽與自然采光的協(xié)調(diào)設計，正確的做法是（）。A.為避免眩光，遮陽構件應完全遮擋窗口上沿的天空光B.透光率30%的遮陽簾可替代遮光窗簾用于夜間隱私保護C.水平遮陽板的挑出長度需兼顧夏季遮陽與冬季低角度陽光入射D.西向窗口采用固定垂直遮陽時，應增大遮陽板間距以提高采光均勻度答案：C解析：水平遮陽板需平衡夏季遮擋高角度太陽與冬季允許低角度陽光進入（如南向窗口冬季太陽高度角低）（C正確）；完全遮擋天空光會降低室內(nèi)照度（A錯誤）；透光率30%的遮陽簾無法滿足夜間隱私需求（B錯誤）；垂直遮陽板間距增大可能導致夏季遮陽效果下降（D錯誤）。8.下列遮陽系統(tǒng)中，最適用于寒冷地區(qū)高窗墻比南向幕墻的是（）。A.固定水平遮陽板（挑出長度L=1.2m）B.活動式外卷簾（夏季關閉、冬季開啟）C.垂直綠化遮陽（爬藤植物覆蓋）D.玻璃自遮陽（Low-E玻璃+內(nèi)置百葉）答案：B解析：寒冷地區(qū)南向冬季需充分利用太陽得熱，活動式外卷簾夏季關閉遮陽、冬季開啟讓陽光入射，符合“冬暖夏涼”需求（B正確）；固定水平遮陽板會遮擋冬季低角度陽光（A錯誤）；垂直綠化冬季落葉后遮陽效果下降，且北方冬季植物生長受限（C錯誤）；內(nèi)置百葉的遮陽系數(shù)高于外遮陽，節(jié)能效率較低（D錯誤）。9.根據(jù)《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2019），下列遮陽設計中，可獲得“建筑遮陽與采光”評分的是（）。A.所有外窗均設置固定遮陽，遮陽系數(shù)SC≤0.4B.西向、南向窗口設置可調(diào)節(jié)遮陽，調(diào)節(jié)范圍覆蓋80%使用時間C.采用光伏遮陽板，發(fā)電效率≥15%D.遮陽構件與建筑立面一體化設計，造型符合地域文化答案：B解析：標準要求“主要功能房間的外窗設置可調(diào)節(jié)遮陽設施，調(diào)節(jié)范圍覆蓋主要使用時段”（B正確）；固定遮陽無調(diào)節(jié)能力（A錯誤）；光伏遮陽的發(fā)電效率非評分直接指標（C錯誤）；立面造型屬美觀要求，非遮陽與采光評分項（D錯誤）。10.計算遮陽系統(tǒng)的年節(jié)能效益時，需輸入的關鍵參數(shù)不包括（）。A.當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)（溫度、太陽輻射）B.建筑空調(diào)系統(tǒng)的COP值C.遮陽構件的初始投資成本D.建筑的得熱系數(shù)（SHGC）答案：C解析：節(jié)能效益計算需評估遮陽帶來的能耗降低量（與氣象數(shù)據(jù)、SHGC、空調(diào)效率相關），初始投資屬于經(jīng)濟性分析，非節(jié)能效益計算核心（C錯誤）。二、多項選擇題（每題3分，共15分，錯選、漏選均不得分）1.下列關于建筑遮陽設計流程的描述中，正確的有（）。A.需先進行建筑負荷模擬，確定遮陽需求的時間與強度B.應根據(jù)窗墻比、朝向、氣候區(qū)選擇遮陽類型（水平/垂直/綜合）C.遮陽材料選擇需同時考慮太陽能反射比、可見光透射比、耐久性D.初步設計后需通過動態(tài)模擬驗證遮陽對全年能耗的影響E.節(jié)點設計只需關注遮陽構件與主體結構的連接強度答案：ABCD解析：遮陽設計需基于負荷模擬明確需求（A正確）；朝向與氣候決定遮陽類型（B正確）；材料需兼顧熱工、采光、耐用性（C正確）；動態(tài)模擬驗證是關鍵步驟（D正確）；節(jié)點設計還需考慮排水、維護、抗風等（E錯誤）。2.夏熱冬冷地區(qū)某住宅南向陽臺外挑作為水平遮陽，設計時需重點考慮的因素有（）。A.夏季正午太陽高度角（約75°）對應的遮陽挑出長度B.冬季上午10點太陽高度角（約30°）的陽光入射需求C.陽臺欄板高度對室內(nèi)通風的影響D.陽臺飾面材料的太陽能反射比（避免二次輻射）E.陽臺結構自重對主體梁的荷載影響答案：ABCDE解析：水平遮陽需計算夏季遮擋高度（A）和冬季入射需求（B）；欄板高度影響通風（C）；飾面材料反射比過高可能導致二次熱輻射（D）；結構荷載需滿足安全要求（E）。3.下列關于活動式遮陽控制策略的描述中，正確的有（）。A.基于時間控制：夏季6:00-18:00自動展開，冬季收起B(yǎng).基于照度控制：當室內(nèi)照度＞500lx時展開，＜300lx時收起C.基于溫度控制：當外窗玻璃表面溫度＞40℃時展開D.基于人員行為：通過墻面開關手動調(diào)節(jié)E.基于氣象預測：結合未來2小時太陽輻射預報提前調(diào)整答案：BCDE解析：單純時間控制未考慮天氣變化（如陰天無需遮陽）（A錯誤）；照度、溫度、手動、預測控制均為合理策略（B、C、D、E正確）。4.某沿海地區(qū)高層酒店西向幕墻采用金屬百葉遮陽，設計時需滿足的技術要求有（）。A.百葉抗風性能需滿足10級風（30m/s）作用下不損壞B.百葉角度可調(diào)節(jié)范圍≥60°（0°為完全閉合，90°為完全開啟）C.百葉表面做氟碳噴涂處理，耐鹽霧腐蝕≥2000小時D.百葉間距與寬度比≤1:2，避免形成“熱通道”效應E.百葉安裝高度需低于幕墻頂部200mm，避免遮擋消防救援窗口答案：ABC解析：沿海地區(qū)需抗風（A正確）；可調(diào)節(jié)角度需覆蓋遮陽與通風需求（B正確）；氟碳噴涂耐鹽霧（C正確）；百葉間距與寬度比無強制規(guī)定（D錯誤）；消防救援窗口需凈高度≥1.2m，與百葉安裝高度無關（E錯誤）。5.下列遮陽設計與建筑節(jié)能的關系中，正確的有（）。A.外遮陽的遮陽系數(shù)SC值越小，節(jié)能效果越好B.內(nèi)遮陽的節(jié)能效率通常低于外遮陽（相同SC值）C.活動式遮陽的年節(jié)能效益高于固定遮陽（相同氣候區(qū)）D.遮陽設計需平衡夏季降溫和冬季得熱，避免過度遮陽E.光伏遮陽板的發(fā)電收益可抵消部分節(jié)能改造投資答案：BCDE解析：SC值過小可能影響冬季得熱（寒冷地區(qū)），需綜合考慮（A錯誤）；內(nèi)遮陽因太陽輻射先加熱玻璃，再通過對流傳遞至室內(nèi)，節(jié)能效率低于外遮陽（B正確）；活動式可按需調(diào)節(jié)，節(jié)能更優(yōu)（C正確）；過度遮陽會增加冬季采暖能耗（D正確）；光伏遮陽的發(fā)電收益可提升經(jīng)濟性（E正確）。三、案例分析題（每題20分，共40分）案例1：昆明某辦公建筑（北緯25°，東經(jīng)102°）西向幕墻，窗墻比0.5，幕墻高度4.5m，窗臺高0.9m。夏季（6-8月）西曬問題突出，室內(nèi)空調(diào)負荷較其他朝向高30%；冬季（12-2月）下午采光不足，需人工照明補充。設計團隊擬采用活動式金屬百葉遮陽系統(tǒng)，要求：（1）分析現(xiàn)有問題的成因；（2）提出遮陽系統(tǒng)的設計參數(shù)（百葉角度調(diào)節(jié)范圍、材料選擇、控制邏輯）；（3）說明如何驗證設計效果。答案：（1）問題成因：①西向窗口夏季14:00-18:00太陽方位角接近正西（約270°），太陽高度角約30°-50°，低角度長時段輻射導致得熱集中；②昆明屬溫和地區(qū)（氣候區(qū)Ⅲ），夏季需遮陽但冬季需保留部分陽光，固定遮陽無法兼顧；③窗墻比0.5較大，玻璃得熱面積大，缺乏有效外遮陽時室內(nèi)熱負荷升高；④冬季下午太陽高度角更低（約15°-30°），固定遮陽可能遮擋入射光線，導致采光不足。（2）設計參數(shù)：①百葉角度調(diào)節(jié)范圍：夏季（14:00-18:00）百葉閉合角度45°-60°（與水平面夾角），遮擋低角度西曬；冬季（14:00-16:00）調(diào)節(jié)至15°-30°，允許低角度陽光入射；過渡季根據(jù)實時輻射強度調(diào)節(jié)（0°完全開啟，90°完全閉合）；②材料選擇：鋁合金百葉（耐候性好，自重輕），表面采用亞光淺灰色氟碳噴涂（太陽能反射比0.5-0.6，避免高反射引起光污染），厚度2mm（抗風荷載≥1.2kPa）；③控制邏輯：采用光感+時間復合控制——夏季13:00-19:00，當室外太陽輻射＞500W/m2時自動閉合至45°；冬季12:00-16:00，當室內(nèi)照度＜300lx時自動開啟至30°；支持手動Override（如會議時需避光可手動閉合）。（3）效果驗證：①動態(tài)模擬：使用EnergyPlus或DeST軟件，輸入昆明典型氣象年數(shù)據(jù)（TMY3），建立建筑模型，對比有無遮陽時的夏季空調(diào)負荷（目標降低25%以上）和冬季采光系數(shù)（目標≥2%）；②現(xiàn)場測試：夏季選取典型晴日（6月21日），測量14:00-18:00幕墻內(nèi)表面溫度（目標≤35℃）、室內(nèi)照度（目標≤1000lx，避免眩光）；冬季選取12月21日，測量14:00-16:00室內(nèi)自然光照度（目標≥300lx）；③能耗統(tǒng)計：對比遮陽系統(tǒng)運行前后的全年空調(diào)用電量（目標節(jié)能率≥15%）。案例2：上海某商業(yè)綜合體（北緯31°）裙房南向大玻璃櫥窗（高度6m，寬度12m），設計要求：（1）夏季（6-9月）減少太陽輻射得熱，避免室內(nèi)展品褪色；（2）冬季（12-2月）保留部分陽光，提升室內(nèi)溫暖感；（3）兼顧立面美觀，避免厚重遮陽構件。設計團隊考慮采用“光伏遮陽百葉+智能控制”方案，分析該方案的可行性，并列出關鍵設計參數(shù)。答案：（1）可行性分析：①上海屬夏熱冬冷地區(qū)（氣候區(qū)Ⅲ），夏季需強遮陽，冬季需部分得熱，活動式光伏百葉可調(diào)節(jié)角度，滿足雙向需求；②光伏百葉發(fā)電可補充商業(yè)體用電（年發(fā)電量約80-100kWh/m2），提升經(jīng)濟性；③百葉輕薄（厚度≤50mm），可與玻璃櫥窗一體化設計，符合立面美觀要求；④智能控制可根據(jù)太陽位置自動調(diào)節(jié)角度，平衡遮陽與發(fā)電效率（光伏板最佳發(fā)電角度與遮陽角度需協(xié)調(diào)）。（2）關鍵設計參數(shù)：①百葉尺寸：寬度300mm，間距400mm（保證冬季低角度陽光入射），長度12m（與櫥窗寬度一致），厚度40mm（含光伏組件與框架）；②光伏組件：單晶硅電池（轉換效率22%），表面覆超白鋼化玻璃（透光率＞91%），背面加設隔熱膜（熱阻≥0.5(m2·K)/W，減少熱量向室內(nèi)傳遞）；③角度調(diào)節(jié)范圍：夏季（6月21日10:00-15:00）百葉與水平面夾角60°（遮擋高度角60°以上的太陽）；冬季（12月21日10:00-14:00）調(diào)節(jié)至30°（允許高度角30°以下的陽光入射）；過渡季根據(jù)輻射強度調(diào)節(jié)（45°為默認角度）；④控制邏輯：基于太陽軌跡算法（輸入上海經(jīng)緯度），結合實時輻射傳感器（精度±5W/m2），每15分鐘自動調(diào)整百葉角度；設置手動模式（如夜間關閉百葉保護櫥窗）；⑤安全要求：抗風設計（10級風，30m/s），百葉與主體結構采用不銹鋼螺栓連接（安全系數(shù)≥3.0），光伏線路穿金屬管暗敷（防火等級A級）。四、計算題（每題12.5分，共25分）1.某廣州（北緯23°）住宅南向外窗，窗臺高0.9m，窗高1.5m（總高度2.4m），要求設計水平遮陽板，使夏至日（6月21日）正午（12:00，地方時）的太陽光線剛好被遮陽板遮擋至窗臺下沿。已知夏至日廣州正午太陽高度角h=90°-23°+23.5°=90.5°（近似為90°），計算遮陽板的挑出長度L（單位：m）。答案：水平遮陽板挑出長度計算公式：L=(H×coth)其中，H為遮陽板下沿至窗臺下沿的垂直距離（假設遮陽板下沿與窗頂齊平，窗高1.5m，窗臺高0.9m，故窗頂高度=0.9+1.5=2.4m；若遮陽板下沿與窗頂齊平，則H=2.4m0.9m=1.5m）；h為夏至日正午太陽高度角（90°，cot90°=0）。但實際中太陽高度角不會超過90°，廣州夏至日正午太陽高度角約為90°-（23°-23.5°）=90.5°（因廣州緯度23°＜北回歸線23.5°，故太陽直射點在北回歸線時，廣州正午太陽高度角=90°-（23.5°-23°）=89.5°）。修正后h=89.5°，cot89.5°≈0.0087（tan0.5°≈0.0087），則L=H×coth=1.5m×0.0087≈0.013m（13mm）。但此結果不符合實際，說明假設遮陽板下沿與窗頂齊平不合理。正確做法應為：遮陽板需遮擋夏至日正午太陽至窗頂，避免陽光進入窗口。此時H為遮陽板下沿至窗頂?shù)木嚯x（設為0），則L=（窗高）×coth=1.5m×cot89.5°≈1.5×0.0087≈0.013m，仍過小。實際中，水平遮陽板設計需考慮太陽高度角非垂直入射，應采用更精確公式：L=(B×cosγ)/sinh其中，B為窗口高度（1.5m），γ為遮陽板與窗口的水平夾角（南向取0°，cosγ=1），h為太陽高度角（89.5°，sinh≈1），故L≈1.5×1/1=1.5m（此為簡化計算，實際需根據(jù)《建筑遮陽設計標準》JGJ/T237-2018中第4.2.3條，采用投影法計算：L=(Hh_w)/tanh，其中H為遮陽板