2025年建筑室外遮阳师室外遮阳设计应用评估试题及答案

2025年建筑室外遮阳师室外遮阳设计应用评估试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于建筑室外遮阳类型的描述中，正确的是（）。A.水平遮阳主要适用于北向窗口，遮挡冬季低角度阳光B.垂直遮阳适用于东、西向窗口，遮挡高角度太阳辐射C.综合遮阳结合水平与垂直构件，适用于东南、西南向窗口D.挡板遮阳需完全垂直于窗口，仅适用于南向大角度阳光答案：C解析：水平遮阳适用于南向及接近南向窗口，遮挡夏季高角度太阳（A错误）；垂直遮阳适用于东、西向及接近东、西向窗口，遮挡低角度太阳（B错误）；综合遮阳结合水平与垂直构件，对东南、西南向窗口的斜射阳光遮挡效果显著（C正确）；挡板遮阳需平行于窗口，适用于东、西向低角度阳光（D错误）。2.某夏热冬暖地区办公建筑西向外窗，窗墙比0.45，设计时需重点控制的遮阳参数是（）。A.冬季太阳得热系数B.夏季遮阳系数SCC.可见光透射比VTD.材料导热系数λ答案：B解析：夏热冬暖地区夏季热负荷为主，西向窗口夏季太阳辐射强烈，需重点降低夏季太阳得热，因此遮阳系数SC（表征遮阳装置对太阳辐射的遮挡能力）为关键参数（B正确）；冬季得热非主要控制目标（A错误）；可见光透射比影响自然采光，但非夏季遮阳核心（C错误）；导热系数影响传导热，但室外遮阳的热传导占比小于太阳辐射得热（D错误）。3.根据《建筑遮阳工程技术规范》（JGJ237-2018），下列关于活动式遮阳系统的设计要求，错误的是（）。A.电动遮阳系统应设置手动操作功能作为备用B.遮阳构件与主体结构连接的安全系数不应小于2.5C.台风地区活动式遮阳的抗风设计应按50年一遇基本风压取值D.遮阳系统的控制逻辑应优先满足节能需求，其次是采光需求答案：D解析：规范要求活动式遮阳控制应综合考虑节能、采光、视野等需求，无优先级强制规定（D错误）；其他选项均符合规范第5.2、6.3、7.4节要求（A、B、C正确）。4.计算水平遮阳板挑出长度时，需使用的关键角度是（）。A.太阳方位角B.太阳高度角C.墙面倾斜角D.遮阳板倾斜角答案：B解析：水平遮阳板的挑出长度主要取决于夏季正午时太阳高度角，通过几何关系计算遮挡高度（B正确）；方位角影响垂直遮阳设计（A错误）；墙面倾斜角用于非垂直墙面遮阳计算（C错误）；遮阳板倾斜角影响反射辐射，但非挑出长度计算核心（D错误）。5.下列遮阳材料中，太阳能反射比最高的是（）。A.深灰色铝合金板B.浅白色PVC膜C.深绿色织物帘D.透明玻璃光伏板答案：B解析：白色表面对太阳辐射的反射能力最强，浅白色PVC膜的太阳能反射比通常＞0.7（B正确）；深灰色铝合金反射比约0.3-0.5（A错误）；深绿色织物反射比＜0.3（C错误）；透明光伏板以透射为主，反射比＜0.2（D错误）。6.某项目需设计可调节角度的垂直遮阳板，其调节范围应覆盖的太阳方位角区间是（）。A.春分日至秋分日的东向太阳方位角B.夏至日至冬至日的西向太阳方位角C.当地夏季9:00-15:00的太阳方位角D.当地冬季8:00-16:00的太阳方位角答案：C解析：垂直遮阳主要用于遮挡东、西向窗口的斜射阳光，夏季上午9点至下午3点（地方时）太阳方位角对东、西向窗口的辐射最强烈，因此调节范围需覆盖此区间（C正确）；其他选项未聚焦夏季主要辐射时段（A、B、D错误）。7.关于遮阳与自然采光的协调设计，正确的做法是（）。A.为避免眩光，遮阳构件应完全遮挡窗口上沿的天空光B.透光率30%的遮阳帘可替代遮光窗帘用于夜间隐私保护C.水平遮阳板的挑出长度需兼顾夏季遮阳与冬季低角度阳光入射D.西向窗口采用固定垂直遮阳时，应增大遮阳板间距以提高采光均匀度答案：C解析：水平遮阳板需平衡夏季遮挡高角度太阳与冬季允许低角度阳光进入（如南向窗口冬季太阳高度角低）（C正确）；完全遮挡天空光会降低室内照度（A错误）；透光率30%的遮阳帘无法满足夜间隐私需求（B错误）；垂直遮阳板间距增大可能导致夏季遮阳效果下降（D错误）。8.下列遮阳系统中，最适用于寒冷地区高窗墙比南向幕墙的是（）。A.固定水平遮阳板（挑出长度L=1.2m）B.活动式外卷帘（夏季关闭、冬季开启）C.垂直绿化遮阳（爬藤植物覆盖）D.玻璃自遮阳（Low-E玻璃+内置百叶）答案：B解析：寒冷地区南向冬季需充分利用太阳得热，活动式外卷帘夏季关闭遮阳、冬季开启让阳光入射，符合“冬暖夏凉”需求（B正确）；固定水平遮阳板会遮挡冬季低角度阳光（A错误）；垂直绿化冬季落叶后遮阳效果下降，且北方冬季植物生长受限（C错误）；内置百叶的遮阳系数高于外遮阳，节能效率较低（D错误）。9.根据《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2019），下列遮阳设计中，可获得“建筑遮阳与采光”评分的是（）。A.所有外窗均设置固定遮阳，遮阳系数SC≤0.4B.西向、南向窗口设置可调节遮阳，调节范围覆盖80%使用时间C.采用光伏遮阳板，发电效率≥15%D.遮阳构件与建筑立面一体化设计，造型符合地域文化答案：B解析：标准要求“主要功能房间的外窗设置可调节遮阳设施，调节范围覆盖主要使用时段”（B正确）；固定遮阳无调节能力（A错误）；光伏遮阳的发电效率非评分直接指标（C错误）；立面造型属美观要求，非遮阳与采光评分项（D错误）。10.计算遮阳系统的年节能效益时，需输入的关键参数不包括（）。A.当地气象数据（温度、太阳辐射）B.建筑空调系统的COP值C.遮阳构件的初始投资成本D.建筑的得热系数（SHGC）答案：C解析：节能效益计算需评估遮阳带来的能耗降低量（与气象数据、SHGC、空调效率相关），初始投资属于经济性分析，非节能效益计算核心（C错误）。二、多项选择题（每题3分，共15分，错选、漏选均不得分）1.下列关于建筑遮阳设计流程的描述中，正确的有（）。A.需先进行建筑负荷模拟，确定遮阳需求的时间与强度B.应根据窗墙比、朝向、气候区选择遮阳类型（水平/垂直/综合）C.遮阳材料选择需同时考虑太阳能反射比、可见光透射比、耐久性D.初步设计后需通过动态模拟验证遮阳对全年能耗的影响E.节点设计只需关注遮阳构件与主体结构的连接强度答案：ABCD解析：遮阳设计需基于负荷模拟明确需求（A正确）；朝向与气候决定遮阳类型（B正确）；材料需兼顾热工、采光、耐用性（C正确）；动态模拟验证是关键步骤（D正确）；节点设计还需考虑排水、维护、抗风等（E错误）。2.夏热冬冷地区某住宅南向阳台外挑作为水平遮阳，设计时需重点考虑的因素有（）。A.夏季正午太阳高度角（约75°）对应的遮阳挑出长度B.冬季上午10点太阳高度角（约30°）的阳光入射需求C.阳台栏板高度对室内通风的影响D.阳台饰面材料的太阳能反射比（避免二次辐射）E.阳台结构自重对主体梁的荷载影响答案：ABCDE解析：水平遮阳需计算夏季遮挡高度（A）和冬季入射需求（B）；栏板高度影响通风（C）；饰面材料反射比过高可能导致二次热辐射（D）；结构荷载需满足安全要求（E）。3.下列关于活动式遮阳控制策略的描述中，正确的有（）。A.基于时间控制：夏季6:00-18:00自动展开，冬季收起B.基于照度控制：当室内照度＞500lx时展开，＜300lx时收起C.基于温度控制：当外窗玻璃表面温度＞40℃时展开D.基于人员行为：通过墙面开关手动调节E.基于气象预测：结合未来2小时太阳辐射预报提前调整答案：BCDE解析：单纯时间控制未考虑天气变化（如阴天无需遮阳）（A错误）；照度、温度、手动、预测控制均为合理策略（B、C、D、E正确）。4.某沿海地区高层酒店西向幕墙采用金属百叶遮阳，设计时需满足的技术要求有（）。A.百叶抗风性能需满足10级风（30m/s）作用下不损坏B.百叶角度可调节范围≥60°（0°为完全闭合，90°为完全开启）C.百叶表面做氟碳喷涂处理，耐盐雾腐蚀≥2000小时D.百叶间距与宽度比≤1:2，避免形成“热通道”效应E.百叶安装高度需低于幕墙顶部200mm，避免遮挡消防救援窗口答案：ABC解析：沿海地区需抗风（A正确）；可调节角度需覆盖遮阳与通风需求（B正确）；氟碳喷涂耐盐雾（C正确）；百叶间距与宽度比无强制规定（D错误）；消防救援窗口需净高度≥1.2m，与百叶安装高度无关（E错误）。5.下列遮阳设计与建筑节能的关系中，正确的有（）。A.外遮阳的遮阳系数SC值越小，节能效果越好B.内遮阳的节能效率通常低于外遮阳（相同SC值）C.活动式遮阳的年节能效益高于固定遮阳（相同气候区）D.遮阳设计需平衡夏季降温和冬季得热，避免过度遮阳E.光伏遮阳板的发电收益可抵消部分节能改造投资答案：BCDE解析：SC值过小可能影响冬季得热（寒冷地区），需综合考虑（A错误）；内遮阳因太阳辐射先加热玻璃，再通过对流传递至室内，节能效率低于外遮阳（B正确）；活动式可按需调节，节能更优（C正确）；过度遮阳会增加冬季采暖能耗（D正确）；光伏遮阳的发电收益可提升经济性（E正确）。三、案例分析题（每题20分，共40分）案例1：昆明某办公建筑（北纬25°，东经102°）西向幕墙，窗墙比0.5，幕墙高度4.5m，窗台高0.9m。夏季（6-8月）西晒问题突出，室内空调负荷较其他朝向高30%；冬季（12-2月）下午采光不足，需人工照明补充。设计团队拟采用活动式金属百叶遮阳系统，要求：（1）分析现有问题的成因；（2）提出遮阳系统的设计参数（百叶角度调节范围、材料选择、控制逻辑）；（3）说明如何验证设计效果。答案：（1）问题成因：①西向窗口夏季14:00-18:00太阳方位角接近正西（约270°），太阳高度角约30°-50°，低角度长时段辐射导致得热集中；②昆明属温和地区（气候区Ⅲ），夏季需遮阳但冬季需保留部分阳光，固定遮阳无法兼顾；③窗墙比0.5较大，玻璃得热面积大，缺乏有效外遮阳时室内热负荷升高；④冬季下午太阳高度角更低（约15°-30°），固定遮阳可能遮挡入射光线，导致采光不足。（2）设计参数：①百叶角度调节范围：夏季（14:00-18:00）百叶闭合角度45°-60°（与水平面夹角），遮挡低角度西晒；冬季（14:00-16:00）调节至15°-30°，允许低角度阳光入射；过渡季根据实时辐射强度调节（0°完全开启，90°完全闭合）；②材料选择：铝合金百叶（耐候性好，自重轻），表面采用亚光浅灰色氟碳喷涂（太阳能反射比0.5-0.6，避免高反射引起光污染），厚度2mm（抗风荷载≥1.2kPa）；③控制逻辑：采用光感+时间复合控制——夏季13:00-19:00，当室外太阳辐射＞500W/m²时自动闭合至45°；冬季12:00-16:00，当室内照度＜300lx时自动开启至30°；支持手动Override（如会议时需避光可手动闭合）。（3）效果验证：①动态模拟：使用EnergyPlus或DeST软件，输入昆明典型气象年数据（TMY3），建立建筑模型，对比有无遮阳时的夏季空调负荷（目标降低25%以上）和冬季采光系数（目标≥2%）；②现场测试：夏季选取典型晴日（6月21日），测量14:00-18:00幕墙内表面温度（目标≤35℃）、室内照度（目标≤1000lx，避免眩光）；冬季选取12月21日，测量14:00-16:00室内自然光照度（目标≥300lx）；③能耗统计：对比遮阳系统运行前后的全年空调用电量（目标节能率≥15%）。案例2：上海某商业综合体（北纬31°）裙房南向大玻璃橱窗（高度6m，宽度12m），设计要求：（1）夏季（6-9月）减少太阳辐射得热，避免室内展品褪色；（2）冬季（12-2月）保留部分阳光，提升室内温暖感；（3）兼顾立面美观，避免厚重遮阳构件。设计团队考虑采用“光伏遮阳百叶+智能控制”方案，分析该方案的可行性，并列出关键设计参数。答案：（1）可行性分析：①上海属夏热冬冷地区（气候区Ⅲ），夏季需强遮阳，冬季需部分得热，活动式光伏百叶可调节角度，满足双向需求；②光伏百叶发电可补充商业体用电（年发电量约80-100kWh/m²），提升经济性；③百叶轻薄（厚度≤50mm），可与玻璃橱窗一体化设计，符合立面美观要求；④智能控制可根据太阳位置自动调节角度，平衡遮阳与发电效率（光伏板最佳发电角度与遮阳角度需协调）。（2）关键设计参数：①百叶尺寸：宽度300mm，间距400mm（保证冬季低角度阳光入射），长度12m（与橱窗宽度一致），厚度40mm（含光伏组件与框架）；②光伏组件：单晶硅电池（转换效率22%），表面覆超白钢化玻璃（透光率＞91%），背面加设隔热膜（热阻≥0.5(m²·K)/W，减少热量向室内传递）；③角度调节范围：夏季（6月21日10:00-15:00）百叶与水平面夹角60°（遮挡高度角60°以上的太阳）；冬季（12月21日10:00-14:00）调节至30°（允许高度角30°以下的阳光入射）；过渡季根据辐射强度调节（45°为默认角度）；④控制逻辑：基于太阳轨迹算法（输入上海经纬度），结合实时辐射传感器（精度±5W/m²），每15分钟自动调整百叶角度；设置手动模式（如夜间关闭百叶保护橱窗）；⑤安全要求：抗风设计（10级风，30m/s），百叶与主体结构采用不锈钢螺栓连接（安全系数≥3.0），光伏线路穿金属管暗敷（防火等级A级）。四、计算题（每题12.5分，共25分）1.某广州（北纬23°）住宅南向外窗，窗台高0.9m，窗高1.5m（总高度2.4m），要求设计水平遮阳板，使夏至日（6月21日）正午（12:00，地方时）的太阳光线刚好被遮阳板遮挡至窗台下沿。已知夏至日广州正午太阳高度角h=90°-23°+23.5°=90.5°（近似为90°），计算遮阳板的挑出长度L（单位：m）。答案：水平遮阳板挑出长度计算公式：L=(H×coth)其中，H为遮阳板下沿至窗台下沿的垂直距离（假设遮阳板下沿与窗顶齐平，窗高1.5m，窗台高0.9m，故窗顶高度=0.9+1.5=2.4m；若遮阳板下沿与窗顶齐平，则H=2.4m0.9m=1.5m）；h为夏至日正午太阳高度角（90°，cot90°=0）。但实际中太阳高度角不会超过90°，广州夏至日正午太阳高度角约为90°-（23°-23.5°）=90.5°（因广州纬度23°＜北回归线23.5°，故太阳直射点在北回归线时，广州正午太阳高度角=90°-（23.5°-23°）=89.5°）。修正后h=89.5°，cot89.5°≈0.0087（tan0.5°≈0.0087），则L=H×coth=1.5m×0.0087≈0.013m（13mm）。但此结果不符合实际，说明假设遮阳板下沿与窗顶齐平不合理。正确做法应为：遮阳板需遮挡夏至日正午太阳至窗顶，避免阳光进入窗口。此时H为遮阳板下沿至窗顶的距离（设为0），则L=（窗高）×coth=1.5m×cot89.5°≈1.5×0.0087≈0.013m，仍过小。实际中，水平遮阳板设计需考虑太阳高度角非垂直入射，应采用更精确公式：L=(B×cosγ)/sinh其中，B为窗口高度（1.5m），γ为遮阳板与窗口的水平夹角（南向取0°，cosγ=1），h为太阳高度角（89.5°，sinh≈1），故L≈1.5×1/1=1.5m（此为简化计算，实际需根据《建筑遮阳设计标准》JGJ/T237-2018中第4.2.3条，采用投影法计算：L=(Hh_w)/tanh，其中H为遮阳板