我国有关规范对建筑防热设计有如下要求：
（1）夏热冬暖地区，必须充分满足夏季防热要求；
（2）夏热冬冷地区，必须满足夏季防热要求；
（3）寒冷地区的部分地区，要兼顾夏季防热。
一、建筑防热设计基本原则
（一）室内过热的原因
在南方炎热地区的夏天，建筑物在强烈的太阳辐射和气温的共同作用下，通过房子的屋面、外墙，把大量的热量传进室内，通过开着的窗户和门透进太阳辐射热和热空气，周围地面和房屋将太阳辐射反射到建筑的墙面和窗口；此外，室内产生的生活的余热，如电器、照明和人体散发的热量和外面传进来的热量共同引起室内过热。
（二）建筑防热途径
建筑防热应采取自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热、环境绿化等综合性措施，尽量减少传人室内的热量并使室内的热量尽快散发出去，改善室内的热环境。
1.减弱室外的热作用
合理地选择建筑的朝向和进行建筑群布局，防止过度日晒。居住建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。尽量避免主要房间受到东、西向日晒。同时要绿化周围环境，以降低环境辐射和空气温度。对外围护结构的外表面，应采用浅颜色以减少对太阳辐射的吸收，降低综合温度，从而减少进入围护结构的传热量。
2.外围护结构的隔热和散热
对屋顶及东、西外墙等围护结构要进行隔热处理，达到节能所要求的热工指标，使内表面温度满足隔热设计标准的要求。白天隔热好而夜间散热又快的隔热形式是最理想的，尤其适合在自然通风情况下采用。通风屋面和通风墙是应用广泛而又有效的隔热方式。
3.良好的自然通风
自然通风是排除室内余热，改善室内热湿环境的主要途径之一。组织自然通风的措施包括：使房间的进风口尽量接近夏季主导风向；居住区的总体规划和居住建筑的平面、立面设计及门窗的设置，应有利于自然通风，利于室内的风场分布；设置通风构造；利用绿化、地理环境组织通风等。
4.遮阳
建筑物的向阳面，尤其是东、西向窗户，宜优先采用活动或固定的建筑外遮阳设施。在屋顶和西墙的外侧设置遮阳设施，可以降低它们的室外综合温度。在建筑设计中，宜结合外廊、阳台、衫k檐等构件达到遮阳的目的。利用绿化、设置其他活动的或固定的遮阳设施也可实现有效的遮阳。
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。
以上建筑防热的各种措施，应在建筑防热设计中综合使用。最主要的防热措施是隔热和自然通风，同时辅以窗口遮阳、环境绿化等手段。 二、围护结构隔热设计
对于空调建筑而言，围护结构隔热设计的目的是减少室内的冷量传到室外，降低空调的能耗和设备的投资。对于自然通风的建筑而言，因为窗和门开敞，室外的气候直接影响室内的热状况，更由于没有机械制冷设备，只有通过建筑的隔热设计才能改善室内热状态。
（一）室外综合温度
夏季围护结构外部主要受两个因素的影响——太阳辐射照度和室外气温。引入室外综合温度的概念考虑这两个方面的共同影响。室外综合温度是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，定义为：
式中tsα——室外综合温度，℃；
te——室外气温，℃；
ρs——围护结构外表面对太阳辐射的吸收率；
I——外围护结构表面的太阳辐射照度，W/㎡；
αe——外表面换热系数，W/（㎡.K）；
tlr——外表面有效长波辐射温度，℃，对于屋面，tlr=3.50oC；对于外墙，tlr=1.8℃。
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，还与外围护结构的朝向和外表面材料的性质有关。
式中的ρsI/αe值叫作太阳辐射的当量温度或等效温度。气温对任何朝向的外墙和屋顶的影响是相同的。但太阳辐射热的影响就不同了，各朝向的室外综合温度大小不同。平屋顶的室外综合温度值最大，其次是西墙、东墙。因此，在炎热的南方，隔热的重点依次是屋顶、西墙、东墙。
（二）隔热设计标准
1.围护结构内表面最高温度
在自然通风情况下，建筑物的屋顶和东、西向外墙的内表面温度应满足式（1—43）
要求：式中θi，max——围护结构内表面最高温度，℃；
te，max——夏季室外计算温度最高值，℃。
用于围护结构隔热计算的夏季室外计算温度，是以25年每年最热一天的平均温度的累年平均值作为夏季室外计算温度的平均温度，以25年相应的每年最热一天的最高温度的累年平均值作为夏季室外计算温度的最高温度，并取二者之差作为夏季室外计算温度的振幅。
2.围护结构各部分的传热系数和热惰性指标
合理选择外围护结构的隔热能力，就是选择围护结构的质量、蓄热系数及热惰性等指标的大小。对于空调房屋，因为要求围护结构的热阻大和室内温度波幅小，一般可以采用隔热材料。而采用自然通风的建筑，则应根据建筑功能的不同，合理选择围护结构的热工指标，如延迟时间和衰减倍数等。
（1）夏热冬冷地区居住建筑围护结构各部分的传热系数和热惰性指标应符合表1—9的规定。其中外墙的传热系数应考虑结构性冷桥的影响，取平均传热系数。
*当屋顶和外墙的K值满足要求，但D值不满足要求时，应按照《热工设计规范》第5.1.1条来验算隔热设计要求。
（2）夏热冬暖地区居住建筑屋顶和外墙的传热系数和热惰性指标应符合表1—10的规定。
*D<2.5的轻质屋顶，还应满足国家标准《热工设计规范》所规定的隔热要求。
**D<2.5的轻质外墙，还应满足国家标准《热工设计规范》所规定的隔热要求。
（三）围护结构隔热措施与效果
1.屋顶隔热措施
南方炎热地区屋顶的构造可分为实体材料隔热层屋顶和带有空气间层的隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、吊顶屋顶、阁楼屋顶、蓄水屋顶和植被屋顶等多类。主要隔热措施为：
（1）浅色饰面（如浅色粉刷、涂层和面砖等）。
（2）增加屋顶的热阻与热惰性，用实体材料层或封闭空气间层（贴铝箔）进行屋顶隔热，减少屋顶传热和温度波动的振幅。
（3）使用通风屋面
利用屋顶内部通风，可及时带走白天上面传人的热量，夜间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左右为宜，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
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。
（5）屋顶遮阳
屋顶遮阳是现代建筑设计中利用屋面作为活动空间所采取的一项有效防热措施，可采用百叶板遮阳棚屋面和爬藤植物遮阳棚屋面。
（6）屋顶有土或无土种植
植物可遮阳，减少屋顶对太阳辐射的吸收；植物的光合作用将热能转化为生物能；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惰性。
2.外墙隔热措施
（1）外墙外表面采用浅色饰面。
（2）增加墙体隔热性能：
在墙体的内侧或外侧加隔热层；
采用双排或三排孔混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体；
复合墙体内侧宜采用厚度为10cm的混凝土或砖等重质材料；
使用带铝箔的空气间层。使用单面铝箔空气间层时，铝箔应该设在高温一侧。
（3）墙体可做垂直绿化来遮挡阳光。特别是东、西外墙可采用花格构件或爬藤植物遮阳。
（4）通风墙与通风遮阳墙。
3.屋顶外墙隔热措施的效果
4.外窗隔热
（1）夏热冬冷地区
多层住宅外窗宜采用平开窗。建筑物1—6层的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》（GB7107）规定的3级；7层及7层以上的外窗及阳台门的气密性等级，不应低于该标准规定的4级。
外窗（包括阳台门的透明部分）的面积不应过大。
（2）夏热冬暖地区
居住建筑外窗的面积不应过大，各朝向窗墙面积比应符合下列规定：北向不大于0.45；东、西向不大于0.30；南向不大于0.50.采用不同平均窗墙面积比时，其外窗的传热系数K和综合遮阳系数S.应符合节能标准规定。
天窗面积不应大于屋顶总面积的4%，其传热系数K不应大于4.0W/（㎡.K），天窗本身的遮阳系数SC不应大于0.5.
居住建筑1～9层的外窗的气密性应满足如下规定：在10Pa压差下，每小时每米缝隙的空气渗透量不大于2.5m3，每小时每平方米面积的空气渗透量不大于7.5m3；10层及10层以上的外窗的气密性应满足如下规定：在10Pa压差下，每小时每米缝隙的空气渗透量不大于1.5m3，每小时每平方米面积的空气渗透量不大于4.5m3。 三、自然通风降温设计
（一）形成自然通风的动力因素
热压和风压综合作用形成建筑物的自然通风。从自然通风降温的角度来看，风压通风对改善室内气候条件的效果比较显著，应首先考虑如何组织风压通风来改善室内热环境。
1.热压通风
热压通风需要进风口低于出风口才能形成。热压的大小取决于室内外空气温差所形成的空气密度差，以及进出风口的高差。
2.风压通风
当风吹向建筑物时，在迎风面上形成正压区，而在建筑物屋顶、两侧及背风面形成负压区，负压区内的空气一般处于涡流状态，又称为涡流区。如果建筑物上设有开口，气流就会从正压区流人室内，再从室内流向负压区，这就形成了风压通风。风压的大小由风速以及空气动力系数（由建筑物外表面尺寸及与风向形成的夹角所决定，并随位置而异）决定。
（二）建筑朝向和建筑群布局与自然通风的关系
1.建筑朝向
选择建筑朝向时，首先要争取房间的自然通风，同时综合考虑防止太阳辐射及防止暴风雨吹袭。
为争取房间的自然通风，房间的纵轴宜尽量垂直于夏季主导风向，主要房间应布置在夏季的迎风面。
2.建筑群布局
建筑群的布局对组织好室内通风具有重要作用，要避免某一建筑处于涡流区内。影响涡流区长度的主要因素是房屋的大小以及风向投射角。涡流区的长度随房屋的高度及宽度的增大而增大，随房屋的深度增大而减少。风向投射角是风向与房屋外墙面法线的交角。
随着风向投射角的增大，房屋背风面涡流区的长度在不断缩小，但也影响到室内风速的降低。涡流区长度缩小，能够使后面的建筑避开涡流区，有利于组织风压通风，有利于缩短建筑间距。但风向投射角太大，又会降低室内风速。所以，在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊，来决定合理的建筑间距，同时也可通过建筑群体布局方式的改变以达到缩小间距的目的。
注：H为房屋高度。本表的建筑模型为平屋顶，其高度：宽度：深度=1：8：2.
一般建筑群的平面布局有行列式、周边式及自由式三种。行列式又可分为并列式、错列式和斜列式，从通风效果来看，错列式和斜列式较并列式和周边式为好。
建筑高度对自然通风也有很大的影响，高层建筑对室内通风有利。但是高层建筑也存在把城市上空的风引向地下，产生“楼房风”的危害。在高层建筑的两侧及顶部绕流过去的风速比较大，如果高层建筑的底层为开敞式，通风效果会加强，但是在设计时如考虑不周也会使其变成高速风道。
（三）房间的开口及通风构造的设置
1.房间开口的位置及面积
必须为房间设置进风口和出风口才能组织起房间的穿堂风。开口位置和面积设置恰当，可保证室内的气流达到一定速度和流场的均匀。一般来说，进、出风口位置设在中央，气流直通，对室内气流分布较为有利。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。
进风口直对着出风口，会使气流直通，房间内其他地方很难受到气流影响，除非进风口开得很大。如果进、出风口错开互为对角，气流在室内经过的路线会长一些，影响的区域会大一些。若进、出风口相距太近会使气流偏向一侧，导致室内通风效果不佳。如果进、出风口都开在负压区墙面一侧或者整个房间只有一个开口，则室内通风状态较差。
开口的高度也直接影响到室内的通风效果。当进风口设在高处时，气流就贴着顶棚流动，吹不到人的身上。只有把进风口设在较低处，气流才能作用到人的身上。而出风口的位置会对风速产生一些影响，出风口低一些，室内的气流速度会大一些。
房间开口面积影响室内空气流场。室内的平均气流速度只取决于较小的开口尺寸。当进风口面积比出风口小时，进风口处的风速较大，但流场的分布不够均匀；而进风口比出风口大时，室内流场分布比较均匀。如果进、出风口面积相等，开口越大，流场分布的范围就较大、较均匀，通风状况也较好；开口小，虽然风速相对加大了，但流场分布的范围却缩小了。
2.与通风有关的构造措施
门窗及有关构造的设置要有利于导风、排风和调节风向、风速等。由于窗扇的开启有挡风和导风的作用，所以门窗如果装置得宜，能增加通风效果。当风向入射角较大时，如果窗扇向外开启成90o，会阻挡风吹人室内。此时，应增大开启角度，将风引入室内。中轴旋转窗扇可以任意调节开启角度，必要时还可以拿掉，导风效果好。居住建筑外窗（包括阳台门）的可开启面积不应小于所在房间地面面积的8%；或者外窗的可开启面积不应小于外窗面积的45%。
落地窗、镂空窗、折门等，用在内隔断或外廊等处都是有利于通风的构造措施。
应尽量利用楼梯间、天井等增加建筑物内部的开口面积，并充分利用这些开口组织自然通风。
（四）利用环境组织通风
1.利用绿化
绿化安排得当，可以对房屋周围的风流起到导流或阻挡的作用。由于绿化环境的降温作用，被导人室内的空气温度已经略有下降，因而更有利于防热降温。
2.利用地理环境
在山谷、海滨、湖滨地区修建房子时，应充分利用地形风（山谷风、水陆风）进行室内自然通风。 四、窗口遮阳设计
（一）遮阳的作用与效果
窗口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，防止室内气温上升，避免眩光和防止物品受到阳光照射产生变质、褪色和损坏。但遮阳也会对室内采光和自然通风造成一定的影响。遮阳对室内自然通风的影响是对进入室内的风流起导向作用，设置得当会改善室内的流场。一般情况下，遮阳板的设置会使进入室内的风流受到阻挡，降低室内风速。
遮阳设计应满足：
（1）防止直射阳光，并尽量减少散射阳光；
（2）要有利于采光、通风和防雨；不阻挡视线；
（3）与建筑协调；
（4）构造简单且经济耐久。
（二）遮阳的形式
遮阳设施可分为永久性和临时性两类。临时性设施是指在窗口设置的布帘、竹帘、软百叶、帆布篷等。永久性的遮阳设施又分为固定式和活动式的。在夏热冬冷地区，外窗宜设置活动外遮阳。在夏热冬暖地区，则以安装固定式遮阳为宜。固定式遮阳形式一般有水平式、垂直式、综合式与挡板式四种。
1.水平式遮阳
水平式遮阳能够有效地遮挡高度角较大、从窗户上方入射的阳光，适用于接近南向的窗口及北回归线以南地区的北向附近的窗口。
2.垂直式遮阳
垂直式遮阳能有效地挡住高度角较小，从窗户侧面入射的阳光，主要适用于东北、西北及北向附近的窗户。
3.综合式遮阳
综合式遮阳对遮挡高度角中等、从窗前斜入射下来的阳光比较有效，遮阳效果比较均匀，主要用于东南或西南附近的窗口。
4.挡板式遮阳
挡板式遮阳（包括花格等）是窗口前方设置的与窗面平行的挡板（或花格等）。挡板式遮阳能够有效地遮挡高度角比较低、正射窗口的阳光，主要适用于东、西向附近的窗户。
（三）遮阳构造设计
遮阳措施有如下几种：绿化遮阳、结合构件的处理实现遮阳以及专门设置的遮阳。结合建筑构件处理的手法有：加宽挑檐、设置百叶挑檐、外廊、凹廊、阳台与旋窗等。一般应充分考虑利用绿化和构件实现遮阳，这些办法都不能满足遮阳要求时，才设置专门的遮阳措施。
1.遮阳板面组合与构造
为了有利于视野、采光、通风、立面处理等因素，在满足遮挡直射阳光的前提下，可以考虑采用不同的遮阳板面组合。
为便于热空气逸散，减少对通风、采光的影响，通常将板面做成百叶形或蜂窝形，或者部分做成百叶形，或者部分做成百叶并在前面加上吸热玻璃挡板。后一种做法对隔热、通风、采光、防雨都比较有利。
2.遮阳板的安装位置
遮阳板的安装位置对房间的通风及热环境影响较大。水平遮阳板应离开墙面一定距离安装，使大部分热空气能够沿墙面排走。遮阳板的安装还应尽量减少对风的阻挡，最好还能够兼起导风板的作用。设置窗帘、软百叶等临时遮阳措施时，宜安装在室外，以减少对室内气温的影响。
3.材料与颜色
遮阳构件的材料应当坚固耐用，同时为减轻自重，宜采用轻质材料。材料外表面对太阳辐射热的吸收系数要小，而内表面的辐射系数要小。
遮阳板朝向阳光的表面应采用浅色、亮色，以减少对太阳辐射的吸收和增强对阳光的反射，而背对阳光的一面，则应采用无光泽的暗色，以免产生眩光。
4.活动遮阳
活动遮阳，过去多采用木百叶转动窗，现在多用铝合金、塑料制品、吸热玻璃等材料。活动遮阳板的调节方式可为手动或电动，还可通过电子仪器实现自动调节。
5.绿化遮阳
绿化遮阳特别适合低层建筑，可以根据窗户的朝向及太阳高度角、方位角并充分考虑通风、采光、观景等需要，安排适当的位置与树种植树，也可在窗外种植蔓藤植物。绿化不但能遮阳，还能改善室外的微气候，美化室外环境。
（四）遮阳构件计算
1.水平式遮阳
水平遮阳板挑出长度按下式计算：L—=H·ctghs·cosγs，w（1—44）
水平板两翼挑出长度D按下式计算：D=H·ctghs·sinγs，w（1—45）γs，w=As一Aw
式中H——窗台至水平板下沿高度，m；
hs——太阳高度角，度；
γs，w——太阳方位角与墙面外法线方位角之差，度；
As——太阳方位角；
Aw——墙面外法线方位角，正南方向Aw=0；由正南向西Aw>0；由正南向东Aw<0.
2.垂直式遮阳
任意朝向窗口垂直遮阳板挑出长度按下式计算：L┴=B·ctgγs，w（1—46）
式中L┴——垂直板挑出长度，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
计算任意朝向窗口综合遮阳板挑出长度时，需先计算水平板和垂直板的挑出长度，再根据两者的计算数值按构造的要求确定综合式遮阳板的挑出长度。
4.挡板式遮阳
任意朝向窗口的挡板式遮阳尺寸，可分步计算确定。首先，按构造需要确定板面到墙外表面的距离L_；再按式（1—47）确定挡板下端到窗台的高度Ho：
接着，以Ho代替H，根据式（1—45）算出挡板两翼至窗口边线的距离D；最后，用水平板的下缘到窗台的高度H减去H0即为挡板的高度。
（五）遮阳系数计算
遮阳系数是指在直射阳光照射的时间内，透进有遮阳窗口的太阳辐射量与透进没有遮阳窗口的太阳辐射量的比值。遮阳系数愈小，通过窗户进入室内的太阳辐射量就愈小，防热效果愈好。遮阳系数的大小主要取决于遮阳形式、构造处理、安装位置、材料与颜色等因素。综合遮阳系数Sw为外窗遮阳系数SC与窗口的建筑外遮阳系数SD的乘积。
1.水平遮阳板的外遮阳系数和垂直遮阳板的外遮阳系数
水平遮阳板：
夏季：SDC，H=aCPF2+bCPF+1（1—48）
冬季：SDH，H=aHPF2+bHPF+l
垂直遮阳板：
夏季：SDC.V=aCPF2十bCPF+l（1—49）
冬季：SDH.V=aHPF季外遮阳系数；
SD2+bHPF+1
式中SDC，H——水平遮阳板夏H，H——水平遮阳板冬季外遮阳系数；
SDC.V——垂直遮阳板夏季外遮阳系数；
SDH.V——垂直遮阳板冬季外遮阳系数；
aC、bC、aH、bH——系数，见《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》；
PF——遮阳板外挑系数（图1—12），为遮阳板外挑长度A与遮阳板根部到窗对边距离B之比，
2.综合遮阳
综合遮阳为水平遮阳板和垂直遮阳板组合而成的遮阳形式，其外遮阳系数值应取水平遮阳板和垂直遮阳板的外遮阳系数的乘积。
3.挡板遮阳
在典型太阳光线入射角下挡板的外遮阳系数应按下式计算：
式中η——冬季或夏季的挡板轮廓透光比，为窗洞口面积扣除挡板轮廓在窗洞口上形成的阴影面积后的剩余面积与窗洞口面积的比值；
η*——挡板构造透射比，为挡板在给定的典型太阳入射角下的太阳辐射透射比。
几种典型遮阳材料和构造的太阳辐射透射比，η*可按如下规定取值：
（1）混凝土、金属类挡板，η*=0.1；
（2）厚帆布、玻璃钢类挡板，η*=0.4；
（3）深色玻璃、卡布隆、有机玻璃类挡板，η*=0.6；
（4）浅色玻璃、卡布隆、有机玻璃类挡板，η*=0.8；
（5）金属或其他非透明材料制作的花格、百叶类构造，η*=0.15.
4.几种典型形式的建筑外遮阳系数
*位于窗口上方的上衣楼层的阳台也作为遮阳板考虑。
五、自然能源利用与防热降温
（一）太阳能降温
使用太阳能空调，或者将用于热水和采暖的太阳能集热器置于屋顶或者阳台护栏上，遮挡部分屋顶和外墙，起到间接降温的作用。
（二）夜间通风——对流降温
全天持续自然通风并不能达到降温的目的，可改用间歇通风，即白天（特别是午后）关闭门窗限制通风可以避免热空气进入，遏制室内温度上升，减少蓄热；夜间开窗，利用自然通风和小型通风扇（效果更佳），让室外相对干、冷空气穿越室内，达到散热降温的目的。
（三）地冷空调
夏季，地下温度总是低于室外气温。可在地下埋入管道，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，通过水的蒸发获得自然冷却效果。
（五）长波辐射降温
利用夜间建筑外表面通过长波辐射向天空散热的现象实现强化降温。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。
