高校建筑占整个教育事业类公共建筑85%以上,其人均能耗是全国居民人均能耗的4倍。高校中教学建筑由于现存量大、使用周期长、人员密度高等特点,研究教学建筑对提高高校节能水平具有重要意义。适宜的外遮阳设计可以在调节室内采光效果的同时降低建筑全年累计冷热负荷。调研发现武汉地区高校教学建筑主要采用空调设备调节室内热环境,忽视了外遮阳技术的应用。因此,本文旨在利用建筑模拟软件Ecotect和DesignBuilder进行不同外遮阳形式下的高校教学建筑室内采光与冷热负荷数值模拟,提出武汉地区教学建筑外遮阳优化设计策略。本文共分为6个部分:第一章介绍了课题的研究背景、分析了国内外研究现状等。第二章阐述了遮阳相关理论,影响建筑外遮阳效果的因素,外遮阳对节能和室内环境的影响以及外遮阳对建筑立面的塑造。第三章对武汉地区15个校区共70栋既有高校教学建筑进行实地调研,了解外遮阳在武汉高校教学建筑中的使用现状,发现外遮阳存在构件缺失、形式单一、尺寸不合理等问题。根据实地调查统计,确立典型教室模型,为下一步的模拟优化提供基础。第四章详述了典型教室参数设置和建模过程,阐述优化设计流程,确立综合评价指标。第五章使用建筑模拟软件Ecotect和DesignBuilder进行典型教室建模和模拟,共设置了166个工况,通过对比各工况下室内平均采光系数、平均照度、照度均匀度、冷热负荷的变化趋势,研究外遮阳活动方式、遮阳板层数、倾斜角度、挑出长度以及不同外窗尺寸下外遮阳对室内采光和冷热负荷的影响。结果表明:(1)在满窗遮阳的情况下,典型教室水平板层数越多,室内平均采光系数、平均照度越高,采用4层水平板形式时室内全年累计冷热负荷最低;(2)随着遮阳板倾斜角度的增加,各遮阳形式室内平均采光系数、平均照度大致呈线性降低趋势,变化速率相近,当倾斜角度大于50°时变化速率明显增加。倾斜角度大于60°时,室内平均照度小于国家标准值450Lux;(3)在满窗遮阳的条件下,进一步增加遮阳板挑出长度,室内天然采光效果和全年累计冷热负荷下降。当选用倾斜角度为40°的遮阳形式时,挑出长度的增加对室内采光效果和冷热负荷的影响最小。相比小倾斜角度的遮阳形式,采用大倾斜角度时可以在较小的挑出长度下达到相同平均照度,并减少全年累计冷热负荷;(4)相同窗墙比与满窗遮阳形式下,窗户宽高比在1.5~1.6之间时,室内平均采光系数和平均照度增长速率较大,宽高比在1.6~2.0之间时,增长速率变缓。在窗口面积不变的情况下,改变窗户宽高比对室内冷热负荷几乎无影响;(5)相同窗户宽高比与满窗遮阳形式下,窗墙比在0.48~0.58之间时,室内平均采光系数、平均照度、全年累计冷热负荷大致呈线性增加趋势,且采光效果的平均增加率大于全年累计冷热负荷的平均增加率。最后综合模拟结果提出了外遮阳优化设计策略,并利用该策略对一栋武汉地区既有高校建筑的南向窗口进行外遮阳优化设计,使其第1~3层、第4层和第5层教室在尽可能不影响室内采光效果的同时,与原遮阳形式相比全年累计冷热负荷分别降低6.76%、2.44%和2.19%,验证了优化设计策略的有效性。第六章总结了研究结论与发现,并做出展望。