建筑遮陽的現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)與評價進(jìn)展

劉 翼 蔣 荃

（中國建筑材料科學(xué)研究總院，中國建筑材料檢驗認(rèn)證中心有限公司，北京 100024）

1 引言

門窗等透光建筑構(gòu)件是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱工性能最薄弱的環(huán)節(jié)，通過透光建筑構(gòu)件的能耗，在整個建筑能耗中占有相當(dāng)客觀的比例，在夏季它往往成為影響建筑熱舒適的致命問題，在這種情況下，遮陽設(shè)計也就理所當(dāng)然地成為必不可少的環(huán)節(jié)。建筑遮陽的目的在于阻斷直射陽光透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，防止陽光過分照射和加熱建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，防止直射陽光造成的強烈眩光。在所有的被動式節(jié)能措施中，建筑遮陽也許是最為立竿見影的有效方法。良好的遮陽設(shè)計不僅有助于節(jié)能，符合未來發(fā)展的要求，而且遮陽構(gòu)件成為影響建筑形體和美感的關(guān)鍵要素。建筑外遮陽產(chǎn)品進(jìn)入中國已有將近10年的時間，隨著社會和政府對建筑節(jié)能，尤其是近幾年對建筑夏季隔熱的日益重視，建筑遮陽行業(yè)迎來了一個高速發(fā)展期。

2 現(xiàn)代建筑遮陽的發(fā)展

遮陽自古就有，最早對建筑遮陽問題的文字?jǐn)⑹鰜碓从诠畔ＥD時期的作家贊諾芬，他在其著作中提到關(guān)于設(shè)置柱廊以遮擋角度較高的夏季陽光而又使角度較低的冬季陽光射入室內(nèi)的問題。但那時對遮陽的理解并沒有太多節(jié)能的意識，更沒有科技、藝術(shù)和人文的概念。

現(xiàn)代建筑遮陽在歐美已有近百年的歷史。人們公認(rèn)的現(xiàn)代建筑遮陽板的發(fā)明人是建筑大師勒·柯布西耶。在1928年他首先在迦太基住宅（圖 1）設(shè)計中使用了遮陽設(shè)施。1936 年他給邁耶尼等人為里約熱內(nèi)盧國家教育與公共衛(wèi)生大樓的設(shè)計，提出采用百葉遮陽的建議。

圖1 迦太基住宅

現(xiàn)代建筑遮陽在我國還是一個嶄新的行業(yè)，從上世紀(jì)80年代末發(fā)展至今也不足20年的時間。從戶內(nèi)到戶外，從手動到電動，從裝飾到節(jié)能，中國的遮陽行業(yè)經(jīng)歷了一個巨大的發(fā)展過程。相對于歐美國家已近百年遮陽行業(yè)的發(fā)展歷史來看，我國的遮陽行業(yè)還處于一個初級發(fā)展階段。然而該行業(yè)卻面臨著大好的發(fā)展機遇，蘊含著巨大的商機。

3 我國建筑遮陽現(xiàn)狀

中國建筑材料檢驗認(rèn)證中心有限公司承擔(dān)了中國建筑材料聯(lián)合會2008年“中國終端能源效率項目——節(jié)能建材及其應(yīng)用技術(shù)的調(diào)研和推廣”課題，筆者承擔(dān)了建筑遮陽制品調(diào)研的子課題，對我國建筑遮陽現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)研。

3.1 市場現(xiàn)狀

我國建筑遮陽目前主要在一線城市應(yīng)用較多。因為這些城市諸如北京、上海等較早的實行了建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，建筑節(jié)能意識比較強。而且大量市政工程、大型標(biāo)志建筑的不斷興建，使各類新型的節(jié)能產(chǎn)品能在第一時間。被迅速推廣運用，這促使建筑遮陽市場能夠快速的成長起來。而二線城市的遮陽市場還處于培育期，市場定位較低，以窗飾為主。值得一提的是，江蘇省在2009年開始強制性推廣建筑外遮陽，無論是對建筑節(jié)能還是遮陽行業(yè)，都具有重要的意義，尤其是江蘇省的建筑遮陽企業(yè)更得到了迅速的發(fā)展。

據(jù)統(tǒng)計，在我國具有一定規(guī)模的企業(yè)當(dāng)中，上游原材料供應(yīng)商大約有300多家，總產(chǎn)值大約30億元；中游的成品制造商大約有450多家，總產(chǎn)值大約45億元；下游的分銷企業(yè)絕大部分是布藝銷售商，以民用建筑為主要目標(biāo)市場，數(shù)量眾多，但經(jīng)營者將遮陽制品定位為窗簾布藝，視遮陽窗飾產(chǎn)品為其業(yè)務(wù)補充，因此，對于窗飾遮陽產(chǎn)品的投入十分有限，產(chǎn)品、服務(wù)技能、專業(yè)銷售水平不高。

中國的遮陽產(chǎn)品市場還沒有進(jìn)入一個成熟時期。存在著一系列問題，主要有以下幾點：

建筑遮陽的政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系不健全。

建筑遮陽推廣力、宣傳力度不夠，專業(yè)設(shè)計人員對建筑遮陽的認(rèn)知程度也因此不夠。

遮陽節(jié)能與經(jīng)濟(jì)評價體系與軟件還不成熟，使用方無法評估資金投入后，因建筑遮陽能帶來的回收效益。

國內(nèi)建筑遮陽的技術(shù)和產(chǎn)品選擇性不足。針對中國人的文化生活習(xí)慣和建筑標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品極少。

目前，中國對遮陽產(chǎn)品節(jié)能的功能性要求需求非常突出，同時消費水平相對較低。所以，研發(fā)出適合中國市場的新產(chǎn)品以及補充國外其他產(chǎn)品是當(dāng)前中國遮陽產(chǎn)品發(fā)展的一個方向。中國遮陽產(chǎn)品市場需要的是那些低能耗、節(jié)能效果好、成本低的遮陽產(chǎn)品。

3.2 生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀

就建筑遮陽產(chǎn)品來說，從原料到產(chǎn)品包括了面料、電機、鋁材、成品組裝等生產(chǎn)企業(yè)，下面逐一進(jìn)行分析。

3.2.1 鋁材類

目前具有一定規(guī)模的遮陽企業(yè)大多都采用歐洲進(jìn)口的鋁材半成品，如百葉簾片、硬卷簾簾片等，這主要是由于目前國內(nèi)遮陽行業(yè)才剛剛起步，還未引起國內(nèi)鋁材行業(yè)的足夠重視，沒有提供相應(yīng)的半成品供遮陽企業(yè)選擇。其實國內(nèi)鋁材行業(yè)的技術(shù)實力完全可以滿足遮陽企業(yè)的要求，相信在不久的將來，隨著遮陽行業(yè)的發(fā)展，國產(chǎn)將逐漸替代進(jìn)口，可以在較大程度上降低建筑遮陽產(chǎn)品的成本。

3.2.2 面料

國外企業(yè)面料多樣，選擇性高，涵蓋了膜質(zhì)、玻纖、高耐候聚酯、納米等，并提出了“陽光面料”的概念，基本占領(lǐng)了高端市場。而國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品較為單一，主要以玻纖及布質(zhì)為主，主要占領(lǐng)中低檔市場。當(dāng)然，經(jīng)過近幾年的努力，國內(nèi)企業(yè)在各方面都有了較大提升。

3.2.3 電機類

目前歐盟區(qū)域建筑遮陽用管狀電機整個行業(yè)都面臨壓力，與中國企業(yè)進(jìn)行技術(shù)合作、合資生產(chǎn)的可能性在增加。但就歐盟國家電機制造業(yè)總體上而言，其高技術(shù)含量電機的市場地位仍比較穩(wěn)固。目前中國國內(nèi)的企業(yè)較難滲透這一領(lǐng)域。所以國內(nèi)企業(yè)急需海外合作的窗口。從技術(shù)角度，國內(nèi)企業(yè)與海外企業(yè)仍有不小的差距，諸如設(shè)計理念、電氣性能、生產(chǎn)設(shè)備、自動化程度及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等。

3.2.4 成品組裝類

外企遮陽企業(yè)產(chǎn)品的，其各種配件大多以進(jìn)口為主，在國內(nèi)只完成組裝的任務(wù)。國內(nèi)部分做高端遮陽產(chǎn)品的企業(yè)雖然同樣使用進(jìn)口原材料與配件，但在設(shè)計理念、人性化設(shè)計、組裝精度、質(zhì)量控制等與國外企業(yè)還有一定的差距。

3.3 工程設(shè)計現(xiàn)狀

我國遮陽行業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比，最突出的差距在于遮陽工程的設(shè)計。不少建筑設(shè)計單位沒有將遮陽工程設(shè)計納入建筑設(shè)計的范疇，而是完成建筑設(shè)計后再將內(nèi)遮陽產(chǎn)品作為補充。而發(fā)達(dá)國家在建筑設(shè)計過程中將外遮陽設(shè)計與建筑立面融為一體，十分重視整體規(guī)劃，具有整體美感。

在國內(nèi)主要的建筑設(shè)計科研單位，缺少專門針對建筑遮陽方面的研究設(shè)計人才，大多數(shù)設(shè)計師將遮陽僅僅當(dāng)作一種建筑裝飾的附加配套設(shè)施，目的是為了標(biāo)榜該建筑的造價及檔次，過于注重表現(xiàn)遮陽的符號性，而忽略了節(jié)能的重要含義?；蛘咴谠O(shè)計中，過于片面強度建筑物的立面效果，而忽略了基本的建筑日照設(shè)計與節(jié)能設(shè)計，雖然設(shè)計了外遮陽設(shè)施，但遮陽的節(jié)能效果并沒有得到很好的體現(xiàn)。

北京西環(huán)廣場為一典型的案例，該建筑大面積使用了玻璃幕墻，南側(cè)和弧形屋頂采用白色鋁合金型材組成的外遮陽系統(tǒng)。但在中低緯度地區(qū)，建筑立面遮陽首當(dāng)其沖的應(yīng)該是西面。據(jù)在這里上班的幾位員工反映，陽光的照射常常影響到他們的正常工作，辦公室里的窗簾從早到晚都被用來遮擋陽光。正對西邊的公司更是深受其害，強烈的陽光即使拉下窗簾也起不了太大的作用，他們不得不用易拉寶或橫幅等所用能想到的東西去遮擋陽光（見圖2）。更為嚴(yán)重的是，即使空調(diào)滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，西側(cè)的辦公室夏季仍然炎熱，熱舒適度很差。

4 建筑遮陽產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與評價進(jìn)展

4.1 遮陽標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

在歐美日等發(fā)達(dá)國家，都有建筑遮陽標(biāo)準(zhǔn)體系，其中以歐盟的遮陽標(biāo)準(zhǔn)體系最為完備。與此同時，自2006年4月1日，歐盟對所有的建筑外遮陽產(chǎn)品實施CE強制性認(rèn)證，要求進(jìn)行抗風(fēng)壓測試，并要求生產(chǎn)廠家提供產(chǎn)品的抗風(fēng)壓等級。目前，對建筑遮陽產(chǎn)品的節(jié)能性能要求還未納入認(rèn)證檢測項目，預(yù)計未來幾年內(nèi)將被列入CE強制性認(rèn)證。

圖2 北京西環(huán)廣場

由于長期以來國內(nèi)大部分學(xué)者和專家更側(cè)重于研究建筑遮陽的熱工性能，缺少對遮陽產(chǎn)品的遮陽性能以及構(gòu)件材料的固有性能、安全性能和壽命周期的檢測技術(shù)和方法的研究，致使相應(yīng)的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)幾乎空白，這成為限制我國建筑遮陽行業(yè)發(fā)展的瓶頸。為貫徹國家節(jié)能降耗要求，促進(jìn)我國遮陽技術(shù)發(fā)展、規(guī)范我國建筑遮陽的市場，住建部自2006年至今共下達(dá)了23項遮陽標(biāo)準(zhǔn)編制計劃（具體見表1），其中19項已完成審查， 9項已實施。

表1 我國建筑遮陽標(biāo)準(zhǔn)體系

4.2 建筑遮陽產(chǎn)品評價技術(shù)發(fā)展

在建筑遮陽廣泛應(yīng)用的歐洲，有完善的建筑遮陽實驗室。而國內(nèi)此前幾乎為空白。對建筑遮陽產(chǎn)品的評價主要有兩個方面，即常規(guī)機械性能和熱工光學(xué)性能。

4.2.1 遮陽產(chǎn)品機械性能評價

遮陽產(chǎn)品機械性能主要項目為抗風(fēng)性能、機械耐久性、操作力、誤操作和耐積水荷載。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試方法，中國建筑材料檢驗認(rèn)證中心開發(fā)了遮陽產(chǎn)品操作力、機械耐久性、抗風(fēng)性、耐積水荷載等測試設(shè)備（見圖3）。

圖3 所研發(fā)遮陽產(chǎn)品檢測設(shè)備

所研發(fā)的操作力與機械耐久性測試設(shè)備可對直線拉動式、曲柄或操作棒轉(zhuǎn)動式、拉珠式、電控式等各類操作方式的產(chǎn)品進(jìn)行檢測；抗風(fēng)測試設(shè)備可以對百葉簾、曲臂遮陽篷、軟卷簾、天篷簾等建筑遮陽產(chǎn)品進(jìn)行檢測，耐積水荷載測試設(shè)備可對曲臂遮陽篷進(jìn)行檢測。上述檢測設(shè)備基本囊括了我國市面上主要遮陽產(chǎn)品類型，并且都具有自動加載、計時、報警、數(shù)據(jù)采集和計算等功能，實現(xiàn)了自動化控制。

5 建筑遮陽產(chǎn)品與設(shè)計新趨勢

未來的建筑遮陽產(chǎn)品與設(shè)計應(yīng)充分體現(xiàn)了新材料、高技術(shù)的利用，充分挖掘多功能、可調(diào)控的遮陽構(gòu)件，并與清潔能源、地域文化等相結(jié)合。即便是對于木材和織物等傳統(tǒng)材料，也應(yīng)尋求通過新的工藝和造型產(chǎn)生相當(dāng)程度的美感。今天，建筑遮陽構(gòu)件的動人魅力是是與其輕盈、精致、細(xì)膩的細(xì)部節(jié)點密不可分的，無論何種材料和構(gòu)造組合成的遮陽構(gòu)件單元，都一方面具有完善的遮陽功能，另一方面具有令人賞心悅目的心理功效，融入了眾多相對獨立而又彼此相關(guān)的細(xì)部。對于金屬遮陽構(gòu)件來說，節(jié)點設(shè)計往往力求交接的精細(xì)，比例優(yōu)美，充分表現(xiàn)金屬的細(xì)膩、光潔的質(zhì)感，使之無論從整體還是從局部都能給人以美的享受，體會到人的尺度和視角。人性化的遮陽構(gòu)件透過細(xì)部設(shè)計充分展現(xiàn)材料特征，展現(xiàn)材料美、技術(shù)美，改變了人們對于“工業(yè)時代”機械美學(xué)冷冰冰、缺乏人性化尺度的看法。

5.1 遮陽與太陽能相結(jié)合

與太陽能光電和光熱轉(zhuǎn)換板結(jié)合的遮陽板是一種多功能的遮陽構(gòu)件，它不僅避免了遮陽構(gòu)件自身可能存在的吸熱導(dǎo)致升溫和熱傳遞問題，而且巧妙地將吸收的能量轉(zhuǎn)換成對建筑有用的資源加以利用，這也是建筑構(gòu)件復(fù)合多功能發(fā)展的方向。德國弗萊堡沃邦生態(tài)村的屋頂和弗萊堡太陽能電池廠中庭側(cè)面，都布滿了太陽能板，既接受太陽光轉(zhuǎn)換成電力，又能夠遮陽。弗萊堡的旋轉(zhuǎn)別墅（圖4）還將光電與光熱轉(zhuǎn)換綜合起來加以運用。冬天會把正面轉(zhuǎn)向太陽，夏天則把有隔熱設(shè)計的另一面轉(zhuǎn)過來。

圖4 弗萊堡旋轉(zhuǎn)別墅

5.2 遮陽與通風(fēng)相結(jié)合

在高層建筑中自然通風(fēng)始終存在問題。雙層玻璃幕墻綜合解決了遮陽和通風(fēng)問題，使之成為現(xiàn)代建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一個亮點。今天，雙層幕墻在技術(shù)方面更趨成熟完善，特別在改善和提高玻璃幕墻的隔熱性能及節(jié)省能源消耗等方面具有很大突破。

圖5 德國國會大廈

德國國會大廈（圖5）的穹頂將頂部遮陽與自然通風(fēng)完美結(jié)合，使得柔和的漫反射光線可以一直延伸到最底層的議會大廳，議會大廳內(nèi)的熱空氣則可以通過反光板圍和成的倒錐體排出，可謂一舉兩得。

5.3 遮陽與采光一體化控制

由于一年中的不同季節(jié)，一日中的不同時間，以及天空中的云量的瞬息變化，針對不同狀況調(diào)整遮陽構(gòu)件的遮陽效果是必不可少的。根據(jù)陽光的強弱程度，自行調(diào)節(jié)遮陽設(shè)施的角度，夏季可以將陽光反射回室外，冬季將陽光反射至室內(nèi)，從而可以有效地調(diào)節(jié)和控制室內(nèi)光線和減少吸熱量，以適應(yīng)不同季節(jié)的天氣。建筑師努力將現(xiàn)代自動控制技術(shù)用于建筑遮陽設(shè)計，在滿足功能需要的同時，更是營造出一種美妙的光影效果和氣氛，并且根據(jù)實際天氣情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到遮陽節(jié)能與采光節(jié)能的最優(yōu)化。

5.4 遮陽與地域文化相結(jié)合

建筑遮陽設(shè)計與地域文化相結(jié)合，體現(xiàn)了藝術(shù)性與人性化的結(jié)合，往往能夠獲得極具震撼力的藝術(shù)效果，通過獨具匠心的遮陽設(shè)計而成為當(dāng)?shù)亟ㄖ慕茏?。最讓人難以置信的例子，莫過于阿拉伯世界研究中心（圖6）像光圈一樣調(diào)節(jié)的采光遮陽窗，它使用了最前衛(wèi)的技術(shù)和構(gòu)造技巧，主立面用框架和濾光器的手法處理采光，并覆蓋隔柵，可以根據(jù)陽光作出精確調(diào)節(jié)，達(dá)到采光和遮陽的目的。在每一個單元格上，控制調(diào)節(jié)的電子線路板清晰可見，其遮陽板充分體現(xiàn)出藝術(shù)與技術(shù)的完美結(jié)合。它應(yīng)用易變控光裝置，的現(xiàn)代形式反映了阿拉伯建筑的傳統(tǒng)幾何原型。極富現(xiàn)代感的金屬材質(zhì)，纖細(xì)、精巧的金屬節(jié)點，一種使用反射、折射和逆光效果的敏銳裝置創(chuàng)造采光和遮陽的奇跡，成為阿拉伯世界研究中心最富感染力的標(biāo)志。

圖6 阿拉伯世界研究中心

6 結(jié)語

建筑遮陽是中低緯度地區(qū)建筑節(jié)能的關(guān)鍵措施，住建部及地方建設(shè)主管部門對此都高度重視，一系列推廣政策相繼出臺。整個行業(yè)應(yīng)抓住這次機遇，在發(fā)展中提升技術(shù)水平與核心競爭力，與國際接軌。隨著建筑遮陽標(biāo)準(zhǔn)體系的逐步完善，我國建筑遮陽行業(yè)必將迎來一個蓬勃發(fā)展的新時期，為我國建筑節(jié)能事業(yè)做出貢獻(xiàn)。