遮陽構(gòu)件與建筑立面一體化設(shè)計(jì)

馮凌英

遮陽構(gòu)件與建筑立面一體化設(shè)計(jì)

馮凌英

20世紀(jì)后半葉，在歷經(jīng)數(shù)次國際性的能源危機(jī)以后，人們逐步意識到常規(guī)能源的不可再生性，以及大量使用常規(guī)能源對全球生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響，并開始積極開展節(jié)能工作。

我國目前處于建設(shè)鼎盛期，所建房屋大多屬于高耗能建筑，總量龐大，潛伏著巨大的能源危機(jī)。建筑能耗占我國社會總能耗的27.6%，這個比例還在持續(xù)增長。

近年來，國家大力推廣建筑節(jié)能技術(shù)，并取得了一定的成效。建筑節(jié)能包括兩個層面的內(nèi)容，一是減少常規(guī)能源消耗，另一則是科學(xué)用能，減少對能源的消耗，提高能源利用率。

一些建筑的輔助性構(gòu)件，如遮陽構(gòu)件、通風(fēng)調(diào)節(jié)構(gòu)件等的應(yīng)用，對于減少建筑能耗同樣有顯著的效果，也逐步受到重視。它們所具有的靈活性，使得人們可以輕松地對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到降低建筑能耗并調(diào)節(jié)室內(nèi)舒適度的目的；而它們的造型、節(jié)點(diǎn)、材料、組織方式具有很強(qiáng)的可塑性，成為表達(dá)建筑技術(shù)和建筑地域性的直觀方式。對于建筑師而言，研究這些構(gòu)件及其在建筑中的應(yīng)用，與建筑立面進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)建筑功能、技術(shù)和美學(xué)的統(tǒng)一，是值得不斷探索思考的課題。

一 、遮陽構(gòu)件的概念

1．遮陽的作用和影響

建筑遮陽構(gòu)件的意義，主要是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)，防止眩光，并減少傳入室內(nèi)的太陽輻射熱量，以消除或緩解室內(nèi)高溫，降低空調(diào)的用電量。因此針對不同朝向在領(lǐng)域設(shè)計(jì)中采取適宜合理的遮陽措施是改善室內(nèi)環(huán)境、降低空調(diào)能耗、提高節(jié)能效果的有效途徑。

良好的建筑遮陽設(shè)計(jì)不僅有助于節(jié)能，符合未來的發(fā)展需要，而且遮陽構(gòu)件成為影響建筑形體和美感的關(guān)鍵要素，增加了建筑的藝術(shù)感染力。

2．遮陽構(gòu)件的種類

采光口的外遮陽板作為立面造型的重要元素，應(yīng)輕巧、美觀、經(jīng)濟(jì)、耐久。一般外遮陽板可分為四種 ：水平遮陽、垂直遮陽、綜合遮陽和擋板式遮陽,每種遮陽都有固定和可控之分。

a)水平遮陽。用于遮擋正午時太陽高度角較大的陽光，一般用于南向窗口。在低緯度地區(qū)或夏季，由于太陽高度角很大，建筑的陰影很短，水平遮陽就足以達(dá)到很好的遮陽效果。目前水平遮陽的使用最為廣泛，常為固定式，做法有實(shí)心板、柵形板、百頁板，形式有單層、多層，遮陽板伸出的比例由當(dāng)?shù)氐膶?shí)際遮陽角度確定。材料以前多為鋼筋混凝土、石棉瓦等圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，現(xiàn)階段以輕質(zhì)鋁合金等金屬遮陽板為主，兼顧通風(fēng)及外墻散熱。

b)垂直遮陽。用于遮擋上午或下午太陽高度角較低時的陽光，一般用于東西

向。從上到下貫穿整個高度的垂直遮陽構(gòu)件，不僅能夠有效遮擋陽光，而且由于傾斜角度逐漸加大，給人一種韻律感。固定的垂直遮陽構(gòu)造上常用鋼筋混凝土預(yù)制或現(xiàn)澆，可控式的垂直遮陽可用木百頁、吸熱玻璃、石棉水泥板、鋼絲網(wǎng)水泥板或金屬板制作，常用撐擋、齒輪傳動或插銷定位調(diào)整遮陽角度。

c)綜合遮陽，也叫格柵式遮陽。兼有水平遮陽和垂直遮陽的優(yōu)點(diǎn)，對于各種朝向和高度角的陽光都比較有效。適用于遮擋從窗側(cè)立面斜射下來的陽光，如東南和西南方向的窗口。主要包括格式、百頁式和板式綜合遮陽。

d)擋板式遮陽。適用于遮擋太陽高度角較低，正射窗口的陽光。主要用于東、西向窗口。平面板式和簾式遮陽能夠最有效地遮擋整個窗戶部分的陽光，為了兼顧采光和通風(fēng)，這種遮陽板往往需要移動和開啟，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。對此，不同建筑師往往有不同的處理手法，常用的有花格式、百頁式和板式綜合遮陽。

近年出現(xiàn)了一種新的遮陽構(gòu)件，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。在今后會有更多的推廣。

二、遮陽構(gòu)件的運(yùn)用現(xiàn)狀

國外在歐美太陽輻射強(qiáng)烈的地區(qū)，建筑師已經(jīng)把外遮陽系統(tǒng)作為一種活躍的建筑語素和不可或缺的裝飾手段加以組運(yùn)用，以求在立面造型上有所突破。

國內(nèi)目前在遮陽構(gòu)件運(yùn)用時存在一些問題：有些建筑設(shè)計(jì)師對外遮陽設(shè)計(jì)只是簡單的模仿，而不了解其原理及適應(yīng)范圍，缺少創(chuàng)新的遮陽手段；其次在建筑設(shè)計(jì)中方案設(shè)計(jì)時不考慮遮陽，甚至有些人把建筑外立面設(shè)計(jì)與遮陽構(gòu)件設(shè)計(jì)對立起來，認(rèn)為可不遮陽且不違規(guī)；第三在構(gòu)造做法中也無材料或配件的品種、主要性能指標(biāo)及安裝節(jié)點(diǎn)等設(shè)計(jì)。說明目前有部分建筑師對在遮陽設(shè)計(jì)尚未引起足夠的重視。

三、遮陽構(gòu)件與建筑立面一體化設(shè)計(jì)

因此我們必須認(rèn)識建筑外遮陽在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要性，樹立建筑外遮陽與建筑一體化設(shè)計(jì)的理念。建筑師應(yīng)加強(qiáng)遮陽技術(shù)研究，在建筑設(shè)計(jì)階段將遮陽的理念和產(chǎn)品應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中去。根據(jù)物理功能和建筑造型的要求，按照適用性、整體性的原則，針對不同類型的建筑，從藝術(shù)手法對遮陽構(gòu)件與建筑立面進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。

1．不同類型建筑的遮陽設(shè)計(jì)

不同類型的建筑產(chǎn)生不同的使用者、立面特征、高度以及經(jīng)濟(jì)性等因素，制約著遮陽構(gòu)件的使用。

多層建筑如住宅等以單元為主要使用單位的建筑，遮陽構(gòu)件最好采用獨(dú)立的、簡易的、便于各單元獨(dú)立操縱的系統(tǒng)，可以讓住戶根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)控。在以夏季防熱為主的地區(qū)，可以采用的室外可控構(gòu)件如具有良好耐候性的百頁、卷簾、可以折疊的垂直遮陽板等。

高層建筑遮陽構(gòu)件的設(shè)計(jì)，應(yīng)該考慮風(fēng)力過大這一不安全因素，超過50米的建筑高度不宜設(shè)置懸臂類的外置構(gòu)件。如果要設(shè)室外構(gòu)件的話，應(yīng)該以安全的輕質(zhì)構(gòu)件為主，例如穿孔的金屬擋板、輕質(zhì)固定百頁等，并且應(yīng)該有很好的抗風(fēng)性。

大量運(yùn)用玻璃幕墻的公共建筑，其遮陽構(gòu)件的選用要注意能反映出幕墻的輕巧和完整性的特點(diǎn)?？梢允褂么竺娣e的金屬百葉、網(wǎng)狀金屬板等做整體遮陽，形成完整而統(tǒng)一的立面。

2．遮陽構(gòu)件運(yùn)用的藝術(shù)手法

對不同類型遮陽構(gòu)件的設(shè)計(jì)運(yùn)用，使用了不同的手法，也相應(yīng)產(chǎn)生了不同的藝術(shù)美。

1.韻律美和尺度感

把連續(xù)的窗洞與外遮陽構(gòu)件作為建筑的基本構(gòu)圖要素，運(yùn)用這些“線條”（如圖2）造型打破立面上一成不變的“面”元素，通過間隔、比例來規(guī)范建筑的尺度，使建筑立面的整體統(tǒng)一性表現(xiàn)得一覽無遺，體現(xiàn)建筑自身的韻律，也真實(shí)地反映了建筑的尺度。這種表現(xiàn)方式最為常見和實(shí)用。

2.光影效果與層次感

設(shè)計(jì)中建筑借助遮陽系統(tǒng)作為重要的光影造型元素，在光影中，不僅豐富了建筑立面層次和空間領(lǐng)域感，而且強(qiáng)化了建筑的個性。建筑若僅局部采用玻璃墻面，則在實(shí)墻的不同部位可考慮采用格柵式遮陽手法，使整齊劃一的格構(gòu)式立面分割在光影作用下，顯示出秩序性和穩(wěn)定感，也使建筑在陽光下更加生動有趣，相當(dāng)于建筑立面多了—個層次。

3.虛實(shí)對比與凹凸變化

豎向與橫向結(jié)合的綜合式遮陽板既提高了遮陽效果，又可作為立面從實(shí)到虛的過渡部分，強(qiáng)烈的虛實(shí)對比使建筑的個性十足，充分展示出的結(jié)構(gòu)美，讓建筑更加栩栩如生。（如圖5）橫向和豎向外遮陽板的結(jié)合，在沒有減少建筑面積的情況下，增加了立面的凹凸虛實(shí)變化，并結(jié)合色彩的運(yùn)用，形成了豐富的藝術(shù)效果。

建筑遮陽是一項(xiàng)傳統(tǒng)的形式和構(gòu)配件，具備一定的實(shí)用性。遮陽構(gòu)件運(yùn)用的成功應(yīng)是建筑設(shè)計(jì)的構(gòu)思源泉之一。但我們不能盲目模仿、引進(jìn)其他建筑案例中成功的遮陽概念和構(gòu)配件，而應(yīng)該根據(jù)具體情況，區(qū)別對待。

遮陽構(gòu)件與建筑立面的一體化設(shè)計(jì)，必須從整體設(shè)計(jì)的高度入手，把遮陽構(gòu)件作為建筑這個系統(tǒng)中的一個要素，尊重各地區(qū)氣候條件和建筑項(xiàng)目的特殊性，從整體性和適宜性兩個方面來把握，結(jié)合建筑立面一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)建筑技術(shù)、功能、美學(xué)的統(tǒng)一。（本文作者單位系浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑系）