基于遮陽形式的建筑立面設計*

黃海靜?劉雁飛?HUANG Haijing, LIU Yanfei

基于遮陽形式的建筑立面設計*

黃海靜?劉雁飛?HUANG Haijing, LIU Yanfei

建筑節(jié)能和遮陽美學的發(fā)展對建筑遮陽提出了更高的要求，建筑遮陽不僅是一種有效的建筑節(jié)能手段，也是一種新的建筑造型手法和設計思路。在我國，不少遮陽設計未能與立面設計有機結合，實現(xiàn)其功能合理、形式新穎的設計目的，反而成為立面設計中的負擔。本文從遮陽形式入手，通過研究其建筑立面表現(xiàn)手法和建筑立面形態(tài)塑造，進而探討建筑遮陽與立面設計的有機結合。

建筑遮陽；遮陽形式；表現(xiàn)手法；形態(tài)塑造

0 引 言

當前，我國建筑能耗占全國總能耗的27.5%以上[1]，隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善，這一比值將進一步提高，建筑已成為我國節(jié)能的重地。建筑遮陽作為一種有效地建筑節(jié)能手段，長期以來都是建筑師關注的重點，而近年來隨著“遮陽美學（Shady Aesthetics）”①的興起，人們意識到，優(yōu)秀的建筑遮陽設計不單單能夠取得降低建筑的節(jié)能成效，還能夠為建筑立面帶來更加有創(chuàng)意和豐富的藝術特效[2]，因此，對遮陽設計提出了更高的要求。

近年來，國內外學者關于遮陽與建筑形式結合的研究成果頗豐，國外主要集中在氣候與建筑關系及建筑表皮技術的研究，并由此出現(xiàn)了以“低技術”②和“高技術”③遮陽形式為特征的實踐探索[3]；國內則側重于基本遮陽形式及其藝術表現(xiàn)手法的研究，如岳鵬在《建筑遮陽技術手冊》中關于遮陽與立面造型的研究。本文著重以遮陽形式特點為主，研究其對建筑立面形態(tài)的塑造，以期對遮陽與建筑形式相結合進一步研究，并為建筑設計提供參考。

1 基于遮陽形式的建筑立面設計現(xiàn)狀

建筑外立面指建筑與外部空間直接接觸的界面及其展現(xiàn)出來的形象和構成方式，是建筑內外空間界面處的構件及其組合方式的統(tǒng)稱[4]。建筑遮陽作為建筑立面體系不可分離的一部分，其多樣的遮陽形式對建筑立面的藝術效果也產生一定影響。

當前我國建筑立面遮陽設計出現(xiàn)以下典型幾類問題（圖1）：（1）缺乏遮陽考慮，事后設計。一些建筑遮陽往往是業(yè)主在建筑落成后根據自己的喜好和財力附加在建筑上，不僅對原建筑立面造型造成破壞，甚至因連接不穩(wěn)而產生安全隱患[5]；（2）遮陽材料與形式單一，藝術效果差。一些建筑遮陽僅停留在最基本的遮陽形式和遮陽材料上，多樣化與創(chuàng)新程度不夠[6]，建筑節(jié)能效果與立面藝術效果較差。（3）片面追求遮陽形式，缺乏合理性。一些建筑遮陽過于追求形式及符號性，未考慮與周邊環(huán)境協(xié)調、功能的合理性等，遮陽形式與建筑風格不符，遮陽實際效果不佳。

圖1 3類立面遮陽設計存在的問題Fig.1 shading facade design problems of three kinds

在建筑設計中，將遮陽作為立面的有機組成部分，進行統(tǒng)一設計，使其達到功能合理、形式新穎是我們所面臨的問題，而對于遮陽的立面表現(xiàn)手法和立面形態(tài)塑造的研究，將有利于我們解決這一問題。

2 基于遮陽形式的建筑立面表現(xiàn)手法

建筑遮陽造型設計應在滿足遮陽降溫功能的前提下，考慮其造型功能的作用，其表現(xiàn)手法主要有以下幾個方面。

2.1 局部與整體

建筑遮陽構件在立面設計中的造型可分為三種，點式、線式與面式[7]（圖2）。點式遮陽是以點對點的形式，分別使用遮陽構件對每個窗口進行遮陽保護，排列整齊的點形成規(guī)則感，分散的點形成自由感；線式遮陽主要與條形窗、水平連續(xù)窗相對應，運用條形遮陽構件對其進行遮陽保護，將條形遮陽構件作為建筑立面的基本構圖元素，強調了建筑的連續(xù)性；面式遮陽通過點式或線式百葉的連接組合，形成大面積的密集遮陽構件，在建筑立面的表現(xiàn)中往往會取代建筑原有表皮，產生以遮陽構件為視覺中心的立面效果，面式遮陽構件與墻面形成一個整體的、有表現(xiàn)力和感染力的建筑立面。

2.2 節(jié)奏與韻律

在建筑立面造型中，通過遮陽構件有組織的變化、有規(guī)律的重復，形成節(jié)奏感，可以取得多樣統(tǒng)一的效果，呈現(xiàn)出漸變的韻律美。常用的韻律手法有交錯韻律、漸變韻律、連續(xù)韻律和起伏韻律等（圖3）。建筑遮陽構件通過色彩、材質、構圖規(guī)律等形成的節(jié)奏感，在視覺上產生了物象的內聚擴散、移動誘導和強化反復等韻律，使建筑產生動中有靜、靜中有動的節(jié)奏韻律感，成為視覺環(huán)境中最易被感知的物象[8]。

2.3 虛實與凹凸

圖2 3種遮陽布局Fig.2 three kinds of shade layout

利用遮陽構件的虛實造成視覺上的對比，形成視覺上的張力，給人以生動、強烈的印象?！疤摗笔侵刚陉枠嫾行纬傻奶摽詹糠帜芙o人以空透、開敞、輕盈的感覺；“實”是指立面實體部分能給人以不同程度的封閉、厚重、堅實的感覺[9]。立面的凹凸關系是形成虛實對比的主要處理手法，通過對遮陽構件凹凸部分的處理，可以豐富輪廓、加強光影變化、組織節(jié)奏韻律、突出重點，通過墻面開窗、凹陷等手法，同樣可以取得豐富的藝術效果（圖4）。

圖3 遮陽的節(jié)奏與韻律Fig.3 rhythm and rhyme of shading

2.4 層次與光影

有意識地利用遮陽構件創(chuàng)造豐富的層次感，是現(xiàn)代建筑造型設計中常用的手法。遮陽與建筑主體保持一定距離，富于秩序感的遮陽構件在陽光下呈現(xiàn)韻律般的光影關系，使建筑造型更加豐富、生動有趣而充滿變幻，另外，運用出挑框架式遮陽構件在豐富建筑表皮層次的同時加強了建筑光影變化（圖5）。

2.5 色彩與材質

在各種視覺要素中，色彩是最敏感、最富表情的，可以附加大量的信息使建筑視覺造型的表達具有廣泛的可能性和靈活性。色彩構圖應有利于實現(xiàn)建筑造型總的調子和氣氛，彌補基調的某些不足[10]。合理地利用彩色遮陽板通過顏色的對比可更好地烘托出建筑的特點，色彩鮮明的遮陽設施具有動態(tài)的信息，豐富人們對色彩的感知。

遮陽設計中質感的處理也十分重要。不同材質的遮陽構件能使人產生不同的心理感受，粗糙的混凝土和石材顯得厚重堅實，樸實無華的竹片、木材使人感到自然親切，平整光滑的金屬材料則讓人感到輕巧細膩。材料的質感由于觀察視距的不同也產生不同的視覺感受。因此，在建筑立面遮陽造型設計中應充分利用材料質感的特性，根據觀察者的視距，通過巧妙處理、有機組合進一步加強和豐富建筑遮陽構件的表現(xiàn)力（圖6）。

3 基于遮陽形式的建筑立面形態(tài)塑造

不同的遮陽形式可塑造不同的立面形態(tài)，建筑遮陽造型設計應結合立面形態(tài)表達意圖確定適宜的遮陽形式（表1）。

3.1 建筑立面“自然化”——植被外遮陽

利用植物遮陽是一種非常有效的自然遮陽方式，植物不僅可以遮擋陽光直射，降低室內溫度，同時可以美化環(huán)境，改善局部氣候。植物遮陽的效果主要取決于樹葉的類型和植被的密度，落葉植被可在夏季提供遮陽，常青植被可整年提供遮陽。

圖4 遮陽的虛實與凹凸Fig.4 concave and convex of shading

圖5 遮陽的層次與光影Fig.5 level and lighting of shading

植被外遮陽將自然要素嵌入到建筑外表皮中，不同于固體材料的整齊劃一，植物隨季節(jié)變化，生長衰亡，枯榮演替，帶來形態(tài)、色彩、光影的變換，強調了建筑生動、有趣的性格，豐富了建筑的結構，柔化了建筑的硬質界面，同時強化了人與自然的互動。植被遮陽承載了生態(tài)系統(tǒng)的運營，在視覺上凸顯了建筑與自然的和諧共生，賦予建筑立面以生命感[11]（圖7）。

圖6 遮陽的色彩與材質Fig.6 the color and material of shade

表1 遮陽形式與立面形態(tài)Tab.1 shade forms and facade forms

3.2 建筑立面“雕塑化”——形體自遮陽

形體自遮陽是指沒有明顯的遮陽構件，通過建筑形體自身的凹凸變化形成陰影區(qū)，將門窗洞口置于陰影之內達到遮陽效果，從而創(chuàng)造一個較為舒適的室內環(huán)境。

形體遮陽可以是窗戶部分縮進，也可以是局部的厚墻體、檐口、陽臺或建筑本身的凹凸變化，還可以是整體上的遮陽形體[12]。采用形體遮陽的建筑立面往往有深凹的洞口、突兀的體塊，使建筑的立面形態(tài)呈現(xiàn)出“雕塑感”（圖8）。

3.3 建筑立面“格構化”——綜合式外遮陽

綜合式遮陽由水平式及垂直式遮陽板組成，具有水平遮陽和垂直遮陽的雙重特點，它能有效的遮擋中等太陽高度角從窗前斜射下來的陽光，遮陽效果比較均勻。

由混凝土花格、深凹窗洞等構成的遮陽系統(tǒng)往往形成“格構化”[13]的立面形態(tài)，通過對“格構式”元素尺寸大小的進一步細分，以及利用材料與色彩的變化，可以衍生出了多層級“格構”?？烧{節(jié)的綜合式遮陽具有更大的靈活性，其水平和垂直遮陽可以根據環(huán)境需求來調整角度，從而形成能應變時季更迭和微氣候的“可變格構”（圖9）。

3.4 建筑立面“密質化”——網板、格柵式外遮陽

網板式外遮陽多采用金屬孔板或金屬網制成，密格柵式外遮陽一般以木質、金屬或合成材料制成，兩者形成建筑圍護結構之外的一層表皮，使得光熱經過表皮的過濾再接觸里面的圍護結構，削弱過強的太陽輻射和過高的自然光照度，達到遮陽效果。

網板、格柵式外遮陽的遮陽效率和表皮密質度主要取決于遮陽網板的網眼孔徑和間距及密格柵的截面面積和間距[14]，通過穿孔、鏤空等方式形成的表皮如蒙在建筑外墻面的“面紗”，表現(xiàn)出“密質化”的特性（圖10）。另外利用表皮密質度的差異化可形成帶有圖案或文字的特殊立面效果。

圖7 “自然化”遮陽立面Fig.7 “naturalized” shading facade

圖8 “雕塑化”遮陽立面Fig.8 “sculptural” shading facade

3.5 建筑立面“動態(tài)化”——可調節(jié)外遮陽

可調節(jié)外遮陽裝置是目前應用較多的一種外遮陽形式，根據不同季節(jié)的日照角度、日照時間和環(huán)境條件，可手動調節(jié)或電動調節(jié)遮陽裝置的角度和位置來控制光線，使夏天強烈的光線被擋在室外，降低制冷能耗；冬季溫暖的陽光能射進室內，減少采暖負荷。

可調節(jié)外遮陽一般由遮陽百頁、安裝連接組件、調節(jié)裝置等組成，由建筑師和工程師共同設計。當用戶根據需要調節(jié)遮陽裝置的角度和位置時，外遮陽的開閉位置和范圍的變化形成了建筑外界面虛實關系的動態(tài)轉換，體現(xiàn)了建筑應變不同物理環(huán)境時特有的“表情”和“神態(tài)”，個性化的表皮形態(tài)亦顯示了使用者對環(huán)境舒適差異的需求（圖11）。

3.6 建筑立面“立體化”——金屬折板外遮陽

金屬折板外遮陽是一種典型的綜合式外遮陽形式，其打破了傳統(tǒng)遮陽板單一的形態(tài)，利用金屬的易塑性，將遮陽構件進行傾斜和局部彎折，從而增加具有擋板效果的遮陽面，實現(xiàn)對多角度太陽輻射的遮擋。

多維度的金屬遮陽構件組合賦予建筑立面靈動的肌理，形成立體感強烈、富有變化的立面藝術效果，在陽光的照射下產生富有韻律的光影效果，為建筑立面增添了另一個立體空間層次[15]（圖12）。

圖9 “格構化”遮陽立面Fig.9 “l(fā)atticed” shading facade

圖10 “密質化”遮陽立面Fig.10 “ compact" shading facade

圖11 “動態(tài)化”遮陽立面Fig.11 “dynamic" shading facade

圖12 “立體化”遮陽立面Fig.12 “three-dimensional” shading facade

4 結 語

建筑遮陽作為建筑立面的有機組成部分，在立面設計中占有重要的地位，一個好的建筑遮陽方案不僅要達到遮陽性能的要求，還要為建筑立面帶來更加豐富和有創(chuàng)意的藝術效果?；谡陉栃问降慕ㄖ⒚嬖O計需要注意兩個方面，一方面是要考慮遮陽造型功能的作用，利用其藝術表現(xiàn)手法創(chuàng)造出豐富的立面效果；另一方面是要結合建筑立面形態(tài)表達意圖選擇適宜的遮陽形式，并對其進行合理設計，以實現(xiàn)遮陽與立面形態(tài)的完美結合。

注釋：

① 瑪麗埃塔·米勒和弗里茨·格里芬（Marietta Millet and Fritz Griffin）在《陰影美學》一書中對建筑遮陽設施的美學潛力進行研究，并稱之為“遮陽美學”（“Shady Aesthetics”）。認為遮陽設施可以成為創(chuàng)造建筑形體的調節(jié)者，是建筑形式的一種表達媒介。這一概念在近年來有關遮陽形式的研究中被廣泛提起。

② “低技術”遮陽形式，以印度柯里亞以及埃及哈?！しㄙ惖葹榇怼Ｆ涮攸c是，吸取傳統(tǒng)設計中的優(yōu)秀營養(yǎng)，以相對較低的建造投入換取較高的遮陽效果,建筑具有很強的地域性特色。

③ “高技術”遮陽形式，以諾曼·福斯特、倫佐·皮阿諾等建筑師為代表。其特點是，遮陽構件向著多功能、高效率、輕盈、精致的方向發(fā)展，遮陽措施也得以融入其中，造價較高。

[1] 蘇寧寧. 分布式能源助力公建節(jié)能降耗[J].建筑節(jié)能, 2014(07): 110.

[2] 陳勇明. 夏熱冬暖地區(qū)建筑外遮陽與建筑一體化設計研究[D]. 重慶: 重慶大學, 2014: 10.

[3] 梁毅彥. 探析立面設計中建筑遮陽的應用[J]. 科技創(chuàng)新與應用, 2014(18): 234.

[4] 余茹. 現(xiàn)代節(jié)能建筑與立面設計[D]. 鄭州:鄭州大學, 2011: 9.

[5] 藍曉丹, 盧求. 建筑師與建筑遮陽設計[J].中國住宅設施, 2012(08): 14-18.

[6] 吳玉培. 淺談可控式外遮陽在“夏熱冬冷”地區(qū)辦公建筑上的應用[J]. 室內設計, 2012, 27(02): 55-60.

[7] 崔澤鋒. 建筑遮陽方式研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學, 2008: 44.

[8] 岳鵬. 建筑遮陽技術手冊[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2014.

[9] 胡望社, 張健, 王蓉, 等. 建筑視覺造型元素設計初探——建筑遮陽視覺造型設計[J]. 建筑知識, 2006(06): 1-7.

[10] 黃超, 董靚. 結合遮陽的建筑立面設計原則[J]. 建筑節(jié)能, 2013(02): 40-43.

[11] 劉撫英. 建筑遮陽體系與外遮陽建筑一體化形式譜系[J]. 新建筑, 2013(04): 46-50.

[12] 謝浩. 民居中的建筑遮陽[J]. 建筑節(jié)能, 2007(09): 44-46.

[13] 宋曄皓. 結合自然整體設計——注重生態(tài)的建筑設計研究[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2000.

[14] 黃媛, 陳宏, 李保峰. 法國Elithis大廈節(jié)能策略實記[J]. 新建筑, 2010(02): 87-93.

[15] 王德玲. 澳大利亞建筑金屬折板外遮陽設計案例研究[D]. 廣州: 華南理工大學, 2013: 65.

圖表來源：

圖1：作者拍攝

圖2-3：網絡《建筑外立面設計與遮陽的結合》http://fantasyiris.blog.163.com/blog/static/17 1274433201133004710674/

圖4-5、8：筑龍網http://www.zhulong.com/

圖6：整理自www.treehugger.com

圖7：整理自http://qing.blog.sina.com. cn/3410404810/cb46a5ca32004ivx.html http://sz.city8.com/house/944500.html

圖9：整理自 http://news.siin.cn/search/大樓-p-35.html

圖10-12：在庫言庫網http://www.ikuku.cn/

表1：作者繪制

（編輯：劉志勇）

Facade Design Based on Shading Form

The development of building energy efficiency and shady aesthetics require higher demands on architectural shading. Architectural shade is not only an effective means of building energy efficiency, but also a new architectural modeling technique and design idea. In our country, a lot of shade designs have not been combined with the facade design, and failed to achieve its design purposes with reasonable functions and innovative forms, and on the contrary, they have become the burden in the facade design. This paper starts with the shade forms, and explores the combination of architectural shading and facade designs, by studying the facade form designs and the facade performance practices of architectural shading.

Architectural Shading; Shade Forms; Performance Practices; Shape Design

10.13791/j.cnki.hsfwest.20150212

黃海靜, 劉雁飛. 基于遮陽形式的建筑立面設計[J]. 西部人居環(huán)境學刊, 2015, 30(02): 59-64.* 中央高校基本科研專項自然科學類項目（106112014CDJZR19006）

TU981

B

2095-6304(2015)02-0059-06

黃海靜： 重慶大學建筑城規(guī)學院，山地城鎮(zhèn)建設與新技術教育部重點實驗室，副教授，1227063041@qq.com

劉雁飛： 重慶大學建筑城規(guī)學院，碩士研究生

2014-12-19