基于建筑外立面遮陽系統(tǒng)的分析

鄭宗毅 呂勇

摘 ? ?要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)建筑行業(yè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展， 城市內(nèi)部居住用地逐漸緊張，很多高層建筑也如雨后春筍般的冒出來。建筑外遮陽作為建筑節(jié)能的有效方式，不僅僅是獨(dú)立于建筑之外的個(gè)體，而是與建筑立面相結(jié)合，豐富建筑立面，還能減少建筑能耗，提升建筑立面設(shè)計(jì)帶來的藝術(shù)性及整體性。本文根據(jù)多年工作實(shí)踐，對(duì)建筑立面遮陽設(shè)計(jì)要點(diǎn)及設(shè)計(jì)方式進(jìn)行分析，以期提高設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能;遮陽構(gòu)件

1 ?引言

一些特定的節(jié)能構(gòu)件可以對(duì)建筑內(nèi)部進(jìn)行光和熱的調(diào)節(jié)，比如說遮陽構(gòu)件、通風(fēng)輔助構(gòu)件以及采光構(gòu)件等，遮陽構(gòu)件本身具有很好的靈活性，并且易于控制，做好建筑立面和建筑遮陽方面的創(chuàng)新對(duì)于建筑行業(yè)具有十分重要的意義，遮陽構(gòu)件與建筑立面充分利用好，可以改善建筑內(nèi)環(huán)境的舒適度，可以使人們更加舒適、高效地進(jìn)行工作、學(xué)習(xí)以及生活。

2 ?建筑外遮陽的原理和作用

現(xiàn)代建筑遮陽的原理：通過采用相應(yīng)的材料進(jìn)行遮擋太陽光的直接照射，其根本的目的是為人們建造出一個(gè)舒適的生活環(huán)境，太陽的熱輻射主要通過兩個(gè)途徑進(jìn)入室內(nèi)，（1）通過窗戶照射進(jìn)入室內(nèi)，然后被室內(nèi)表面所吸收，使得室內(nèi)的溫度增加;（2）被建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面所吸收，還有一部分的熱量通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)逐漸進(jìn)入室內(nèi)。雖然，建筑外墻以及屋頂和門窗的隔熱以及蓄熱作用在一起，使室內(nèi)的溫度變化得到了穩(wěn)定，但通過窗戶進(jìn)入室內(nèi)的陽光對(duì)室內(nèi)溫度有著直接的影響。因此，建筑遮陽的目的在于阻斷陽光從玻璃直射進(jìn)室內(nèi)，避免陽光過分照射和加熱建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，防止由于陽光的直射造成強(qiáng)烈的眩暈。

3 ?建筑外遮陽節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1 ?建筑遮陽設(shè)計(jì)原則

在現(xiàn)代建筑中，玻璃幕墻和大面積窗戶的使用并不利于建筑節(jié)能，為了實(shí)現(xiàn)低能耗的綠色建筑，遮陽成為了外立面設(shè)計(jì)的一種趨勢(shì)。設(shè)計(jì)師本著對(duì)環(huán)境和投資方的責(zé)任，對(duì)外立面的設(shè)計(jì)進(jìn)行探索，以節(jié)約建筑物夏季制冷和冬季保溫設(shè)備的成本，以及設(shè)備運(yùn)行中的高能耗，從而達(dá)到在高層民用建筑設(shè)計(jì)中對(duì)綠色建筑技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

3.2 ?建筑遮陽設(shè)計(jì)方法

（1）在外立面遮陽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，建筑構(gòu)件遮陽系統(tǒng)是最常用的手法。遮陽構(gòu)件往往具有很強(qiáng)的靈活性，可以輕松地調(diào)節(jié)其大小、方向、位置，以達(dá)到最大程度地降低建筑能耗、提高室內(nèi)舒適度的目的。現(xiàn)在廣泛使用的遮陽構(gòu)件的造型、材料、排列方式都具有很強(qiáng)的靈活性，已經(jīng)漸漸地成為建筑師直觀表達(dá)、建筑思想、建筑技術(shù)和建筑地域性的主要手段。

在建筑構(gòu)件遮陽作為基本方法的基礎(chǔ)上，由于一些建筑單純的采用一種遮陽形式并不能滿足需求，根據(jù)建筑各立面或不同部位的遮陽需求分別選擇相應(yīng)的遮陽形式，就形成了適應(yīng)性強(qiáng)的綜合式遮陽系統(tǒng)。例如，水平遮陽十分適合遮陽南向角度較高的陽光，而垂直遮陽適用于東、西兩側(cè)角度較低的陽光，在建筑東南和西南方向的立面，需要將水平與垂直遮陽相結(jié)合，才能遮擋來自這兩個(gè)方向角度較低的斜向陽光。

（2）比較常見的開口式遮陽設(shè)計(jì)手法，主要有挖減、出挑、凹凸等幾種。首先是挖減手法，它基于現(xiàn)有的建筑形體、結(jié)構(gòu)，在不影響建筑安全和施工質(zhì)量的前提下，挖去一部分，由此形成立面開口形態(tài)。通過這樣的設(shè)計(jì)手法，能夠?yàn)榻ㄖ?nèi)與建筑外部創(chuàng)造相互連接的緩沖空間，這樣設(shè)計(jì)的好處是通風(fēng)、遮陽效果棒。

（3） 線條分割。線條分割是一種保持建筑物外形清晰的主要手段。高層建筑的外立面設(shè)計(jì)中，線條分割常常被用來實(shí)現(xiàn)藝術(shù)效果。線條分割的主要方式包括：塊狀材料粘貼或懸掛在墻上而形成的縫隙;色帶或凹凸縫引起的立面劃分;鋼構(gòu)件完成的立面分隔等。線條分隔主要以水平線條、豎向線條以及橫豎綜合線條為主。

在綜合式遮陽的設(shè)計(jì)中，要根據(jù)建筑特殊位置的具體情況，考慮太陽入射光線的角度和高度以及風(fēng)向、風(fēng)速的特點(diǎn)，分別選擇適宜的遮陽措施，組合設(shè)置于建筑的外立面。同時(shí)，建筑師還要考慮到不同遮陽構(gòu)件的交接和建筑的整體效果。

在中國(guó)科學(xué)建筑研究院新主樓的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師就運(yùn)用了以構(gòu)件遮陽為基礎(chǔ)，如上圖綜合式遮陽作為里面涉及的主要思路的遮陽系統(tǒng)來設(shè)計(jì)外立面。外裝飾的構(gòu)件柱為豎向遮陽提供了良好的處理，以達(dá)到減少空調(diào)負(fù)荷來節(jié)約能源的效果。水平橫向延申的百葉構(gòu)件遮陽系統(tǒng)依托內(nèi)部空間設(shè)計(jì)的連廊，外立面設(shè)計(jì)伴隨內(nèi)部功能的節(jié)奏，打造了便于合作交流、享受陽光、兼具遮陽效果的綠色空間。同時(shí)在此建筑外立面設(shè)計(jì)中，合理地運(yùn)用構(gòu)件遮陽和綜合式遮陽為建筑立面創(chuàng)造了亮點(diǎn)，外立面遮陽系統(tǒng)不僅實(shí)用，更是非常美觀的完成了立面設(shè)計(jì)和節(jié)能環(huán)保的雙重需求。

4 ?建筑外遮陽設(shè)計(jì)的意義及影響

現(xiàn)今政府對(duì)節(jié)約能源，綠色環(huán)保是非常重視的，他們大力提倡建筑節(jié)能，建筑環(huán)保，并制定了相關(guān)的規(guī)章制度進(jìn)行節(jié)能規(guī)范，對(duì)建筑節(jié)能提出了相對(duì)較多的節(jié)能要求。如JGJ 75—2012《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》把建筑外遮陽作為強(qiáng)制性條文列入規(guī)范要求，明確規(guī)定居住建筑的東、西向外窗必須采取建筑外遮陽措施，建筑外遮陽系數(shù)SD不應(yīng)大于0.8?？茖W(xué)合理的建筑外遮陽不但能減少外界太陽強(qiáng)烈的輻射熱，還能降低建筑物的冷氣和暖氣的高能耗，同時(shí)，還能改善室內(nèi)的照明環(huán)境，并節(jié)約人們的用電耗能。建筑外遮陽所考慮的因素非常多，例如：需要考慮建筑物的朝向，天氣氣象，太陽光的照射時(shí)間以及植被的遮陽效果等。同時(shí)，還要考慮到建筑墻體以及屋面等建筑構(gòu)件。

5 ?結(jié)語

建筑外遮陽設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要組成部分，建筑遮陽的設(shè)計(jì)貫穿于建筑的整個(gè)過程，所以在建筑工程施工過程中，要充分的考慮建筑所處的環(huán)境以及地理位置，根據(jù)具體情況，合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，建造出滿足建筑需求的遮陽設(shè)計(jì)，將建筑遮陽設(shè)計(jì)的藝術(shù)魅力充分展現(xiàn)出來。

參考文章：

[1] 顧偉祖.建筑外遮陽技術(shù)在建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2013（7）：123～125.

[2] 袁利菲.外遮陽技術(shù)在節(jié)能建筑中的應(yīng)用研究[J].城市建設(shè)理論研究，2013（6）：23～24.

[3] 鄧盼盼.建筑遮陽節(jié)能計(jì)算及對(duì)自然通風(fēng)影響的研究[D].重慶交通大學(xué)，2011.