住宅建筑外遮陽設(shè)計(jì)的常見問題及對策探析

胡永東 （華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司安徽分公司，安徽合肥230088）

1 外遮陽的重要性

在合肥等城市，大多都有這樣的經(jīng)歷，炎炎夏日，從室內(nèi)將手貼在南向或東西向窗戶玻璃上，會感受到玻璃的溫度很高，尤其是下午三四點(diǎn)鐘時的西向窗戶。筆者現(xiàn)居住的房子，主衛(wèi)和書房朝西，雖然用的是中空玻璃，但夏日午后對此感受特別深刻，室內(nèi)溫度明顯高于其他房間。

根據(jù)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50096-1999）（2003年版）第5.2.3條，寒冷、夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)，住宅建筑的西向居住空間朝西外窗均應(yīng)采取遮陽措施；屋頂和西向外墻應(yīng)采取隔熱措施。根據(jù)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50096-2011）第7.1.8條，除嚴(yán)寒地區(qū)外，居住空間朝西外窗應(yīng)采取外遮陽措施，居住空間朝東外窗宜采取外遮陽措施。當(dāng)采用天窗、斜屋頂窗采光時，應(yīng)采取活動遮陽措施。另《安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（DB34/1466-2019）規(guī)定，外門窗綜合遮陽系數(shù)及外遮陽設(shè)置要求應(yīng)按不同開間窗墻比并符合下表規(guī)定。有外遮陽時，外門窗綜合遮陽系數(shù)取外門窗遮陽系數(shù)與外遮陽系數(shù)乘積；無外遮陽時，外門窗綜合遮陽系數(shù)取外門窗遮陽系數(shù)。東偏北 30°至東偏南60°，西偏北30°至西偏南60°范圍的外門窗設(shè)置遮陽時，應(yīng)設(shè)置可以遮住窗戶正面的活動外遮陽。南向外門窗設(shè)置遮陽設(shè)施時，宜設(shè)置水平遮陽或可以遮住窗戶正面的活動外遮陽；建筑外遮陽裝置應(yīng)與結(jié)構(gòu)牢固連接。

從國家規(guī)范和地方標(biāo)準(zhǔn)的用詞可看出，以前對此要求不太高，現(xiàn)在的要求是越來越高，一方面反映了大家對生活品質(zhì)的不斷追求，另一方面也說明了綠色建筑設(shè)計(jì)的重要性越來越高。綠色建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)按被動措施優(yōu)先的原則，優(yōu)化建筑體型、內(nèi)部空間布局，充分利用天然采光與自然通風(fēng)，采用綠色建材與產(chǎn)品，加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、隔熱措施，提高供暖、空調(diào)和電氣照明系統(tǒng)的能源利用效率，在全壽命周期內(nèi)降低建筑總能耗，提高室內(nèi)舒適度。

對于外門窗的傳熱系數(shù)，以普遍采用的隔熱金屬型材為例，根據(jù)安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)玻璃采用6中透光Low-E+12A+6的中空玻璃規(guī)格時，其整窗傳熱系數(shù)為2.4～2.5W/(㎡·K)，當(dāng)玻璃采用5中透光Low-E+9A+5+9A+5的三玻雙腔中空玻璃規(guī)格時，其整窗傳熱系數(shù)為 2.0～2.2W/(㎡·K)，其隔熱性能提升不太明顯。這就需要充分考慮其他的遮陽與防熱措施（根據(jù)民用建筑設(shè)計(jì)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)，建筑遮陽即利用建筑構(gòu)件或材料特性遮擋陽光輻射的設(shè)施；建筑防熱即抵擋夏季室外熱作用，防止室內(nèi)過熱所采取的建筑設(shè)計(jì)綜合措施）。當(dāng)采用內(nèi)遮陽如窗簾或百葉時，由于熱量大量透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)空氣溫度會居高不下，大幅增加空調(diào)能耗。而外遮陽，即在戶外設(shè)置百葉窗、卷簾等遮陽設(shè)備，具有自然的節(jié)能功效，可遮擋陽光輻射、抵擋夏季室外熱作用，防止室內(nèi)過熱，可以較大地節(jié)省空調(diào)耗能。

外門窗夏季綜合遮陽系數(shù)及外遮陽要求

2 常規(guī)設(shè)計(jì)

外窗遮陽防熱的方式較多，市場上相關(guān)產(chǎn)品也多種多樣?，F(xiàn)階段，合肥等地區(qū)，對于根據(jù)節(jié)能計(jì)算需要采用外遮陽設(shè)施的，日常設(shè)計(jì)中多采用中置百葉窗（內(nèi)置可調(diào)百葉的中空玻璃）或外卷簾的方式。采用中置百葉窗時，其優(yōu)勢是不用擔(dān)心百葉受到室外風(fēng)力的影響，只是由于部分熱量到達(dá)了中間空氣層，其遮陽防熱效果有所折減。從遮陽防熱角度看，窗戶外側(cè)設(shè)置卷簾的效果是非常明顯的。近年來，我們有的項(xiàng)目采用了中置百葉窗，也有的項(xiàng)目采用了窗戶外側(cè)設(shè)置卷簾的方式，構(gòu)造大樣如圖1所示，卷簾盒設(shè)在窗戶頂部外挑的混凝土板下方，卷簾的導(dǎo)軌與窗框緊鄰。

圖1 外遮陽構(gòu)造大樣1

3 存在問題

在對已完成的項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地踏勘后，感覺遮陽效果均有實(shí)質(zhì)性提升，但也發(fā)現(xiàn)有些細(xì)節(jié)值得推敲：

①采用中置百葉窗后，如果外窗的立面分格偏小，則百葉數(shù)量多，調(diào)節(jié)百葉會比較繁瑣，另外由于各家各戶對中置百葉的調(diào)節(jié)不可能統(tǒng)一，使得中置百葉高度不一致，外觀稍顯凌亂；

②采用外加卷簾后，當(dāng)卷簾完全遮住窗戶正面時，室內(nèi)非常暗，影響了正常采光，就算在正午，室內(nèi)日?；顒右残栝_燈，這就帶來了電資源的浪費(fèi)，不符合綠色建筑的節(jié)能原則，更不符合碳達(dá)峰、碳中和的精神。

4 對策

從實(shí)際案例出發(fā)，筆者認(rèn)為，可從如下幾點(diǎn)來考慮。

①優(yōu)選戶型，如有條件，則不設(shè)朝東西向開窗的房間，尤其是朝西開窗的起居室、臥室及書房，減少夏季的熱。對于朝東西向開窗的衛(wèi)生間、廚房，因其對視野要求較低，只需要保證通風(fēng)采光，可在保證通風(fēng)采光的前提下結(jié)合空調(diào)機(jī)位或造型在窗戶外側(cè)做固定的能夠遮住窗戶正面的垂直遮陽（可手動調(diào)節(jié)角度）。

②當(dāng)所選戶型存在朝東向開窗的起居室、臥室及書房時，優(yōu)化開間窗墻比，控制在限值以下，減少夏季的熱，以避免設(shè)置外遮陽。對于南向窗同樣如此（根據(jù)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)南向陽臺進(jìn)深不小于1.5m時，可認(rèn)定通向陽臺的門窗滿足標(biāo)準(zhǔn)），對于朝西向開窗的起居室、臥室及書房，則一定要采取遮陽措施，優(yōu)先選擇活動外遮陽，即外加卷簾的方式。

③對于朝東朝南開窗、根據(jù)窗墻比需設(shè)置外遮陽的，當(dāng)采用中置百葉窗時，建議考慮到外立面的一致性，避免凌亂。另外，外窗的立面分格大小宜適中，以避免增加中置百葉的數(shù)量，從而減少日常居家調(diào)節(jié)百葉的工作。當(dāng)采用外加卷簾的方式時，建議適當(dāng)增加卷簾與外窗的間距，使得卷簾完全遮住窗戶正面時，其兩側(cè)或下方還有光線進(jìn)入室內(nèi)，對應(yīng)構(gòu)造如圖2所示。因規(guī)范要求建筑外遮陽裝置應(yīng)與結(jié)構(gòu)牢固連接，可考慮采用兩種形式：a.每層窗頂設(shè)置混凝土挑板，卷簾盒固定在混凝土挑板下方，卷簾兩側(cè)的金屬軌道下端固定在下層混凝土挑板上方，保證安全性與耐久性，如圖3所示；b.每層窗頂設(shè)置混凝土挑板，窗戶兩側(cè)也設(shè)置外伸的混凝土構(gòu)件，卷簾盒固定在混凝土挑板下方，卷簾兩側(cè)的金屬軌道固定在背后的豎向混凝土構(gòu)件表面，如圖4所示。至于采用哪種形式，可結(jié)合建筑造型與裝配式設(shè)計(jì)的角度統(tǒng)籌確定。

圖2 外遮陽構(gòu)造大樣2

圖3 外遮陽平面示意3

圖4 外遮陽平面示意4

④對于轉(zhuǎn)角窗、轉(zhuǎn)角凸窗（凸出外墻面大于600mm）的朝東朝西部分，應(yīng)設(shè)置遮陽設(shè)施，以加強(qiáng)防熱效果。對于凸出外墻面小于等于600mm的凸窗，其側(cè)面如為透明部分，是否設(shè)置遮陽設(shè)施呢？作者建議設(shè)置較妥，以減少夏季的熱。

⑤當(dāng)東西向有生活陽臺時，相應(yīng)東西向此開間的窗墻比勢必較大，雖然外門窗上方有水平外挑構(gòu)件，但遮陽效果不佳，還是要設(shè)置垂直遮陽設(shè)施，才能很好地解決夏季遮陽防熱問題，節(jié)約空調(diào)能耗。建議在陽臺外側(cè)結(jié)合水平線條設(shè)置卷簾，南向與東西向設(shè)置，北向不設(shè)，這樣，當(dāng)卷簾完全遮住陽臺窗戶正面（東西向與南向）時，既解決了遮陽防熱問題，還可以通過北側(cè)外窗采光，以達(dá)到正常的采光標(biāo)準(zhǔn)，滿足日常生活的需求，效果還是比較好的，其構(gòu)造形式可參考圖1，即卷簾緊貼外窗設(shè)置。

⑥采用外遮陽設(shè)施時，因展開后面積大，且背面為外窗，材料的防火性能應(yīng)滿足現(xiàn)行建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中A級材料的要求，以杜絕火災(zāi)隱患。

5 結(jié)語

在追求品質(zhì)的年代，越來越多的設(shè)計(jì)師、開發(fā)企業(yè)和業(yè)主開始重視住宅的遮陽設(shè)計(jì)。隨著建筑材料的不斷研發(fā)提升，建筑遮陽防熱的產(chǎn)品肯定會越來越多，效果會越來越好，對各種各樣的細(xì)節(jié)考慮得會更加周到細(xì)致，與建筑的一體化處理的方式也會上新的臺階。