探尋建筑南窗遮陽及設(shè)計分析研究

王運強 王劍濤 中建八局發(fā)展建設(shè)有限公司

1 前言

建筑南窗在日出期間會受到陽光照射，從而給人帶來影響，嚴(yán)重時可能會帶來不舒服的感覺，所以要結(jié)合實際情況，合理的對南窗遮陽進行設(shè)計，從而有效提高建筑的居住舒適度，確保建筑的服務(wù)能力。基于此，本文結(jié)合實際工程案例對建筑南窗的遮陽及設(shè)計進行分析，保證建筑南窗遮陽效果。積極推動建筑南窗遮陽的質(zhì)量，以滿足實際需求，確保建筑的整體服務(wù)能力。

2 遮陽設(shè)計在建筑工程中的意義

2.1 遮陽設(shè)計的含義

遮陽的作用是遮擋太陽光，提高室內(nèi)的舒適度。在炎熱地區(qū)，夏季溫度相對較高，如果室內(nèi)遮陽效果不理想，會導(dǎo)致室內(nèi)的溫度升高，進而影響室內(nèi)的溫度變化，從而影響建筑內(nèi)的居住舒適度。而遮陽設(shè)計是采取有效的遮陽手段，減少陽光直射，進而提高建筑內(nèi)部的舒適度。現(xiàn)階段，常見的遮陽手段相對較多，包括屋面、墻面、窗口、綠化遮陽等，這些遮陽方式都能保證建筑本身的遮陽效果，提升建筑的舒適度。

2.2 遮陽設(shè)計在建筑工程中的重要性

2.2.1 避免太陽光直射

眾所周知，建筑內(nèi)部的溫度與太陽光照射具有直接的聯(lián)系，如果不能合理控制室內(nèi)陽光照射，南窗建筑就會出現(xiàn)室內(nèi)溫度過高的情況，而南窗遮陽可以有效降低太陽光的直接照射。相關(guān)研究顯示：窗口的遮陽系數(shù)分別為南向45%、北向60%、西向16%。

2.2.2 控制溫度影響

溫度是遮陽設(shè)計需要面對的主要問題，因為遮陽的主要目的就是緩解因為陽光直接照射引起的溫度升高問題。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，遮陽能有效降低溫度，在封閉窗戶的前提下，遮陽與不遮陽室內(nèi)的溫度將相差2℃，平均可以相差1.5℃，所以，遮陽能夠降低空調(diào)的致冷負(fù)荷，從而有效減少建筑內(nèi)部的電能消耗。

2.2.3 對采光與通風(fēng)的影響

結(jié)合建筑的實際情況對自然采光進行分析。遮陽能夠抑制直接的陽光照射，使得內(nèi)部的居住人員能夠避免因為陽光照射引起的眩暈問題，從而保證室內(nèi)的照度均勻，遮陽設(shè)計時需要盡可能地保證室內(nèi)的采光需求合理，開啟窗戶通風(fēng)時，室內(nèi)風(fēng)速可減小約23%～47%，還可以有效抑制玻璃表面出現(xiàn)熱空氣而不利于散熱的問題，所以在實際遮陽設(shè)計中，應(yīng)對采光和通風(fēng)的影響進行考慮。

2.3 建筑南窗遮陽的形式種類

為了保證南窗的遮陽效果，需要結(jié)合建筑的特點選擇合適的遮陽種類，從而保證遮陽效果，有效提高建筑內(nèi)部的舒適度。以下則對遮陽形式種類進行簡要分析，具體內(nèi)容如下。

（1）按照遮陽設(shè)施和建筑外窗位置關(guān)系可以將遮陽劃分為內(nèi)遮陽、外遮陽和中間遮陽。這三種遮陽方式都有自己的優(yōu)勢，外遮陽是遮陽位于建筑外窗以外，能夠有效阻隔陽光，確保建筑內(nèi)部的舒適度；而中間遮陽是將遮陽裝置設(shè)置在外窗的兩層玻璃之間，但是因為投入相對較高，所以應(yīng)用受到限制；而內(nèi)遮陽主要是用在外窗之內(nèi)，從而將直射光變?yōu)槁涔?，從而提高室?nèi)舒適度，滿足住戶的基本要求。

（2）外遮陽分為綜合式、垂直式、擋板式和水平式。隨著角度的變化，遮陽裝置也會發(fā)生變化，從而滿足建筑遮陽的基本需求，提高遮陽效果。

（3）外遮陽根據(jù)遮陽組件的活動形式可以劃分為固定式和活動式兩種，固定式的采光率和通風(fēng)性相對較差，會影響住戶居住體驗，但是外遮陽固定式遮陽能夠保證較好的遮陽效果，滿足用戶需求。而活動式則是可以自由活動的形式，他們可以根據(jù)住戶的實際需求完成對遮陽的調(diào)整，遮陽具有較好的通風(fēng)性和采光性，但是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，同時成本會相對較高。

（4）活動外遮陽還可以繼續(xù)劃分為遮陽板、卷簾、百葉等，不同類型的遮陽具有不同的遮陽效果，從而滿足不同遮陽的需求。

2.4 建筑遮陽的影響因素

2.4.1 自然環(huán)境因素

建筑選址首先要選擇一個合適的位置，之后才能進行施工設(shè)計，但是如果建筑選址不佳，就會影響建筑本身的采光能力，同時也會增加建筑被光照直射的情況。遮陽會受到自然環(huán)境因素的影響，而且影響還是比較大的。如果建筑處于北方，冬季就不需要遮陽，而在炎熱的夏季，需要有較好的遮陽能力，所以自然環(huán)境對遮陽的影響是不容忽視的。

2.4.2 居住舒適性

與傳統(tǒng)建筑相比，現(xiàn)代建筑在設(shè)計施工時，都注意了建筑工程本身的舒適性，合理的將各種參數(shù)引入到設(shè)計中，從而使得現(xiàn)代建筑工程在兼顧功能性的基礎(chǔ)上，還增加了舒適性方面的性能。所以，應(yīng)該結(jié)合實際情況在對現(xiàn)代建筑的遮陽進行設(shè)計時保證遮陽能夠滿足實際需求，還能提高內(nèi)部的舒適性。

2.4.3 經(jīng)濟技術(shù)因素

為了實現(xiàn)對遮陽的設(shè)計，還需要考慮具體設(shè)計成本，不要只注意功能而忽視了經(jīng)濟因素。所以，要結(jié)合實際情況，對經(jīng)濟技術(shù)條件進行分析，并以此為基礎(chǔ)，發(fā)揮該有的經(jīng)濟水平，確保遮陽的設(shè)置合理。并且還要注意遮陽的整體經(jīng)濟效益，以期達到以最小的經(jīng)濟成本獲取最大價值的舒適性和節(jié)能性，從而滿足實際需求。

2.4.4 建筑空間功能

由于建筑空間性質(zhì)是存在差異的，所以對建筑遮陽設(shè)計的要求也是不盡相同的。例如，一些大型建筑，如博物館的陳列室、醫(yī)院的手術(shù)室、倉庫的存儲空間等，這些建筑的具體功能與作用是有明顯差異的，在具體的遮陽設(shè)計中，要注意對建筑空間功能的規(guī)劃，并確保遮陽能夠符合建筑空間功能的基本需求。在校園圖書館的遮陽設(shè)計是十分必要的，因為遮陽的存在能夠?qū)κ覂?nèi)的陽光進行控制，避免圖書室的溫度過高，同時，還能避免炫光的問題。通過遮陽設(shè)計，能夠?qū)⑻柟夥瓷涞教炫?，再折射到室?nèi)可以有效的解決炫光這一問題。

2.5 建筑遮陽設(shè)計的原則

為了滿足建筑工程的基本需求，需要結(jié)合實際情況合理的對遮陽進行設(shè)計，以確保遮陽的品質(zhì)，滿足建筑舒適度的基本需求。

2.5.1 因地制宜原則

所謂因地制宜原則是指遮陽設(shè)計應(yīng)該結(jié)合區(qū)域文化特色、地理環(huán)境特色、氣候溫度特色進行設(shè)計；例如北方地區(qū)多為四季分明且冬季寒冷的區(qū)域，所以，該區(qū)域的采光要具備一定的可調(diào)性，從而滿足實際地區(qū)的基本需求，避免給建筑內(nèi)部住戶帶來不良影響。

2.5.2 加強外遮陽的原則

由于窗戶位置是太陽輻射造成空調(diào)能耗的主要原因，因此，要注意選擇合理的遮陽材料，確保遮陽設(shè)計的合理性。除此之外，還要注意加強外遮陽的使用，能夠減少對建筑內(nèi)部的擾動，從而提高建筑的安全系數(shù)。

2.5.3 可控性原則

所謂可控性原則是指遮陽具有可人為操控的能力，也就是說實際的遮陽系統(tǒng)中，要注意遮陽可以是人為拆卸的，如此一來能夠保證遮陽系統(tǒng)的功能性和可靠性。同時，操控分為人為操控和自動操控兩種，可以根據(jù)實際需求合理的選擇。

2.5.4 一體化原則

所謂一體化原則是指將遮陽元素與建筑體的構(gòu)成元素相結(jié)合，力求在滿足低能耗的基礎(chǔ)上進一步提高建筑內(nèi)部的舒適性，促進技術(shù)與美觀的結(jié)合。遮陽一體化設(shè)計也包括遮陽與外圍護結(jié)構(gòu)的一體化、遮陽技術(shù)的綜合一體化。

3 工程案例

本文以某一具體的建筑為例對該建筑的南窗遮陽進行研究。本工程為一座大型寫字樓，吊樓整體高度45m，共8層，鑲嵌在90m高的大堂中，距離地面7.2m，空中花園位于22～23 樓，建筑通過空氣流動和太陽能、植物造氧環(huán)境等，保證了建筑本身的綠化能力。為本工程在實際的遮陽設(shè)計中使用了以下技術(shù)：（1）外挑式遮陽板可有效遮擋陽光直射，從而確保陽光不會影響工作人員的眼睛。為了提高建筑的服務(wù)能力，本工程還對遮陽進行了可調(diào)節(jié)設(shè)計，可以根據(jù)使用者與地面的距離對遮陽的位置進行調(diào)節(jié)，從而提高遮陽板的應(yīng)用質(zhì)量。（2）選擇凹入的空中庭院，由空中庭院提供舒適的室外活動空間，并確保員工在寫字樓中能夠體會到自然的通風(fēng)效果，從而保證建筑整體的舒適度。（3）屋頂遮陽架為太陽能的安裝預(yù)留空間，從而保證太陽能的合理應(yīng)用，有效提高太陽能的利用率，同時還能確保建筑本身的遮陽效果。

本工程采用這樣的遮陽方式，保證了工程本身的遮陽效果，滿足內(nèi)部辦公人員的舒適度，從而提高寫字樓的服務(wù)能力。

4 遮陽材料與技術(shù)

4.1 遮陽材料

為了保證工程質(zhì)量，需要結(jié)合遮陽的需求，合理的對遮陽材料進行選擇。現(xiàn)階段，遮陽材料逐漸與建筑材料實現(xiàn)了一體化。（1）材料對建筑主體影響很大，遮陽材料的種類相對較多，包括混凝土、木材、金屬材料等，這些材料的合理應(yīng)用能夠保證遮陽的效果，從而提高建筑內(nèi)部的舒適度，迎合居住的基本需求。（2）鋼格網(wǎng)遮陽材料是一種具有較好結(jié)構(gòu)強度特點的遮陽材料，同時，該材料還有較好的通風(fēng)能力，不會對建筑本身的通風(fēng)造成干擾，可提高建筑本身的服務(wù)能力。（3）高性能的隔熱與熱反應(yīng)玻璃制作成為遮陽板，可以保證建筑南窗的遮陽效果，進而保證建筑本身的服務(wù)能力。

4.2 遮陽技術(shù)

在選擇遮陽材料后，需要對遮陽技術(shù)進行合理的分析，從而保證遮陽的質(zhì)量。同時，當(dāng)前的建筑遮陽不僅要考慮功能效果，還要結(jié)合實際情況對遮陽的美觀度進行分析，從而保證遮陽在具備功能性的基礎(chǔ)上，還具備良好的美觀性。

（1）雙層立面。金屬玻璃幕墻具有輕巧的特點，將其應(yīng)用在南墻遮陽中，還會有較好的趣味性，遮陽系統(tǒng)在玻璃幕墻表層生成光影效果，從而在具有功能性的基礎(chǔ)上，還能表達出設(shè)計的美觀性，有效保證建筑整體美觀度。如果將雙層立面作為建筑遮陽的基礎(chǔ)，就要分析各個立面代表什么，第一層為建筑主體立面，另一層則為遮陽的立面，這種形式能有效提高建筑的遮陽效果，并滿足人們對遮陽的基本需求。

（2）智能玻璃幕墻。所謂的智能玻璃幕墻是指將幕墻分為空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)、幕墻、自動化控制等技術(shù)于一體的玻璃幕墻，該項技術(shù)的核心為熱通道幕。工作時，不僅能夠自動遮陽，還能根據(jù)需求合理的對室內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)，從而有效提高遮陽的質(zhì)量。

（3）自動控制遮陽組件。自動控制遮陽組件是以自動控制為基礎(chǔ)，能自主實現(xiàn)建筑內(nèi)部的遮陽需求，為了保證遮陽效果，不僅要對組件進行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，還要對控制技術(shù)進行調(diào)節(jié)，從而保證控制水平，實現(xiàn)遮陽品質(zhì)的提升。

4.2.1 遮陽與屋頂

屋頂作為建筑的第五立面，在實際的工作中會受到大量的太陽輻射，因而是受到輻射最多的位置，所以，需要通過遮陽控制太陽輻射，進而降低屋頂?shù)臏囟??？梢允褂幂p盈的遮陽板和聚酯膜形成架空層，從而有效的阻攔太陽輻射對屋頂?shù)恼丈?，進而保證建筑屋頂?shù)恼陉栃Ч?，同時，還保證了建筑屋頂與遮陽的融合。

4.2.2 遮陽與外廓

遮陽與外廓之間的結(jié)合比較常見，兩者的結(jié)合不僅能夠得到較好的遮陽效果，還能構(gòu)建出較好的建筑形態(tài)，從而滿足實際建筑的遮陽需求，例如騎樓建筑就是利用外廓與遮陽的結(jié)合，不僅阻擋了太陽光，還保證了建筑的功能。

4.2.3 遮陽與陽臺

遮陽是可以與陽臺相結(jié)合的，這樣的結(jié)合方式是一種相對簡單的依附形式，能夠有效提高建筑本身的遮陽能力，還能提高建筑陽臺的舒適性，從而滿足住戶的基本需求，結(jié)合使用時不僅能夠節(jié)省造價成本，還能保證遮陽效果。

4.2.4 遮陽與墻面

遮陽與墻面是可以結(jié)合的，這部分結(jié)合主要是將外遮陽結(jié)構(gòu)當(dāng)做構(gòu)建墻面的基礎(chǔ)，從而保證墻面的合理構(gòu)建，積極推動建筑的功能性和可靠性。二者的有機結(jié)合不僅能阻隔噪音，還能保證通風(fēng)效果，從而積極提高建筑的服務(wù)能力。

4.3 遮陽技術(shù)的未來發(fā)展

為了保證建筑的可靠性和服務(wù)性，在實際的建筑設(shè)計中必須重視建筑的遮陽設(shè)計，通過遮陽設(shè)計能夠有效提高建筑的服務(wù)能力，降低多種因素影響的建筑服務(wù)問題。而在未來，遮陽技術(shù)也將得到足夠的發(fā)展，能夠更加適合建筑工程的基本需求，積極推動建筑工程的服務(wù)能力。

（1）智能化發(fā)展趨勢。智能化是一個重要的發(fā)展前景，眾多技術(shù)都在朝向智能化的方向發(fā)展，遮陽技術(shù)也不例外。未來，遮陽技術(shù)將與智能技術(shù)相結(jié)合，達到最佳遮陽效果，滿足用戶需求。

（2）多功能性。遮陽技術(shù)將不會僅僅局限于遮陽的作用，它將成為一種集擋風(fēng)、擋雨、太陽能利用于一體的綜合性技術(shù)，滿足實際使用需求，將積極推動建筑服務(wù)能力的提升。

（3）工藝與材料的進化。傳統(tǒng)工藝技術(shù)與材料都將得到進化，從而有效提高服務(wù)能力，滿足實際使用需求，提高建筑內(nèi)部的舒適度。

5 結(jié)束語

本文對建筑南窗遮陽及設(shè)計分析研究進行核心探索，簡單分析建筑南窗遮陽及設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，再對具體的遮陽設(shè)計和遮陽技術(shù)進行分析，旨在提高建筑遮陽的質(zhì)量，確保遮陽滿足實際需求，提高建筑整體服務(wù)能力。