夏熱冬暖地區(qū)既有建筑遮陽措施對比分析

黃團蓮

廣西工業(yè)建筑設計研究院有限公司 廣西 南寧 530000

隨著全球氣候變暖和城市化的加速，夏熱冬暖地區(qū)的建筑遮陽問題越來越受到人們的關注。建筑遮陽不僅可以提高室內(nèi)舒適度，減少能源消耗，還可以美化建筑外觀，增加建筑價值。然而，夏熱冬暖地區(qū)的建筑遮陽設計存在著一些問題，例如遮陽措施不合理、材料選用不當?shù)?。因此，本論文旨在對夏熱冬暖地區(qū)既有建筑遮陽措施進行對比分析，為建筑遮陽設計提供參考。

1 概述

1.1 夏熱冬暖地區(qū)遮陽措施的必要性

在夏熱冬暖地區(qū)，陽光強烈、氣溫高、濕度大是常見的氣候特征。在這樣的氣候條件下，建筑內(nèi)部的溫度容易受到太陽輻射的影響，進而導致室內(nèi)溫度過高，嚴重影響居住和工作的舒適度。如果不采取適當?shù)恼陉柎胧?，建筑?nèi)部的空調系統(tǒng)需要消耗更多的能源來維持室內(nèi)溫度，這會導致能源浪費和能源成本的增加。因此，在夏熱冬暖地區(qū)，采取有效的建筑遮陽措施至關重要。這些遮陽措施可以減少室內(nèi)的陽光照射和熱量積累，降低室內(nèi)溫度，同時還可以減少空調系統(tǒng)的負荷，從而降低能源消耗和運行成本。合理的遮陽措施還可以提高室內(nèi)的采光條件，增加自然光線，改善室內(nèi)的視覺環(huán)境，提高居住和工作的舒適性和健康性?？傊臒岫貐^(qū)的建筑遮陽措施是非常必要的。選擇合適的遮陽措施可以有效提高建筑的能源利用效率和經(jīng)濟性，同時提高人們的生活質量和健康水平。

1.2 夏熱冬暖地區(qū)建筑遮陽設計存在的問題

目前，夏熱冬暖地區(qū)的建筑遮陽設計存在一些問題，主要包括以下幾個方面：

1、在夏熱冬暖地區(qū)，建筑遮陽措施的不合理性可能表現(xiàn)為選材不當、遮陽結構不夠牢固、遮陽面積不足等問題。首先，在材料方面，一些建筑師可能會選擇不適合當?shù)貧夂虻牟牧?，例如金屬或玻璃等材料，這些材料會增加室內(nèi)溫度和反射陽光照射，導致建筑內(nèi)部更加悶熱。其次，在遮陽結構方面，一些建筑師可能會忽略建筑的結構強度和穩(wěn)定性，選用不夠牢固的遮陽結構，可能導致遮陽設施易損壞，甚至威脅到建筑物本身的安全。最后，在遮陽面積方面，一些建筑師可能會忽略建筑物的朝向和周邊環(huán)境，導致遮陽面積不足，無法達到預期的遮陽效果。這可能會導致室內(nèi)溫度過高，增加空調系統(tǒng)的能源消耗，同時也會影響室內(nèi)的舒適度和工作效率。

2、在夏熱冬暖地區(qū)，建筑外立面材料的反射和吸收能力對遮陽設計至關重要。合理的遮陽設計可以有效地降低建筑內(nèi)部的溫度，減少空調的使用，從而節(jié)約能源和降低建筑運行成本。同時，不同材料的特性也決定了它們對太陽輻射的反射和吸收能力存在差異。因此，在進行遮陽設計時，需要根據(jù)建筑外立面材料的特性，選擇適當?shù)恼陉柗绞胶筒牧希赃_到最佳的遮陽效果。例如，金屬和玻璃等材料的反射能力較高，適合采用遮陽板、遮陽膜等方式進行遮陽；而混凝土和石材等材料的吸收能力較高，適合采用植物、遮陽網(wǎng)等方式進行遮陽。因此，合理的遮陽設計需要充分考慮建筑外立面材料的反射和吸收能力，結合實際情況和設計要求，制定出最佳的遮陽方案。

3、傳統(tǒng)的靜態(tài)遮陽措施，如建筑物上的固定遮陽板和百葉窗等，通常無法隨著不同季節(jié)和天氣的變化進行自適應調整，從而導致室內(nèi)光照和溫度的不穩(wěn)定性。例如，在冬季和早春季節(jié)，陽光角度較低，使用固定遮陽板可能會導致室內(nèi)光照不足，從而影響室內(nèi)舒適度；而在夏季和早秋季節(jié)，陽光角度較高，如果沒有相應的遮陽措施，則陽光直射窗戶會增加室內(nèi)的溫度，增加室內(nèi)空調的能源消耗。

4、傳統(tǒng)的遮陽措施通常需要人工控制，難以實現(xiàn)自動化控制和節(jié)能優(yōu)化。例如，在有些建筑物上安裝的百葉窗需要手動調節(jié)，而人工控制容易出現(xiàn)誤差和浪費，同時也增加了人工成本。智能化遮陽系統(tǒng)可以根據(jù)氣象數(shù)據(jù)和室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，自動控制遮陽板的角度和開合程度，從而在保證室內(nèi)舒適度的同時，實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。例如，在夏季和早秋季節(jié)，系統(tǒng)可以根據(jù)當?shù)氐奶鞖忸A報和太陽光角度，自動調整遮陽板的角度和開合程度，以最大限度地遮擋陽光直射窗戶，降低室內(nèi)溫度，減少空調能耗。智能化遮陽系統(tǒng)還可以通過與其他建筑智能化系統(tǒng)的聯(lián)動，實現(xiàn)更加高效的節(jié)能控制。例如，可以將遮陽系統(tǒng)與室內(nèi)照明系統(tǒng)和空調系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)自動調節(jié)室內(nèi)光照和溫度的目的。此外，智能化遮陽系統(tǒng)還可以通過與建筑能源管理系統(tǒng)的聯(lián)動，實現(xiàn)能源消耗的監(jiān)控和管理，提高建筑能效水平。

2 建筑遮陽分類及其選擇

2.1 建筑遮陽分類

根據(jù)遮陽結構和使用方式，建筑遮陽可以分為以下幾類：

1、固定式遮陽：固定式遮陽是指安裝在建筑物外部的遮陽措施，通常采用固定的遮陽板或者窗棚等結構來減少室內(nèi)的直射陽光，同時也可以起到保護窗戶的作用。

2、可調式遮陽措施是一種能夠根據(jù)需要進行精細調節(jié)的遮陽方式，主要包括百葉窗、遮陽簾、卷簾等。這些遮陽設施可以根據(jù)室內(nèi)外的光照情況和室內(nèi)溫度需求進行調節(jié)，從而提高室內(nèi)舒適度，同時減少室內(nèi)空調的使用。

3、智能化遮陽指的是通過智能化技術實現(xiàn)的遮陽控制系統(tǒng)，可以自動感知太陽輻射和室內(nèi)環(huán)境，通過電動遮陽板、遮陽簾等遮陽設備進行智能控制，提高室內(nèi)舒適度、節(jié)約能源。

2.2 遮陽方式的適用朝向

不同的朝向需要采用不同的遮陽方式，以達到最佳遮陽效果。一般來說：

1、南向立面：南向立面一般面對充足的陽光照射，容易受到高溫影響，需要采用合適的遮陽措施。另外，南向立面上的遮陽措施還應充分考慮夏季和冬季的差異，例如夏季應遮擋陽光，冬季則應讓陽光進入室內(nèi)，起到節(jié)能保暖的效果。

2、東向立面：對于東向和西向立面，由于早晚陽光角度較低，對建筑的影響較大，因此需要較好的遮陽措施。對于北向立面，由于陽光照射較少，遮陽措施的需求相對較小，一般可以采用固定式遮陽措施，如窗棚、懸臂式遮陽板等，以增加建筑的美觀性。

3、西向立面：西向立面通常會面臨日曬暴曬和高溫問題，因此必須采用可調式遮陽和智能化遮陽措施以最大限度地降低室內(nèi)溫度和日照照射。

4、北向立面：北向立面的陽光輻射較少，不需要特別的遮陽措施。但由于陽光照射不足，需要采取一些措施來增加室內(nèi)采光。光學玻璃是一種可行的技術，它能夠利用反射、折射和透射等原理，將陽光引入室內(nèi)，提高室內(nèi)采光效果。

2.3 影響遮陽效果的因素

1、建筑朝向和傾斜角度：建筑朝向和傾斜角度是影響遮陽效果的重要因素。不同朝向的立面受到的陽光直射角度和強度不同，需要采用不同的遮陽方式和角度進行調節(jié)。同時，建筑傾斜角度的大小也會影響遮陽效果，傾斜角度越大，對陽光的遮擋效果就越好。

2、周圍建筑物、樹木等物體會對陽光的直射產(chǎn)生遮擋作用，影響建筑物內(nèi)部的采光和遮陽效果。例如，在一個建筑物周圍有高樓大廈或者樹木遮擋，會導致陽光的直射角度變化，從而影響遮陽效果。此外，高度較低的建筑物或者矮樹雖然不能提供完全的遮陽效果，但也會對陽光產(chǎn)生一定的遮擋作用，對于某些需要適度采光的場景可以起到積極的作用。而高度較高的建筑物或樹木則可能對遮陽產(chǎn)生過度影響，需要采用更加高效的遮陽措施來應對。

3、不同的遮陽結構和材料具有不同的透光率、遮陽系數(shù)、熱傳遞系數(shù)等物理參數(shù)，這些參數(shù)將直接影響遮陽的效果和室內(nèi)的熱環(huán)境。例如，金屬百葉窗、木質百葉窗、紗窗等材料的透光率和遮陽系數(shù)不同，對于不同的建筑場景，需要選擇適合的遮陽結構和材料，以達到最佳的遮陽效果和舒適的室內(nèi)環(huán)境。同時，遮陽結構和材料的耐久性、安裝難度、維護成本等方面也需要考慮，以確保遮陽系統(tǒng)的長期有效性和經(jīng)濟性。

4、合理的設計和調整可以最大程度地減少陽光的直射，提高室內(nèi)的舒適度和能源利用效率。例如，在可調式遮陽措施中，調整百葉窗或遮陽簾的角度可以根據(jù)陽光角度的變化來控制室內(nèi)的光照和熱量。在智能化遮陽系統(tǒng)中，可以通過計算機控制系統(tǒng)根據(jù)實際情況自動調節(jié)遮陽板和遮陽簾，進一步提高能源利用效率。

5、地理位置和氣候條件也是影響遮陽效果的因素。不同地區(qū)的氣候條件不同，例如炎熱干燥的氣候需要更多的遮陽措施，而溫和濕潤的氣候則需要更好的通風采光。地理位置的緯度和季節(jié)變化也會影響陽光直射角度和強度，需要采用不同的遮陽策略來適應不同的氣候條件和季節(jié)變化。此外，建筑物的高度和形狀、窗戶的尺寸和位置等也會影響遮陽效果。高樓大廈受到的陽光直射角度和強度與低矮建筑不同，而大面積的窗戶可能需要更多的遮陽措施來控制室內(nèi)的光照和溫度。

3 夏熱冬暖地區(qū)既有建筑遮陽措施對比分析

3.1 遮陽效果的比較分析

夏熱冬暖地區(qū)的建筑遮陽措施主要是為了控制室內(nèi)溫度和光照，以提高室內(nèi)舒適度。不同的遮陽措施在遮陽效果上存在一定的差異，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、百葉窗：百葉窗是一種常見的遮陽措施，它由多個平行的可旋轉百葉板組成，可以通過手動或自動控制百葉板的角度來控制室內(nèi)光線和熱量的進入。這種遮陽措施適合在白天和晚上進行精細的光線調節(jié)，使室內(nèi)的光線和溫度更加舒適和平穩(wěn)。但是，當太陽高度角度過低或直射強度過高時，百葉窗的遮陽效果就不夠理想，可能會導致室內(nèi)溫度過高和光線不均勻。此外，百葉窗在使用中也容易積累灰塵和污垢，需要定期清潔和維護，否則會影響其遮陽效果和外觀美觀。

2、遮陽簾：遮陽簾可根據(jù)需要手動或電動調節(jié)面積，適合大面積遮陽。但相比于百葉窗，對光線的調節(jié)精細度有所降低。此外，遮陽簾材料的選擇也會影響遮陽效果，如選用較輕薄的材料可能會在強風天氣下影響使用效果，而選用較重的材料則可能影響電動遮陽簾的開啟和關閉。因此，在實際應用中，需要結合具體的建筑設計和使用需求，綜合考慮各種因素，選擇適合的遮陽措施。例如，在需要高精度光線調節(jié)的場合，可以采用百葉窗；在大面積遮陽的場合，可以采用遮陽簾或遮陽蓬。同時，還需要注意遮陽措施與建筑外觀的協(xié)調性，以及材料的可持續(xù)性和環(huán)保性等方面的問題[1]。

3、窗棚和懸臂式遮陽板：窗棚和懸臂式遮陽板是常見的固定式遮陽措施，適合用于大面積的遮陽。這些遮陽措施能夠有效地減少陽光的直射，降低室內(nèi)溫度和光照強度，提高室內(nèi)舒適度。但是，由于它們是固定式的，因此無法根據(jù)不同的季節(jié)和天氣變化進行調整。此外，與百葉窗和窗簾相比，窗棚和懸臂式遮陽板對于光線的調節(jié)精細度有限，因為它們只能提供一個固定的遮陽面積和角度，無法根據(jù)室內(nèi)光照和溫度情況進行自動調節(jié)。因此，在選擇遮陽措施時，需要根據(jù)實際需求和場景進行綜合考慮，選擇最合適的遮陽措施。

3.2 能耗的比較分析

在夏熱冬暖地區(qū)，建筑遮陽措施的能耗問題與能源消耗、室內(nèi)舒適度和建筑設計密切相關。對于固定式遮陽措施，其能夠有效減少陽光直射，但由于不能進行精細調節(jié)，可能會導致室內(nèi)溫度過高或過低，增加空調的能源消耗。而可調式遮陽措施可以根據(jù)需要進行精細調節(jié)，有助于節(jié)約能源。比如，當室內(nèi)溫度過高時，可以通過調節(jié)遮陽板和遮陽簾來降低陽光直射，減少空調的運行時間，從而降低能源消耗。智能化遮陽系統(tǒng)更能夠根據(jù)實際情況自動調節(jié)遮陽板和遮陽簾，進一步提高能源利用效率。另外，建筑遮陽措施的材料和設計也對能耗有影響。例如，選擇反射率較高的材料可以減少太陽輻射對建筑的吸收，從而降低室內(nèi)溫度，減少空調的能源消耗。而對于遮陽結構的設計，則需要考慮遮陽板和遮陽簾的面積、方向和角度等因素，以最大限度地利用自然光照和自然通風資源，提高室內(nèi)舒適度，并降低能源消耗。因此，合理的建筑遮陽措施可以有效降低室內(nèi)溫度、提高室內(nèi)舒適度，并減少能源消耗。在建筑設計過程中，應根據(jù)實際情況選擇適當?shù)恼陉柎胧┖筒牧?，并結合智能化遮陽系統(tǒng)，以實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[2]。

3.3 經(jīng)濟性的比較分析

不同的建筑遮陽措施在經(jīng)濟性上也存在差異。固定式遮陽措施成本相對較低，但不能進行精細調節(jié)；可調式遮陽措施成本相對較高，但能夠進行精細調節(jié)，經(jīng)濟性相對較好；智能化遮陽系統(tǒng)成本較高，但可以根據(jù)實際情況自動調節(jié)遮陽板和遮陽簾，經(jīng)濟性相對較好。除了建筑遮陽措施本身的成本之外，還需要考慮使用壽命、維護和保養(yǎng)等因素對經(jīng)濟性的影響。固定式遮陽措施一般具有較長的使用壽命，維護和保養(yǎng)成本相對較低；而可調式遮陽措施和智能化遮陽系統(tǒng)由于涉及到機械和電子設備，使用壽命可能相對較短，維護和保養(yǎng)成本相對較高。此外，不同的遮陽措施在不同地區(qū)和不同建筑類型中的經(jīng)濟性也可能存在差異。因此，在選擇建筑遮陽措施時，需要綜合考慮建筑本身的特點、使用需求、地理環(huán)境和經(jīng)濟預算等因素，進行全面的比較分析[3]。

4 結束語

建筑遮陽措施的選擇對于室內(nèi)舒適度和節(jié)能至關重要。在選擇合適的遮陽措施時，需要考慮多種因素，如建筑朝向、周圍環(huán)境、遮陽結構和材料，以及經(jīng)濟性和能耗等。同時，智能化技術的應用也為建筑遮陽措施帶來了更多可能性，未來建筑遮陽措施的發(fā)展也將朝著智能化方向發(fā)展，進一步提高能源利用效率和經(jīng)濟性，以滿足人們對于更加舒適和可持續(xù)的建筑環(huán)境的需求。