談建筑遮陽和建筑的一體化設(shè)計研究

周輝宇 李楊德 賴道新

(新城控股集團有限公司設(shè)計研發(fā)中心，江蘇常州 213002)

1 氣候特點

1.1 熱工分區(qū)

氣候條件是建筑設(shè)計的重要依據(jù)，不同的氣候條件決定了建筑設(shè)計的不同要求。對于炎熱地區(qū)來說，建筑需要通風(fēng)、遮陽和隔熱，建筑設(shè)計的側(cè)重點是想方設(shè)法將室內(nèi)的熱量排出、阻止室外的熱量進入。與炎熱地區(qū)相比，寒冷地區(qū)的建筑設(shè)計則大不相同，建筑需要盡量保持室內(nèi)的熱量，阻隔室內(nèi)外之間熱傳遞。夏熱冬冷地區(qū)夏季炎熱、冬季寒冷、過渡季節(jié)短，屬于特殊的氣候帶;從地理上來說，夏熱冬冷地區(qū)為長江中下游地區(qū)，即南嶺以北、黃河以南的地區(qū)，該地區(qū)的分區(qū)指標(biāo)是:累年最冷月平均溫度為0℃～10℃，最熱月平均溫度25℃～30℃，日平均溫度不大于5℃的天數(shù)為90 d，日平均溫度不小于25℃的天數(shù)為40 d～110 d。GB 50176-93民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范對夏熱冬冷地區(qū)建筑物的設(shè)計要求是:必須滿足夏季防熱要求，適當(dāng)兼顧冬季保溫。

1.2 建筑節(jié)能設(shè)計要求

夏熱冬冷的部分地區(qū)室外風(fēng)小，陰天多，因此需要從提高住宅日照、促進自然通風(fēng)角度綜合確定窗墻比。由于夏熱冬冷地區(qū)居住長期的生活習(xí)慣，人們普遍有開窗通風(fēng)的習(xí)慣，不僅能夠愉悅身心、享受與大自然溝通的快樂，加強通風(fēng)還能將室內(nèi)的熱量帶到室外，降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)采暖設(shè)施的開啟時間，降低建筑能耗。

由于該地區(qū)夏季太陽輻射強，持續(xù)時間久，因此要特別強調(diào)外窗遮陽、外墻和屋頂隔熱的設(shè)計。值得指出，僅僅按照《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定(屋頂和東、西墻內(nèi)表面溫度保證其內(nèi)表面最高溫度低于夏季室外計算溫度最高值)進行建筑物的屋頂和東、西墻的隔熱設(shè)計還遠不夠。建議在技術(shù)經(jīng)濟可能的條件下，通過提高優(yōu)化屋頂和東、西墻的保溫隔熱設(shè)計，盡可能降低這些外墻的內(nèi)表面溫度。此外，還要利用外遮陽等方式避免或減少主要功能房間的東曬或西曬情況。

2 建筑遮陽與外遮陽

在蘇J 33-2008江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集中，根據(jù)外遮陽不同形式，分為六大類，分別是:水平式、垂直式、面板式、格柵式、綜合式和自然綠化(見表1)。

3 建筑外遮陽與建筑一體化設(shè)計

3.1 氣候的適宜性

氣候是影響建筑環(huán)境的最主要因素，外墻保溫和控制建筑窗墻比都是為了降低氣候?qū)ㄖh(huán)境的不利影響。建筑遮陽的目的無外乎也是將惡劣環(huán)境對建筑環(huán)境的影響降低至最低程度，所以，不論建筑遮陽采用的是哪種形式(活動式、固定式)，都必須考慮到氣候?qū)ㄖh(huán)境的影響，要求遮陽產(chǎn)品對氣候有足夠的適宜性，其中環(huán)境的變化指的是一年四季的氣候變化和白天、黑夜的更替、太陽照射、氣溫、陰雨的變化等等。

3.2 外遮陽的類型

1)因地制宜。

由于夏熱冬冷地區(qū)夏季炎熱、冬季寒冷，建筑遮陽不能一味地將熱量阻擋在外，否則建筑冬季無法獲得需要的熱量。建筑設(shè)計時，在考慮建筑遮陽的同時，采光和保溫也需要考慮，建筑遮陽的設(shè)計不能遮擋冬季陽光進入室內(nèi)。與此同時，夏熱冬冷地區(qū)的范圍十分廣泛，在該地區(qū)內(nèi)部，不同省份的氣候也存在著較大的差異，因此不同地區(qū)的遮陽形式還得依據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，盡量采用合理的遮陽設(shè)計方案，例如，成都地區(qū)，常年光照強度很低，采用遮陽設(shè)計有點不合時宜。湖北、江蘇地區(qū)的學(xué)校、老年公寓、低層建筑可以考慮采用墻體綠化遮陽的形式。

2)平面布局。

在小區(qū)的平面布局規(guī)劃時，本著避免建筑主要房間受到夏季強烈太陽輻射影響的原則，臥室、客廳等主要房間必須避免開設(shè)大面積的東向和西向外窗。同時，規(guī)劃時利用建筑物之間的相互遮擋，減少夏季陽光射入室內(nèi)，可以減少遮陽構(gòu)件的使用。建筑物的縱軸，也應(yīng)當(dāng)盡量為東西向或接近東西向，最好把大多數(shù)房間安排為南北向，從而避免受到西曬。

3)遮陽效果與經(jīng)濟性的平衡。

除了建設(shè)行業(yè)行政部門的強力推動，房地產(chǎn)企業(yè)的主動行為對遮陽產(chǎn)品的大范圍推廣具有十分重要的意義。因此，合理的價格是遮陽產(chǎn)品能否得到有效推廣的重要影響因素，類似于不同的建筑有不同的定位和資金投入一樣。有些性能最優(yōu)化的遮陽設(shè)計和產(chǎn)品，如果性價比不高，則難以得到推廣。

表1 建筑外遮陽六種常用形式

3.3 遮陽產(chǎn)品與建筑的結(jié)合

建筑產(chǎn)業(yè)化之后，由于工種的分離，遮陽設(shè)計與建筑整體設(shè)計的分離，也給遮陽產(chǎn)品的推廣應(yīng)用造成一定的現(xiàn)實困難。遮陽產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家在材料選擇、造型尺寸的設(shè)計方面，往往缺乏與建筑師們的溝通，廠家設(shè)計出廠的產(chǎn)品不容易得到建筑師的認可。如果先由建筑師根據(jù)不同建筑的特點，提出所需要的遮陽產(chǎn)品形式，再由廠家設(shè)計、生產(chǎn)，對于推廣遮陽產(chǎn)品具有重要作用。

3.4 技術(shù)的合理性

目前，高技術(shù)已經(jīng)走進了尋常百姓家，在建筑設(shè)計和遮陽設(shè)計中，也出現(xiàn)了某些“高科技”產(chǎn)品，例如采用計算機控制、太陽能轉(zhuǎn)換、光電信息等等。筆者認為，不論是高科技產(chǎn)品，還是非常簡陋的產(chǎn)品，只要能起到改善室內(nèi)環(huán)境、降低建筑能耗的作用，就應(yīng)當(dāng)加以推廣利用。

3.5 功能的兼容性

當(dāng)然，最后來說，建筑遮陽的使用最終還是為了提高建筑居住的舒適度，遮陽不能僅僅是遮陽的功能，遮陽產(chǎn)品的采用不能影響建筑其他基本功能的滿足，例如視野、采光、保溫、通風(fēng)、隔聲等等。遮陽的設(shè)計需要從整體的角度出發(fā)，綜合建筑的各種需求，提出能夠協(xié)調(diào)各方矛盾的、綜合性能最優(yōu)的遮陽措施。

4 結(jié)語

當(dāng)前，建筑物的運行能耗越來越引起社會的廣泛重視，建筑遮陽是控制建筑能耗、提高建筑環(huán)境質(zhì)量、改善居住空間的有效手段。筆者以夏熱冬冷地區(qū)建筑為例，分析了遮陽產(chǎn)品在推廣應(yīng)用過程中的實際問題，最后提出了該地區(qū)建筑遮陽和建筑一體化設(shè)計的策略，期望能夠?qū)ㄖ陉柕挠行褂糜兴梃b。

［1］江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)站.06系列江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集:建筑外遮陽蘇J 33-2008［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［2］GB 50176-93，民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］江 億，林波榮，曾劍龍，等.住宅節(jié)能［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［4］清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報2009［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［5］譚崇裕，林新峰.住宅建筑的一體化設(shè)計思考［J］.山西建筑，2011，37(31):179-180.