住宅建筑外遮陽設計的常見問題及對策探析

胡永東 （華東建筑設計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，大多都有這樣的經歷，炎炎夏日，從室內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，尤其是下午三四點鐘時的西向窗戶。筆者現居住的房子，主衛和書房朝西，雖然用的是中空玻璃，但夏日午后對此感受特別深刻，室內溫度明顯高于其他房間。

根據《住宅設計規范》（GB50096-1999）（2003年版）第5.2.3條，寒冷、夏熱冬冷和夏熱冬暖地區，住宅建筑的西向居住空間朝西外窗均應采取遮陽措施；屋頂和西向外墻應采取隔熱措施。根據《住宅設計規范》（GB50096-2011）第7.1.8條，除嚴寒地區外，居住空間朝西外窗應采取外遮陽措施，居住空間朝東外窗宜采取外遮陽措施。當采用天窗、斜屋頂窗采光時，應采取活動遮陽措施。另《安徽省居住建筑節能設計標準》（DB34/1466-2019）規定，外門窗綜合遮陽系數及外遮陽設置要求應按不同開間窗墻比并符合下表規定。有外遮陽時，外門窗綜合遮陽系數取外門窗遮陽系數與外遮陽系數乘積；無外遮陽時，外門窗綜合遮陽系數取外門窗遮陽系數。東偏北 30°至東偏南60°，西偏北30°至西偏南60°范圍的外門窗設置遮陽時，應設置可以遮住窗戶正面的活動外遮陽。南向外門窗設置遮陽設施時，宜設置水平遮陽或可以遮住窗戶正面的活動外遮陽；建筑外遮陽裝置應與結構牢固連接。

從國家規范和地方標準的用詞可看出，以前對此要求不太高，現在的要求是越來越高，一方面反映了大家對生活品質的不斷追求，另一方面也說明了綠色建筑設計的重要性越來越高。綠色建筑設計，應按被動措施優先的原則，優化建筑體型、內部空間布局，充分利用天然采光與自然通風，采用綠色建材與產品，加強圍護結構保溫、隔熱措施，提高供暖、空調和電氣照明系統的能源利用效率，在全壽命周期內降低建筑總能耗，提高室內舒適度。

對于外門窗的傳熱系數，以普遍采用的隔熱金屬型材為例，根據安徽省居住建筑節能設計標準，當玻璃采用6中透光Low-E+12A+6的中空玻璃規格時，其整窗傳熱系數為2.4～2.5W/(㎡·K)，當玻璃采用5中透光Low-E+9A+5+9A+5的三玻雙腔中空玻璃規格時，其整窗傳熱系數為 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（根據民用建筑設計術語標準，建筑遮陽即利用建筑構件或材料特性遮擋陽光輻射的設施；建筑防熱即抵擋夏季室外熱作用，防止室內過熱所采取的建筑設計綜合措施）。當采用內遮陽如窗簾或百葉時，由于熱量大量透過玻璃進入室內，室內空氣溫度會居高不下，大幅增加空調能耗。而外遮陽，即在戶外設置百葉窗、卷簾等遮陽設備，具有自然的節能功效，可遮擋陽光輻射、抵擋夏季室外熱作用，防止室內過熱，可以較大地節省空調耗能。

外門窗夏季綜合遮陽系數及外遮陽要求

2 常規設計

外窗遮陽防熱的方式較多，市場上相關產品也多種多樣。現階段，合肥等地區，對于根據節能計算需要采用外遮陽設施的，日常設計中多采用中置百葉窗（內置可調百葉的中空玻璃）或外卷簾的方式。采用中置百葉窗時，其優勢是不用擔心百葉受到室外風力的影響，只是由于部分熱量到達了中間空氣層，其遮陽防熱效果有所折減。從遮陽防熱角度看，窗戶外側設置卷簾的效果是非常明顯的。近年來，我們有的項目采用了中置百葉窗，也有的項目采用了窗戶外側設置卷簾的方式，構造大樣如圖1所示，卷簾盒設在窗戶頂部外挑的混凝土板下方，卷簾的導軌與窗框緊鄰。

圖1 外遮陽構造大樣1

3 存在問題

在對已完成的項目進行實地踏勘后，感覺遮陽效果均有實質性提升，但也發現有些細節值得推敲：

①采用中置百葉窗后，如果外窗的立面分格偏小，則百葉數量多，調節百葉會比較繁瑣，另外由于各家各戶對中置百葉的調節不可能統一，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，當卷簾完全遮住窗戶正面時，室內非常暗，影響了正常采光，就算在正午，室內日常活動也需開燈，這就帶來了電資源的浪費，不符合綠色建筑的節能原則，更不符合碳達峰、碳中和的精神。

4 對策

從實際案例出發，筆者認為，可從如下幾點來考慮。

①優選戶型，如有條件，則不設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生間、廚房，因其對視野要求較低，只需要保證通風采光，可在保證通風采光的前提下結合空調機位或造型在窗戶外側做固定的能夠遮住窗戶正面的垂直遮陽（可手動調節角度）。

②當所選戶型存在朝東向開窗的起居室、臥室及書房時，優化開間窗墻比，控制在限值以下，減少夏季的熱，以避免設置外遮陽。對于南向窗同樣如此（根據節能設計標準，當南向陽臺進深不小于1.5m時，可認定通向陽臺的門窗滿足標準），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、根據窗墻比需設置外遮陽的，當采用中置百葉窗時，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量，從而減少日常居家調節百葉的工作。當采用外加卷簾的方式時，建議適當增加卷簾與外窗的間距，使得卷簾完全遮住窗戶正面時，其兩側或下方還有光線進入室內，對應構造如圖2所示。因規范要求建筑外遮陽裝置應與結構牢固連接，可考慮采用兩種形式：a.每層窗頂設置混凝土挑板，卷簾盒固定在混凝土挑板下方，卷簾兩側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.每層窗頂設置混凝土挑板，窗戶兩側也設置外伸的混凝土構件，卷簾盒固定在混凝土挑板下方，卷簾兩側的金屬軌道固定在背后的豎向混凝土構件表面，如圖4所示。至于采用哪種形式，可結合建筑造型與裝配式設計的角度統籌確定。

圖2 外遮陽構造大樣2

圖3 外遮陽平面示意3

圖4 外遮陽平面示意4

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

⑤當東西向有生活陽臺時，相應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件，但遮陽效果不佳，還是要設置垂直遮陽設施，才能很好地解決夏季遮陽防熱問題，節約空調能耗。建議在陽臺外側結合水平線條設置卷簾，南向與東西向設置，北向不設，這樣，當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，還可以通過北側外窗采光，以達到正常的采光標準，滿足日常生活的需求，效果還是比較好的，其構造形式可參考圖1，即卷簾緊貼外窗設置。

⑥采用外遮陽設施時，因展開后面積大，且背面為外窗，材料的防火性能應滿足現行建筑設計防火規范中A級材料的要求，以杜絕火災隱患。

5 結語

在追求品質的年代，越來越多的設計師、開發企業和業主開始重視住宅的遮陽設計。隨著建筑材料的不斷研發提升，建筑遮陽防熱的產品肯定會越來越多，效果會越來越好，對各種各樣的細節考慮得會更加周到細致，與建筑的一體化處理的方式也會上新的臺階。