夏熱冬冷地區建筑遮陽優化設計分析

■趙煜斌 ■尋烏縣建筑設計室，江西 尋烏 342200

人們生活水平的提高，對建筑的居住舒適度有了更高的要求和標準。在夏熱冬冷地區，空調是建筑使用中重要的設備，那么相應的就會產生更多的能源消耗，特別是在夏季，空調的使用量普遍增加，為了盡可能的減少空調帶來的能耗，對建筑外墻圍護結構采取有效的遮陽措施，進行科學的設計優化就顯得十分的有必要，筆者就從這一方面入手，對夏熱冬冷地區的建筑遮陽優化設計工作進行了闡述分析。

1 夏熱冬冷地區的氣候特點

我國的疆域遼闊，從氣候的分布范圍來看，縱向呈現出明顯的地域特點，由南向北呈現出熱帶到寒帶的明顯差異。總的來說，我國的夏熱冬冷氣候較為明顯的區別是以大陸的中部為主，夏季的氣候環境是太陽的輻射強度較大，日照時間較長，天氣較為悶熱;冬季則是氣候寒冷，太陽輻射強度低，以濕冷天氣為主。那么在這一氣候變化較為明顯的地區，建筑物的建造設計需要充分的滿足夏季放熱、冬季保暖的基本居住要求。

2 建筑遮陽設計工作的具體闡述

2.1 遮陽設計的部位

上述提到，我國的夏熱冬冷地區主要是在北回歸線以北地區，太陽的輻射高度角和方位角會隨著時間的變化而進行相應的推移，但是，它的陽光照射主要是集中在房屋的南面、西面、東面、西南面、東南面以及屋頂部位，不會照射到北面，因此，根據這一特點，對于建筑物的外墻遮陽設計就側重于屋頂、南面、西面、東面、西南面、東南面，在進行設計的過程中，還要根據具體每個面的陽光照射量多少來進行合理的調整優化，確保各個部位都有很好的遮陽防護，進而提高建筑物的使用效果。

2.2 遮陽設計的相關事項

如果建筑是屬于一個單體式的，需要根據建筑在整個小區或者是四周的建筑群中的平面位置和建筑的高度，根據當地的主導風向，在自然通風條件良好的基礎上，進行細致合理的建筑遮陽設計工作。它的建筑外墻一般可以考慮采用內遮陽、中間遮陽、外遮陽以及建筑陰影遮陽等的形式來起到遮陽防護的作用。

如果采用的是內遮陽和中間遮陽時，遮陽采取的設施面向室外時需要采用可以反射太陽光的材質，并根據太陽輻射的實際情況來進行實施的調整，對其反射角度和位置有合理的規劃，遮陽可以對建筑室內的光環境和熱環境起到調節優化作用。

外遮陽在現代大多數建筑遮陽防護措施中是使用范圍最廣的一種，具有很好的遮陽效果，根據其的遮陽原理，可以分為多種類型，每一類型的采用需要遵循以下兩個原則:一是外窗靠近南面或者是南面的話，在設置時要以水平的形式，也可以是可以遮住窗戶正面的活動外遮陽;二是如果外窗是西偏北30°至西偏南60°或者是東偏北30°至東偏南60°的話，要設置擋板式遮陽，也可以是直接的遮住窗戶正面的活動外遮陽。

如果是高層建筑群的遮陽，就需要依據于太陽在夏季時的運行變化規律，根據其陰影移動的范圍規律，對建筑的平面設置認真合理的設計，盡可能的發揮建筑陰影對建筑物的遮陽作用，這種遮陽設計是一種沒有經濟成本投入的形式，值得大力推廣應用。

3 對夏熱冬冷地區建筑遮陽設計的優化

建筑的遮陽設計工作，除了要兼顧隔熱和節能的作用外，還需要重視建筑的居住舒適度和外觀，將其作為一個整體來對待，從整體上入手進行綜合的設計優化。

3.1 舒適度的設計優化

建筑的居住舒適度涉及到諸多的方面，包括光環境、熱環境、通風環境以及聲音環境等，這些是進行舒適度設計的主要考慮因素。

首先，光環境方面。這一方面主要考慮的是建筑室內除了要有足夠的照明度外，還要避免陽關的直射，削減室內的眩光，保持室內的光環境是均勻平衡的，最常見的光調節設施就是百葉窗，它的自身結構可以對室內光環境起到合理的優化作用，光會被劃分為條狀、點狀、塊狀的形式，光線會變得更為柔和，而且，隨著百葉活動，室內可以變幻出多樣的光影效果，增加了室內的藝術性。

其次，熱環境方面。這一方面主要是對夏季的空調使用能耗來說的，在遮陽設施的作用下，可以大幅度的減少空調制冷帶來的能耗。采用外遮陽時，可以把將近80%的太陽輻射直接的反射到外邊，使太陽輻射的熱量散發到室外，從而減少了室內的太陽熱，可以把室內的溫度下降到5℃左右，也就實現了改善室內熱環境的目的。

第三，通風環境方面。眾所周知，散熱的最為有效方法就是通風，在自然通風的作用下，可以大大的減少太陽熱量的積存，不論是外遮陽措施還是內遮陽措施，在進行隔熱的過程中，遮陽設施自身都會吸收大量的太陽輻射熱，并以長波輻射的形式向室內進行傳播，如果具有良好的自然通風環境，就會把這部分的熱量及時的擴散，從而降低室內的溫度，也就減少了空調的使用，在具體的通風設計工作上，要盡可能的利用建筑物的地形地勢特點，利用風壓差，實現穿堂風。

第四，聲音方面。它是針對于減少室外噪音對室內的影響來說的，很多的建筑外窗采用的是遮陽設施和中空玻璃節能窗聯合應用的形式，其中，中空玻璃節能的隔音效果十分良好，內置遮陽百葉中空玻璃節能窗會比其略好，兩者同時處于關閉的狀態，可以大大降低室內的噪音，經過實際的應用測試表明，內置的遮陽百葉中空玻璃節能窗可以把噪音降低36dB 以上。

3.2 藝術性的設計優化

除了上述提到的建筑遮陽設施所起到的作用外，還需要把其直接的作為建筑的元素進行藝術性的設計，主要有光影美學、線條韻律、色彩匹配、層次感、節奏感以及虛實對比等。建筑結構設計師和遮陽設計技術人員在進行藝術性的設計時，根據實際的建筑特點精心思考，創造性的設計出具有藝術特點的建筑遮陽。例如柯布西耶設計師所設計的印度昌迪加爾高等法院，就是把光影美學、虛實對比等設計手法進行有機的融合，成為遮陽藝術設計的典范。

3.3 一體化的設計優化

大多數的遮陽設施都是單一式的，設計完成后再安裝到建筑的外墻上，在安裝的過程中就會不可避免的對建筑的外觀帶來一定程度的破壞，如果采用的是外遮陽，它的結構安全性是首要的注意點。進行一體化的遮陽設計，可以減少對建筑的破壞，建筑的施工和遮陽設施安裝是同步進行的，確保了遮陽設施和建筑之間的良好銜接，從而有助于遮陽效果的有效發揮。

4 總結

夏熱冬冷地區的建筑遮陽設計，首要的考慮點就是要把建筑的節能放在第一位置，然后綜合考慮光調節、熱調節以及聲音調節等的其他功能發揮。在具體的遮陽設計優化時，要根據建筑的實際位置，依據當地的氣候條件，進行科學合理的設計，并兼顧藝術性、舒適性，進而促進建筑遮陽效果的提高。

［1］李謨彬，郭德平.夏熱冬冷地區建筑遮陽設計優化［J］.建筑科學，2014，30(12):93-97.

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