遮陽技術在預制裝配式建筑上的探討研究

劉佳圍 孫榮

【摘要】建筑遮陽技術的使用能夠減少建筑能耗的20%-30%，對可持續性建筑的發展協助很大，而預制裝配式建筑是建筑未來發展的一大趨勢，兩者對于建筑的發展都意義重大。本文就遮陽技術在預制裝配式建筑上的運用展開探討，提出了遮陽技術在預制建筑上的設計方法，關注了遮陽技術發展的價值，引起對可持續性建筑的思考。

【關鍵詞】建筑遮陽；預制裝配式建筑；節能

1 研究背景

在國家經濟飛速發展的今天，人們的生活質量普遍提升，房屋建筑也從最基本的需求不斷向更高層次提升，以低碳、節能、環保等為目的的綠色可持續建筑日益發展，因此在進行建筑設計的同時，節能方面的遮陽、通風、采光等等條件應該進行必要的考慮。然而，我國的建筑模式相對而言仍比較傳統，很難滿足現代社會發展需要，以及達到可持續發展的要求，并且我國現階段人口老齡化逐步加劇，未來勞動力會相對減少，因此預制裝配式建筑在未來有很大的發展空間，并滿足現代社會發展需要，遮陽設施作為預制裝配式建筑的一部分，具有很大的發展空間。

建筑工業化將是建筑發展的必由之路，具有遮陽作用的預制裝配式建筑作為其重要的體現，將會得到很大的發展。

2 研究和推廣意義

遮陽技術在預制裝配式建筑上的探討研究。預制裝配式建筑在未來將會有很大的發展空間，這必然會聯系到未來建筑的綠色問題。建筑遮陽類型的選擇和設計是建筑設計一個重要的組成部分，對節約建筑能耗和改善室內光環境和室內熱舒適度有非常積極的作用，同時，也是體現建筑自身文化性與地域性的造型語言。在當今社會，建筑遮陽設計不僅在滿足建筑節能的同時，也要滿足人們對美的追求和視覺觀感。

合理地將遮陽技術運用到預制建筑上，并綜合遮陽與通風、采光、視線遮擋、建筑節能等方面，將會對建筑的發展有著推動作用。

3 預制裝配式建筑中的遮陽設計

建筑的遮陽類型主要有：外門窗遮陽、屋面遮陽、墻面遮陽、綠化遮陽等。建筑遮陽應根據當地的地理位置、氣候條件、建筑類型、使用功能、建筑造型、透明圍護結構的朝向等方面，選擇合適的遮陽形式運用到預制裝配式建筑，并且宜優先選擇外遮陽。

對此，我們認為建筑遮陽設計全過程、復合化、智能化、地域化、生態化這五種要素是在設計過程中必須考慮的前提。首先，通過對遮陽構件的重復與變化以形成節奏感，呈現韻律與動感之美。利用遮陽構件創造層次感與光影效果，使得整個建筑造型更加豐富。這可以使預制建筑的造型美觀。其次，建筑遮陽應該結合太陽能等功能材料，以及與建筑的功能構件相結合，打破建筑各功能構件的聯系，考慮采光口與陽臺、外廊、檢修道、屋頂、墻面的綜合遮陽設計，使遮陽構件與預制裝配式建筑本身融為一體。建筑雙表皮遮陽是其中比較特殊的一種。建筑物的雙層表皮是指在建筑立面外附加一層立面，以實現單層立面不能滿足的物理功能和使用功能。雙層表皮通過特殊處理的玻璃和附加機械系統，能實現自然通風、遮擋輻射、減少能耗（包括熱負荷和冷負荷）、隔絕噪音等目標，高層雙層玻璃幕墻就是一個很好的例子。

預制建筑的智能方面，太陽輻射強度受天空中云量影響很大，同時太陽高度角和方位角也隨時間不斷變化，因此不同季節不同氣象條件下對遮陽的需求也不同，而固定式的遮陽構件無法滿足這種不斷變化的遮陽及采光需求，所以智能化、活動式建筑遮陽構件應運而生。智能遮陽系統可以根據陽光的強弱程度自行調節遮陽設施的角度，夏季可以將陽光反射回室外，冬季將陽光更多地引入至室內，從而有效地調節和控制室內溫度和照度。從而達到預制建筑的遮陽目的。

預制建筑的地域化以及生態化方面，利用現代技術把傳統材料和民族性格等地方性因素融合到遮陽設計理念中。即使預制建筑是現代建筑的一種產物，可是現代建筑和當地的歷史文化產生關系，讓建筑在滿足基本的功能需求的同時，得以通過其遮陽結合當地的傳統元素，滿足建筑的需求。預制建筑的生態方面，結合植物遮陽是一種趨勢，落葉的喬木是非常好的遮陽設施，大多數喬木的樹葉隨氣溫的升高而繁茂，隨氣溫降低而凋落，這正起到了夏季開啟而冬天收起遮陽的作用。當然，這些措施應該是在建筑裝置過程或者建筑已經落成之后完成。結合預制裝配式建筑設計，合理設置垂直綠化與屋頂花園綠化。

在設計預制建筑中的遮陽方法過程中，垂直遮陽板可以成為一種較為方便的遮陽措施，這種技術可以在符合基地地理位置的特殊遮陽需求情況下滿足一定的遮陽要求。但是依據建筑技藝資料研究表明，垂直板的扭轉角度的問題，陽光還是有可能從板與板之間的縫隙射進室內。但是如果遮陽板可以活動，在陽光能夠滲透到建筑內的那段時間，遮陽板的方向進行扭轉，即可以用特殊的方式來應對各種問題。在以上所提到的雙層表皮的應用，這里的活動垂直遮陽可以與雙層表皮進行一定的綜合使用，這樣可以減小維護和操作的難度，雙層表皮本身又將利用西曬所得的熱量形成熱浮力。通過屋頂設計的出風口，把熱輻射從西立面帶走，并且引導室內通風。達到良好的綜合效果。

4 遮陽設計在預制裝配式建筑中的探討

光要進房間，所以有了窗戶，窗戶要和室外環境進行隔絕，所以有了玻璃這種透明的材料，而光的過多滲透到室內讓人在這環境中產生不舒適的感覺，所以從一開始就進行光的阻擋是不錯的選擇。現如今，建筑能耗占社會總能耗的28%，采取必要有效的遮陽措施能有效減少建筑能耗，節約大量能源，因此利用新型的建筑材料來提升遮陽節能優勢是建筑遮陽的一大趨勢。

透明混凝土是一種由大量的光學纖維和精致混凝土組合而成新型混凝土，可節約大量的人工光能的同時遮擋一定的陽光來滿足室內需求。利用透明混凝土來制備遮陽擋板可以有效控制室內光線進入量，調節室內光線，減少室內能耗。

透明混凝土多采用預制，與預制裝配式建筑工序相契合。通過在工廠將透明混凝土加入遮陽配件中，制成遮陽構件，后期可方便裝配到建筑中。透明混凝土可以通過改變光纖體積比和光纖直徑來改變透光率，目前智能透明混凝土可以通過疊加或減少不同透光率的透明混凝土來改變整體的透光率，將它運用到遮陽中，可以根據外界的光線來智能調節遮陽系統，控制光線的進入量，減少室內能源消耗。所以，透明混凝土是未來預制裝配式建筑中較好的選擇。同時也可以結合上節所講的活動遮陽設施，綜合進行遮陽處理。

5 總結

盡管目前國內的建筑遮陽普及率較低，但是隨著中國建筑業的不斷發展，遮陽技術將會受到越來越多的重視，認可度被提高的同時，遮陽技術也會在未來得到更大的改善。對于建筑來說，遮陽是在圍護建筑內部的同時，也作為建筑表皮所存在，成為建筑的主要構件。所以，人們應該加強對遮陽的重視程度。在預制裝配式建筑不斷發展的過程中，如何更好提高遮陽技術，并運用到裝配式建筑上去，還有很大的發展空間，這值得廣大建筑人員思考。

[1]陳燕男，建筑遮陽設計思路[J]，中國建筑工業出版社，2013.6

[2]白勝芳，建筑遮陽技術[M]，中國建筑工業出版社，2013.6

[3]顏俊，生態視角下的建筑遮陽技術研究[D]，清華大學建筑學院，2004

等