建筑遮陽設計與研究

趙桄柯

（新疆建筑設計研究院，新疆 烏魯木齊830002）

0 前言

近年來，能源和資源問題引起了全世界的廣泛關注，建筑節能成為當今世界的發展潮流。在我國，建筑能耗高居不下，建筑節能迫在眉睫?！笆濉逼陂g，節能領域已成為我國高度重視的戰略方向。隨著我國建筑節能工作的深入，建筑遮陽的節能效果已被人們認同。因此，無論是從建筑節能，還是從室內的光熱環境來考慮，建筑遮陽都是至關重要的。

1 我國古代的建筑遮陽

在我國建筑歷史上，建筑遮陽始終是建筑歷史長河中的重要組成部分。在我國廣大地區，挑檐作為中國古代木構件建筑的重要組成部分亦是最為常見的建筑遮陽形式。多數人認為挑檐的主要功能是防雨，卻忽略了挑檐的遮陽作用。院落遮陽是中國傳統民居另一種典型的這樣方式，由于院落四周建筑的陰影正好投射在院落中，形成了陰涼的小天井，起到了很好的遮陽作用。另外，古色古香的古建筑門窗格柵也具有遮陽作用。

2 現代遮陽技術的發展趨勢

目前，隨著現代科學技術的進步和建筑節能工作的推進，建筑遮陽產業已經全面進入一個高速發展階段，其發展趨勢主要包括以下幾種。

2.1 新型建筑遮陽材料和工藝

目前，建筑遮陽材料非常多，如木材、混凝土、金屬、塑料、金屬、玻璃等。木材和混凝土仍在使用，但加工工藝更為精細和現代化。目前最受建筑師歡迎的遮陽構件材料是金屬，由于金屬良好的可塑性，金屬遮陽構件的形態多種多樣。流線型的機翼型遮陽板具有極高的抗風壓能力和靈活的結構形式，能合理的反射陽光。這種遮陽板可根據不同的需求適應多種遮陽方式，應用相當廣泛。[1]近年來，塑料和玻璃材質具有容易加工、可回收利用等優勢，因此塑料和玻璃遮制成的遮陽產品大量出現。

2.2 建筑遮陽的智能化

由于太陽高度角和方位角隨著隨著季節和時刻的變化而變化，天氣狀況也變化無常，為適應這些變化，對遮陽構件進行調節從而改善其遮陽效果是必不可少的。隨著現代科學技術的創新以及建筑智能化的普及,應實現建筑遮陽智能化,以達到遮陽的最優效果。建筑遮陽智能化是建筑智能化系統不可或缺的一部分,相信它將被越來越多的建筑所采用。

2.3 遮陽構件的多功能化

遮陽設計發展至今，隨著科學技術的發展和設計理念的進步，遮陽構件開始兼作其它用途，并且這一現象已越來越普遍。遮陽構件可以同時具有擋雨、導風、導光、太陽能利用等用途。集遮陽、通風、排氣等功能于一身的設計理念得到了大多數建筑師的青睞。

3 建筑遮陽設計的基本原則

3.1 遮陽設計與建筑設計同步考慮

遮陽不僅僅是附加在建筑表面的一種措施，而且是建筑不可或缺的重要組成部分,好的遮陽設計可以使遮陽和建筑本身融合到一起，成為有機的整體。這就要求建筑師在進行建筑設計時，將建筑遮陽作為一種必備的設計要素來考慮，其中主要包含以下兩個方面。

3.1.1 優先考慮建筑形體遮陽

在總平面布局時，為避免夏季烈日的暴曬，建筑師應優先考慮建筑物之間相互遮擋。在平面布局中，房間應盡量避免東西向布置，并且減少東西向的開窗面積。將建筑物的大多數房間或重要房間布置為南北向或接近南北向，并充分利用陽臺、外廊等自身的凹凸形成自遮陽，盡量減少遮陽構件的使用。

3.1.2 遮陽構件與建筑造型有機結合

以往的建筑設計更注重建筑的外在形式，很少考慮建筑遮陽方面的要求。大多數建筑的造型設計和遮陽構件完全分開考慮，遮陽構件由用戶自行解決，某種程度上破壞了建筑的整體效果。因此，建筑師在建筑設計時，應充分考慮遮陽構件，將遮陽構件視為立面上重要的構圖元素，使遮陽構件與建筑造型有機結合起來。

3.2 與其它功能要求相協調

建筑遮陽作為建筑的有機組成部分，它的存在必然會對建筑的采光、通風、視線等需求有所影響。因此，在建筑設計時，盡量保證建筑遮陽不影響這些需求，最好選擇既滿足遮陽要求，又有利于這些要求的遮陽方式。

3.2.1 天然采光

建筑遮陽對天然采光有兩方面影響：一方面，阻擋直射光進入，防止眩光；另一方面，降低室內照度。在建筑設計時應兼顧遮陽和采光的雙重要求，建筑師可以選擇對采光有利的遮陽構件，如對于側面采光，可以選擇反光板（見圖6）、反光百葉（見圖7）、光偏轉玻璃等將光線重新定向，讓光線進入建筑深處，在保證遮陽效果的同時，增加遠窗端的照度，從而使室內獲得足夠并且均勻的照度。

圖6反光板

圖7反光百葉

3.2.2 自然通風

遮陽設施對室內通風有一定的阻擋作用，使室內風速有所降低。實測資料表明，有遮陽的房間，室內風速約減弱22~47%，并隨遮陽的形式與構造而有所不同。[2]對遮陽板的板面構造可以為實心、百葉形或蜂窩形，后兩種對通風有利。對于水平遮陽板，為減少遮陽對通風的影響，最好在水平遮陽板的接近外墻的部位留槽。留槽遮陽板可將風向引向室內下方人活動的范圍，從而改善室內的通風狀況。經有關研究表明：當槽寬與板寬之比為3/4時，對通風的改善作用最佳。[3]另外，遮陽板和建筑外圍結構受熱后加熱周圍空氣，留槽的遮陽板還有助于熱空氣的逸散。

3.2.3 視線

在實際工程中，幾乎所有建筑遮陽在遮擋陽光的同時，不可避免的會對視線產生或多或少的遮擋，其中，擋板式遮陽方式對視線遮擋最為嚴重，因此，單純的擋板式遮陽應當慎用。一般來說，除擋板式遮陽，較大的遮陽產生視線遮擋的問題比較輕微，如水平遮陽板；而較小尺度的遮陽構件如百葉簾等會對視線產生較大的影響。因此，建筑師在遮陽設計時，應該遵循這一原則：滿足遮陽需求的同時，盡量不影響室內看向室外的視野。

3.2.4 冬季日照

一些地區由于冬夏兩季溫度、太陽輻射強度等氣候條件差異很大，不同季節對遮陽有不同的要求，因此，對建筑遮陽的氣候適應性提出了更高的要求。在夏季，溫度高，太陽輻射強烈，需要建筑遮陽來遮擋太陽輻射；而在冬季，氣溫較低，輻射較弱，建筑需要有充足的太陽光照射。這就要求建筑遮陽不能對冬季的陽光遮擋過多。從這點要求出發，活動式遮陽、落葉植物遮陽以及南向窗口的水平遮陽具有較大的優勢。

3.3 因地制宜，體現地方性

建筑師在進行遮陽設計時，應綜合考慮當地的實際情況，與當地的氣候以及文化相適應，體現建筑遮陽的地方性。

3.3.1 與當地氣候相適應

我國地域遼闊，不同地區的氣候特征以及太陽高度角存在較大的差異。在遮陽設計時，不能一概而論，而應根據當地的氣候選擇最佳的遮陽方式，并且對遮陽構件的尺寸進行精確的計算。

3.3.2 與當地文化相適應

我國建筑歷史悠久，在不同的區域具形成了不同的建筑風格。建筑遮陽作為建筑的有機組成部分，是體現建筑文化內涵的一種重要手段。建筑師應深刻的了解當地的文化和習俗，從當地傳統遮陽中汲取營養，從而設計出適合當地文化和居民生活的遮陽方式。

4 結語

建筑遮陽是實現建筑節能改善室內光熱環境的重要技術手段。要做好建筑遮陽設計，建筑師應重視建筑遮陽，了解我國古代建筑遮陽的精髓和現代建筑遮陽的發展趨勢，注意將遮陽設計與建筑設計同步考慮，與其它功能相協調，因地制宜，體現地方性，從而設計出優秀的作品。

［1］崔澤鋒．建筑遮陽方式研究[D]．哈爾濱：哈爾濱工業大學,2008．

［2］劉加平,主編.建筑物理[M].北京:中國建筑工業出版社,2006.

［3］張揚．建筑遮陽設計研究[D]．上海:同濟大學,2006．