建筑外墻綠化與外遮陽一體化節能技術研究

劉文娟

（河南大學濮陽工學院 河南濮陽 457000）

建筑外墻綠化與外遮陽一體化節能技術研究

劉文娟

（河南大學濮陽工學院 河南濮陽 457000）

建筑綠化與外遮陽在我國建筑領域是廣泛采用的節能一體化方案，可以節約建筑能耗，改善室內外環境，同時還賦予建筑地域性和文化性的內涵。從當前技術來看，這種節能設計還存在一些問題，特別是一體化理念以及節能技術與簡述設計相互結合，使綠化和外遮陽的設計達不到預期效果。因此，加強對建筑外墻的綠化和外遮陽一體化的設計研究，對于促進建筑綠色節能具有重要意義。

綠色；外遮陽；建筑一體化

我國南方地區，氣候多呈現夏熱冬暖的特征。在這種環境下進行建筑施工作業，要同時考慮夏季的高溫濕熱和冬季的溫暖短暫。而且夏季空調的能耗相當大，需要對陽光造成的熱輻射予以制冷調節。隨著節能環保意識的普及以及先進技術的升級，在建筑設計中采用綠化和外遮陽來遮擋太陽輻射的方式已經成為共識。

1、綠化和外遮陽一體化設計概述

隨著國家綠色建筑理念的推廣，節能技術在建筑中的應用日趨成熟。以廣西主要城市為例，外遮陽和綠化在建筑節能技術中所占比例正不斷擴大。

外遮陽技術，就是使用固定構件將活動外遮陽架固定在外墻，通過其遮蔽功能對熱輻射予以遮擋。建筑立體綠化是通過綠色植物的反射、遮陽、通風、被動通風等特性，改善室內外熱環境，降低空調負荷，起到遮陽隔熱的功效。

2、綠化與外遮陽一體化技術問題

與國外外遮陽設計相比，我國的外遮陽一體化設計在建筑設計中所占比例相對較小。通過對比國內外優秀外遮陽建筑，可以看到我國建筑綠化與外遮陽一體化設計存在的問題：

2.1 外遮陽設計形式和選用的材料相對單一，遮陽材料基本為混凝土、混凝土構架和金屬百葉等。遮陽設計的施工處理也較為單一。如百葉的施工就是使用百葉，而不是以組合的方式進行拼裝，板式的遮陽就是長條板式，而不是處理成各式各樣的板。這種材料和構造的單一，顯然是創新意識和多樣化的設計思維欠缺造成的[1]。由于我國住宅建筑的遮陽技術發展較為緩慢，對新材料新形勢又知之甚少，傳統的遮陽棚和遮陽板依然發揮著主要的作用，而且公共建筑大多不設置遮陽，只考慮造型。因此，墻體的遮陽在我國還需繼續開發和推廣。

2.2 在技術與藝術結合上，設計本身是一門創造性的藝術。遮陽形式中的造型、顏色等顯示了建筑設計的水平。我們往往在建筑的屋頂、外立面等處看到的富于藝術內涵的遮陽構造的造型處理，贊嘆建筑與藝術的完美融合，但是付諸實施時，便止步不前，依然缺少從建筑整體角度考慮遮陽設計的理念。遮陽設計的全局意識不足，造新呆板，缺乏美感，不能充分發揮遮陽在整體設計中的作用。

3、案例分析

對廣西地區的調研，分別選取了幾個具有代表性的街區，一是新城市中心，大型公共建筑占據幾個主要路段，一是高等院校聚集區，主要為科教文衛建筑，一是老城市中心，老建筑和新建建筑相得益彰。

對這三個街區的建筑進行的調查結果顯示，綠化的方式大多是墻面垂直綠化和屋頂綠化，其中建筑墻體的垂直綠化較為普遍。

建筑外墻的的垂直綠化包括了外墻面、陽臺、窗臺等區域，綠植覆蓋率很高，在降溫、遮陽、改善室內熱環境，解決熱島效應上起到了實際的作用[2]。

在調研中對采用了外遮陽建筑節能技術的130棟建筑進行了詳細的勘測。進過比對，得到綠化遮陽的占比以及綠化遮陽的效果分析如圖。

以某高校科研實驗樓的外墻區域綠化遮陽設計為例，其正立面采用了綠化遮陽，其他外墻采用了固定構件式外遮陽設計。

使用墻體溫度記錄采集儀、墻體紅外熱像成像儀等設備對樓體的綠化和非綠化遮陽墻面的外表面溫度變化。測試期間得到的墻面溫度變化，如圖所示分別為45攝氏度和43攝氏度，相差2攝氏度。

溫度差異表面，統一區域內良好的墻體隔熱技術可以對溫度進行良性控制。而且，作了綠化外遮陽的內墻溫度波動要小于非綠化遮陽的波動。而且晝夜的溫度差別也相對較小。

利用紅外熱成像儀對建筑綠化遮陽和非綠化遮陽外墻的表面溫度進行測試后，得到綠化覆蓋的墻體外表面最高溫為34攝氏度，而沒有綠化覆蓋的外表面溫度平均值為43攝氏度。

在測試過程中，外墻外表面的最高溫度達到了44攝氏度，綠化遮陽的外墻外表面溫度最高沒有超過37攝氏度。在同樣的外墻結構中，綠化遮陽的室內空調能耗也比非綠化遮陽的房間能耗少。

4、綠化與外遮陽一體化設計對策

改善建筑遮陽現狀，應從外遮陽一體化設計無法令人滿意的原因入手，著眼于社會問題，提高我國建筑遮陽節能的意識，從實踐中找到解決的對策。

4.1 將綠化與外遮陽一體化設計理念結合，指導建筑師創作和設計。建筑師應注重自然要素的存在和被動式技術對建筑的重要性，強調集成設計和多學科設計的有機結合，從建筑、人、自然環境三個層面對遮陽一體化節能設計進行思考。

4.2 在外遮陽一體化設計過程中，從材料選取到建筑方式，再到生產技術、交通運輸等，都要對能源構成和材料的生命周期進行考慮。優先選取可再生原料，遵循循環利用的原則，減少廢棄和浪費，將遮陽技術的新產品、新技術應用到建筑物中，所有的設計產品都能夠可替換和可更新[3]。

4.3 外遮陽一體化設計的建筑應具有幾個特性：首先是可以借助建筑物調節人的不適感。讓人們獲得適宜的溫度和風力，獲得舒緩人體的感受；再就是外遮陽設施不應對內部空間以及自然環境造成阻礙，讓使用者最大化地使用陽光和自然的空氣和風，而不是依靠人工設備和高能耗的能源來控制建筑的各種功能。

4.4 能量的收集和儲存都可以在需要時被再利用。自然能量的循環抵消了建筑的能耗，運用自然元素的有益特性，如太陽、風、土地、溫度、植物、濕度等，創造出節能的智能的環境。

4.5 外遮陽一體化的設計，還要遵循建筑審美原則。在減少建筑能耗的基礎上兼具藝術性，形成建筑外墻的視覺造型藝術，引入形式美、自然美、藝術美、科學沒等，具有對比、韻律、比例、均衡的設計美感。

結語：

通過對建筑外遮陽現狀、問題、實例分析，本文認為我國建筑能耗要得到大幅度降低，必須在綠化外遮陽一體化的節能設計方面不斷探索和實踐，利用建筑遮陽的生態效應，不斷提高建筑的能源利用效率，改善城市的熱環境和建筑的生態環境。

[1]陳勇明.夏熱冬暖地區建筑外遮陽與建筑一體化設計研究[J].重慶大學,2014.

[2]胡劍平,饒政華,廖勝明等.光伏遮陽板與建筑一體化的綜合節能效果分析[J].建筑節能,2012,40(6)∶33-37,53.

[3]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

S210

B

1007-6344（2017）01-0095-01

劉文娟（1983.6--），女，河南睢縣人，河南大學濮陽工學院，工學碩士，講師。從事巖土等問題的研究。

本文系河南省教育廳課題：建筑外墻綠化與外墻遮陽節能技術研究，項目編號：15B560009。