基于建筑外立面遮陽系統的分析

鄭宗毅 呂勇

摘 ? ?要：隨著我國社會經濟的不斷發展和進步，我國建筑行業也得到了相應的發展， 城市內部居住用地逐漸緊張，很多高層建筑也如雨后春筍般的冒出來。建筑外遮陽作為建筑節能的有效方式，不僅僅是獨立于建筑之外的個體，而是與建筑立面相結合，豐富建筑立面，還能減少建筑能耗，提升建筑立面設計帶來的藝術性及整體性。本文根據多年工作實踐，對建筑立面遮陽設計要點及設計方式進行分析，以期提高設計水平。

關鍵詞：建筑節能;遮陽構件

1 ?引言

一些特定的節能構件可以對建筑內部進行光和熱的調節，比如說遮陽構件、通風輔助構件以及采光構件等，遮陽構件本身具有很好的靈活性，并且易于控制，做好建筑立面和建筑遮陽方面的創新對于建筑行業具有十分重要的意義，遮陽構件與建筑立面充分利用好，可以改善建筑內環境的舒適度，可以使人們更加舒適、高效地進行工作、學習以及生活。

2 ?建筑外遮陽的原理和作用

現代建筑遮陽的原理：通過采用相應的材料進行遮擋太陽光的直接照射，其根本的目的是為人們建造出一個舒適的生活環境，太陽的熱輻射主要通過兩個途徑進入室內，（1）通過窗戶照射進入室內，然后被室內表面所吸收，使得室內的溫度增加;（2）被建筑的外圍護結構的表面所吸收，還有一部分的熱量通過建筑圍護結構的熱傳導逐漸進入室內。雖然，建筑外墻以及屋頂和門窗的隔熱以及蓄熱作用在一起，使室內的溫度變化得到了穩定，但通過窗戶進入室內的陽光對室內溫度有著直接的影響。因此，建筑遮陽的目的在于阻斷陽光從玻璃直射進室內，避免陽光過分照射和加熱建筑圍護結構，防止由于陽光的直射造成強烈的眩暈。

3 ?建筑外遮陽節能設計

3.1 ?建筑遮陽設計原則

在現代建筑中，玻璃幕墻和大面積窗戶的使用并不利于建筑節能，為了實現低能耗的綠色建筑，遮陽成為了外立面設計的一種趨勢。設計師本著對環境和投資方的責任，對外立面的設計進行探索，以節約建筑物夏季制冷和冬季保溫設備的成本，以及設備運行中的高能耗，從而達到在高層民用建筑設計中對綠色建筑技術進行應用。

3.2 ?建筑遮陽設計方法

（1）在外立面遮陽系統的設計中，建筑構件遮陽系統是最常用的手法。遮陽構件往往具有很強的靈活性，可以輕松地調節其大小、方向、位置，以達到最大程度地降低建筑能耗、提高室內舒適度的目的。現在廣泛使用的遮陽構件的造型、材料、排列方式都具有很強的靈活性，已經漸漸地成為建筑師直觀表達、建筑思想、建筑技術和建筑地域性的主要手段。

在建筑構件遮陽作為基本方法的基礎上，由于一些建筑單純的采用一種遮陽形式并不能滿足需求，根據建筑各立面或不同部位的遮陽需求分別選擇相應的遮陽形式，就形成了適應性強的綜合式遮陽系統。例如，水平遮陽十分適合遮陽南向角度較高的陽光，而垂直遮陽適用于東、西兩側角度較低的陽光，在建筑東南和西南方向的立面，需要將水平與垂直遮陽相結合，才能遮擋來自這兩個方向角度較低的斜向陽光。

（2）比較常見的開口式遮陽設計手法，主要有挖減、出挑、凹凸等幾種。首先是挖減手法，它基于現有的建筑形體、結構，在不影響建筑安全和施工質量的前提下，挖去一部分，由此形成立面開口形態。通過這樣的設計手法，能夠為建筑內與建筑外部創造相互連接的緩沖空間，這樣設計的好處是通風、遮陽效果棒。

（3） 線條分割。線條分割是一種保持建筑物外形清晰的主要手段。高層建筑的外立面設計中，線條分割常常被用來實現藝術效果。線條分割的主要方式包括：塊狀材料粘貼或懸掛在墻上而形成的縫隙;色帶或凹凸縫引起的立面劃分;鋼構件完成的立面分隔等。線條分隔主要以水平線條、豎向線條以及橫豎綜合線條為主。

在綜合式遮陽的設計中，要根據建筑特殊位置的具體情況，考慮太陽入射光線的角度和高度以及風向、風速的特點，分別選擇適宜的遮陽措施，組合設置于建筑的外立面。同時，建筑師還要考慮到不同遮陽構件的交接和建筑的整體效果。

在中國科學建筑研究院新主樓的設計中，設計師就運用了以構件遮陽為基礎，如上圖綜合式遮陽作為里面涉及的主要思路的遮陽系統來設計外立面。外裝飾的構件柱為豎向遮陽提供了良好的處理，以達到減少空調負荷來節約能源的效果。水平橫向延申的百葉構件遮陽系統依托內部空間設計的連廊，外立面設計伴隨內部功能的節奏，打造了便于合作交流、享受陽光、兼具遮陽效果的綠色空間。同時在此建筑外立面設計中，合理地運用構件遮陽和綜合式遮陽為建筑立面創造了亮點，外立面遮陽系統不僅實用，更是非常美觀的完成了立面設計和節能環保的雙重需求。

4 ?建筑外遮陽設計的意義及影響

現今政府對節約能源，綠色環保是非常重視的，他們大力提倡建筑節能，建筑環保，并制定了相關的規章制度進行節能規范，對建筑節能提出了相對較多的節能要求。如JGJ 75—2012《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》把建筑外遮陽作為強制性條文列入規范要求，明確規定居住建筑的東、西向外窗必須采取建筑外遮陽措施，建筑外遮陽系數SD不應大于0.8?？茖W合理的建筑外遮陽不但能減少外界太陽強烈的輻射熱，還能降低建筑物的冷氣和暖氣的高能耗，同時，還能改善室內的照明環境，并節約人們的用電耗能。建筑外遮陽所考慮的因素非常多，例如：需要考慮建筑物的朝向，天氣氣象，太陽光的照射時間以及植被的遮陽效果等。同時，還要考慮到建筑墻體以及屋面等建筑構件。

5 ?結語

建筑外遮陽設計是建筑節能設計的重要組成部分，建筑遮陽的設計貫穿于建筑的整個過程，所以在建筑工程施工過程中，要充分的考慮建筑所處的環境以及地理位置，根據具體情況，合理的規劃和設計，建造出滿足建筑需求的遮陽設計，將建筑遮陽設計的藝術魅力充分展現出來。

參考文章：

[1] 顧偉祖.建筑外遮陽技術在建筑節能改造中的應用[J].建設科技，2013（7）：123～125.

[2] 袁利菲.外遮陽技術在節能建筑中的應用研究[J].城市建設理論研究，2013（6）：23～24.

[3] 鄧盼盼.建筑遮陽節能計算及對自然通風影響的研究[D].重慶交通大學，2011.