建筑遮陽設(shè)計與研究

趙桄柯

（新疆建筑設(shè)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(guān)注，建筑節(jié)能成為當今世界的發(fā)展潮流。在我國，建筑能耗高居不下，建筑節(jié)能迫在眉睫?！笆濉逼陂g，節(jié)能領(lǐng)域已成為我國高度重視的戰(zhàn)略方向。隨著我國建筑節(jié)能工作的深入，建筑遮陽的節(jié)能效果已被人們認同。因此，無論是從建筑節(jié)能，還是從室內(nèi)的光熱環(huán)境來考慮，建筑遮陽都是至關(guān)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(qū)，挑檐作為中國古代木構(gòu)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(shù)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(tǒng)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(xiàn)代遮陽技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的進步和建筑節(jié)能工作的推進，建筑遮陽產(chǎn)業(yè)已經(jīng)全面進入一個高速發(fā)展階段，其發(fā)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(xiàn)代化。目前最受建筑師歡迎的遮陽構(gòu)件材料是金屬，由于金屬良好的可塑性，金屬遮陽構(gòu)件的形態(tài)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(jié)構(gòu)形式，能合理的反射陽光。這種遮陽板可根據(jù)不同的需求適應(yīng)多種遮陽方式，應(yīng)用相當廣泛。[1]近年來，塑料和玻璃材質(zhì)具有容易加工、可回收利用等優(yōu)勢，因此塑料和玻璃遮制成的遮陽產(chǎn)品大量出現(xiàn)。

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(jié)和時刻的變化而變化，天氣狀況也變化無常，為適應(yīng)這些變化，對遮陽構(gòu)件進行調(diào)節(jié)從而改善其遮陽效果是必不可少的。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的創(chuàng)新以及建筑智能化的普及,應(yīng)實現(xiàn)建筑遮陽智能化,以達到遮陽的最優(yōu)效果。建筑遮陽智能化是建筑智能化系統(tǒng)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(gòu)件的多功能化

遮陽設(shè)計發(fā)展至今，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和設(shè)計理念的進步，遮陽構(gòu)件開始兼作其它用途，并且這一現(xiàn)象已越來越普遍。遮陽構(gòu)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(shè)計理念得到了大多數(shù)建筑師的青睞。

3 建筑遮陽設(shè)計的基本原則

3.1 遮陽設(shè)計與建筑設(shè)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(shè)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(shè)計時，將建筑遮陽作為一種必備的設(shè)計要素來考慮，其中主要包含以下兩個方面。

3.1.1 優(yōu)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(yīng)優(yōu)先考慮建筑物之間相互遮擋。在平面布局中，房間應(yīng)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(shù)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(gòu)件的使用。

3.1.2 遮陽構(gòu)件與建筑造型有機結(jié)合

以往的建筑設(shè)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(shù)建筑的造型設(shè)計和遮陽構(gòu)件完全分開考慮，遮陽構(gòu)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(shè)計時，應(yīng)充分考慮遮陽構(gòu)件，將遮陽構(gòu)件視為立面上重要的構(gòu)圖元素，使遮陽構(gòu)件與建筑造型有機結(jié)合起來。

3.2 與其它功能要求相協(xié)調(diào)

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(shè)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(nèi)照度。在建筑設(shè)計時應(yīng)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(gòu)件，如對于側(cè)面采光，可以選擇反光板（見圖6）、反光百葉（見圖7）、光偏轉(zhuǎn)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(nèi)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(shè)施對室內(nèi)通風有一定的阻擋作用，使室內(nèi)風速有所降低。實測資料表明，有遮陽的房間，室內(nèi)風速約減弱22~47%，并隨遮陽的形式與構(gòu)造而有所不同。[2]對遮陽板的板面構(gòu)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(nèi)下方人活動的范圍，從而改善室內(nèi)的通風狀況。經(jīng)有關(guān)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(yīng)當慎用。一般來說，除擋板式遮陽，較大的遮陽產(chǎn)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(gòu)件如百葉簾等會對視線產(chǎn)生較大的影響。因此，建筑師在遮陽設(shè)計時，應(yīng)該遵循這一原則：滿足遮陽需求的同時，盡量不影響室內(nèi)看向室外的視野。

3.2.4 冬季日照

一些地區(qū)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(jié)對遮陽有不同的要求，因此，對建筑遮陽的氣候適應(yīng)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(fā)，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(yōu)勢。

3.3 因地制宜，體現(xiàn)地方性

建筑師在進行遮陽設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮當?shù)氐膶嶋H情況，與當?shù)氐臍夂蛞约拔幕噙m應(yīng)，體現(xiàn)建筑遮陽的地方性。

3.3.1 與當?shù)貧夂蛳噙m應(yīng)

我國地域遼闊，不同地區(qū)的氣候特征以及太陽高度角存在較大的差異。在遮陽設(shè)計時，不能一概而論，而應(yīng)根據(jù)當?shù)氐臍夂蜻x擇最佳的遮陽方式，并且對遮陽構(gòu)件的尺寸進行精確的計算。

3.3.2 與當?shù)匚幕噙m應(yīng)

我國建筑歷史悠久，在不同的區(qū)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(xiàn)建筑文化內(nèi)涵的一種重要手段。建筑師應(yīng)深刻的了解當?shù)氐奈幕土曀?，從當?shù)貍鹘y(tǒng)遮陽中汲取營養(yǎng)，從而設(shè)計出適合當?shù)匚幕途用裆畹恼陉柗绞健?/p>

4 結(jié)語

建筑遮陽是實現(xiàn)建筑節(jié)能改善室內(nèi)光熱環(huán)境的重要技術(shù)手段。要做好建筑遮陽設(shè)計，建筑師應(yīng)重視建筑遮陽，了解我國古代建筑遮陽的精髓和現(xiàn)代建筑遮陽的發(fā)展趨勢，注意將遮陽設(shè)計與建筑設(shè)計同步考慮，與其它功能相協(xié)調(diào)，因地制宜，體現(xiàn)地方性，從而設(shè)計出優(yōu)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(yè)大學,2008．

［2］劉加平,主編.建筑物理[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

［3］張揚．建筑遮陽設(shè)計研究[D]．上海:同濟大學,2006．