廣西建筑外遮陽設計研究★

陸世登　楊　帆

(廣西壯族自治區(qū)建筑科學研究設計院，廣西 南寧　530011)

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廣西建筑外遮陽設計研究★

陸世登楊帆

(廣西壯族自治區(qū)建筑科學研究設計院，廣西 南寧530011)

根據(jù)廣西的氣候及地域特點，介紹了廣西建筑外遮陽的需求與形式，并從遮陽設計流程、原則、性能要求等方面，闡述了廣西建筑外遮陽的設計策略，既保證了室內(nèi)的熱舒適性，又實現(xiàn)了節(jié)能降耗的目標。

建筑外遮陽，熱環(huán)境，能耗，設計原則

0　引言

建筑外遮陽指對太陽能有遮蔽作用的建筑外圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件和裝置。建筑外遮陽大致可以分為兩種，一種是利用建筑構(gòu)件達到遮陽效果的外遮陽，這一類建筑外遮陽構(gòu)件可以分為四類，即水平式遮陽、垂直式遮陽、擋板式遮陽以及綜合式遮陽。另一種是專門設計的建筑外遮陽構(gòu)件。這類外遮陽構(gòu)件種類繁多，有可以活動的鋁合金卷簾遮陽、織物遮陽(聚酯涂層織物、玻璃纖維涂層織物、丙烯酸涂層織物等)、百葉簾遮陽、鋁合金機翼遮陽、開啟型百葉門窗遮陽、中空玻璃內(nèi)裝可調(diào)百葉遮陽，有固定的混凝土挑板構(gòu)件遮陽、鋁合金格柵遮陽、玻璃擋板遮陽、綠化遮陽等。

各類外遮陽形式具有不同的使用特點和不同的遮陽特性，如織物遮陽裝配便捷、美觀大方，合理設計可獲良好的節(jié)能性能，但耐久性受織物自身性能限制；固定水平遮陽造價低廉，夏季可以起到一定的遮陽效果，但冬季遮擋了太陽直射輻射進入室內(nèi)，從而增加冬季采暖能耗。在廣西的濕熱氣候特性下，外遮陽材質(zhì)的選擇和設計也尤為重要，不同形式的外遮陽技術在建筑中有著不同的適用性，如何選擇外遮陽材料，外遮陽設計流程應當是怎樣，這些都是值得思考的命題。

廣西地處濕熱地區(qū)，冬季短暫，日照時間長，太陽輻射強烈，強烈的太陽光直射嚴重影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的同時，還增加了建筑的空調(diào)能耗。采用恰當?shù)慕ㄖ庹陉柎胧?，不但可以降低建筑物的能耗，還可以改善室內(nèi)的熱環(huán)境。合理使用建筑外遮陽技術是夏熱冬暖地區(qū)的一項重要建筑節(jié)能技術措施。本文通過分析廣西所處的地理環(huán)境氣候特點，結(jié)合遮陽選用的原則，探討廣西地區(qū)建筑外遮陽設計的本地化策略、形式、設計條件、原則以及流程。

1　廣西建筑外遮陽本地化策略

1.1廣西本地化特征

外遮陽的設計需本著“因地制宜”的原則。廣西在氣候及地域的特點如下：1)氣候溫暖，夏季濕熱漫長；2)日照時間較長，冬季短夏季長；3)風頻較高，風向集中；4)降水量豐富，夏季較多冬季較少；5)新能源利用率低，潛力大；6)廢棄物綜合利用和處理的水平較低;7)經(jīng)濟發(fā)展水平較低;8)少數(shù)民族風情特點突出。

1.2廣西地方特點對建筑外遮陽的需求

廣西地處亞熱帶季風海洋氣候地區(qū)，全年平均氣溫較高，夏季炎熱漫長，冬季短暫，空調(diào)采暖需求相對較低，夏季建筑室內(nèi)制冷成為了空調(diào)全年能耗的主要部分。如何通過使用建筑外遮陽構(gòu)件減少太陽光直射，減少室內(nèi)過熱現(xiàn)象，降低空調(diào)房間制冷能耗，成為提高室內(nèi)熱舒適性的重要措施。遮陽系數(shù)是直接影響建筑遮陽效果的重要參數(shù)。

廣西建筑遮陽需要具備本地化特征，對遮陽構(gòu)件的要求主要有：1)“氣候溫暖、夏季濕熱漫長”。對遮陽的要求為提高遮陽效果；2)“日照時間較長，冬季短夏季長”。對遮陽的要求為提高季節(jié)適應性；3)“風頻較高，風向集中”。對遮陽要求為提高安全性；4)“降水量豐富，夏季較多冬季較少”。對遮陽要求為提高耐候性；5)“新能源利用率低，潛力大”。對遮陽要求為與太陽能應用相結(jié)合；6)“廢棄物綜合利用和處理的水平較低”。對遮陽的要求為提高可循環(huán)利用性；7)“經(jīng)濟發(fā)展水平較低”。對遮陽的要求為控制成本；8)“少數(shù)民族風情特點突出”。對遮陽的要求為突顯民族特色。

1.3廣西適用的建筑外遮陽形式分析

通過針對廣西本地特征對建筑外遮陽的要求進行的詳細分析整理及論證，并通過對廣西地區(qū)建筑外遮陽情況進行的調(diào)研，得到了《廣西建筑外遮陽本地化策略表》，見表1。

表1　廣西建筑外遮陽本地化策略表

由表1可知，廣西地區(qū)較為適用的外遮陽技術主要有：混凝土挑板構(gòu)件固定外遮陽、鋁合金格柵固定外遮陽、木格柵固定外遮陽、鋁合金卷簾遮陽、百葉簾遮陽、鋁合金機翼遮陽、開啟型百葉門窗活動外遮陽和中空玻璃內(nèi)裝可調(diào)百葉遮陽、綠化遮陽。

2　廣西適用的建筑外遮陽設計選用要點

2.1建筑遮陽設計的工作流程與分工

建筑遮陽是指使用某種物理方式阻隔通過建筑外圍護結(jié)構(gòu)中透明部分進入室內(nèi)的太陽光線的措施，因此進行建筑遮陽設計時，建筑外遮陽主要考慮的部位是玻璃幕墻、外門窗、采光頂、雨篷等部位，盡量一體化設計。建筑遮陽設計具有多專業(yè)、多材料和多環(huán)節(jié)融于一體的復雜性，需建筑工程設計單位和幕墻施工圖設計單位、遮陽產(chǎn)品生產(chǎn)單位協(xié)同完成。

2.2建筑遮陽的設計條件、原則

1)建筑遮陽的設計條件。

由于廣西大部地處北回歸線兩側(cè)的夏熱冬暖地區(qū)，根據(jù)太陽年運行軌跡可知，建筑東向、西向及南向均應采用外遮陽措施，對于非正朝向，以下條件滿足1項～2項時應采取遮陽措施：

a.室內(nèi)(外)氣溫達到或超過29 ℃。

b.太陽輻射強度大于240 kcal/(m2·h)(1 004.6 kJ/(m2·h))。

c.陽光照射室內(nèi)深度大于0.5 m。

d.陽光照射室內(nèi)時間超過1 h。

2)建筑外遮陽的設計原則。

在廣西地區(qū)進行建筑遮陽設計時，應遵循下列原則：

a.使建筑遮陽裝置和室內(nèi)空間的熱阻最大化。例如在遮陽裝置和室內(nèi)空間之間使用高質(zhì)量的玻璃。

b.使建筑遮陽裝置和室外空間的熱阻最小化，室外空間是指遮陽裝置外側(cè)的室外空間。例如：在建筑外皮布置遮陽裝置，利用室外空氣使遮陽裝置進行背后通風；利用吸氣法進行遮陽裝置的通風；建筑物外側(cè)有植物或其他建筑物遮擋時，可不設遮陽裝置。

c.建筑遮陽設施的設計還應考慮遮陽體對視線和通風采光等方面的影響、對不同天氣狀況的應變能力以及遮陽體的經(jīng)濟性、耐久性、可清潔度和適用性。

2.3建筑遮陽性能要求

1)建筑物的東、西向門窗洞口，一般采取有效的遮陽措施。在建筑設計中，宜結(jié)合建筑構(gòu)件如外廊、陽臺、挑檐等構(gòu)件，利用構(gòu)件的遮擋作用達到遮陽目的。

2)應根據(jù)建筑物所在地的地理氣候特點、所設計建筑物的體型、高度、周圍環(huán)境以及日照時數(shù)、太陽輻射率等因素確定遮陽部位。

3)建筑物的南向和北向門窗洞口，一般采用水平式遮陽，設計中盡量結(jié)合建筑構(gòu)件，利用構(gòu)件遮擋達到遮陽的目的；東北、北和西北向，一般采用垂直式遮陽，垂直遮陽設計應結(jié)合立面設計，使得遮陽與立面一體化；東南和西南向，宜采用綜合式遮陽，綜合式遮陽；東、西向，宜采用擋板式遮陽，擋板式遮陽盡量采用活動的遮陽構(gòu)件以減少對室內(nèi)采光的影響。

4)遮陽系數(shù)確定。確定建筑中水平、垂直外遮陽板、擋板(包括花格等)構(gòu)件的夏季建筑外遮陽系數(shù)。

2.4建筑遮陽設計注意事項

建筑遮陽設計應從建筑的功能、建筑室內(nèi)熱舒適度的要求出發(fā)，綜合考慮建筑所在的地理位置，場地周邊遮擋情況，建筑外立面風格，項目定位，成本控制和后期維護管理等因素，有機結(jié)合后確定適宜的遮陽措施。

3　結(jié)語

本文主要通過分析廣西地域氣候特點，探討廣西建筑外遮陽的本地化策略、形式、設計條件、原則及流程。希望在設計中能根據(jù)相應的原則和流程，指導設計師設計建筑外遮陽，創(chuàng)造出適合本地地域氣候的建筑外遮陽。

[1]JGJ 75—2003，夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準[S].

[2]劉加平.城市環(huán)境物理[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[3]林其標.亞熱帶建筑[M].廣州：廣東科技出版社，1997.

[4]B.吉沃尼.人·氣候·建筑[M].陳士麟，譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1982.

Study on external sun-shading design of buildings in Guangxi★

Lu ShidengYang Fan

(GuangxiZhuangNationalityAutonomousRegionAcademyofBuildingScienceResearch,Nanning530011,China)

According to climates and regional features of Guangxi, the paper introduces external sun-shading demands and shapes of buildings in Guangxi. Starting from aspects of sun-shading design procedures, principles and performance demands, it describes external sun-shading design strategies of buildings in Guangxi, which not only guarantees indoor thermal comfort but also realizes the targets of energy saving and consumption reduction.

external sun-shading, thermal environment, energy consumption, design principles

1009-6825(2016)19-0176-03

2016-04-25★:“廣西夏熱冬暖地區(qū)立體綠化應用研究(桂科轉(zhuǎn)14126001-9)”課題

陸世登(1981- )，男，碩士，工程師；楊帆(1977- )，女，碩士，高級建筑師

TU201.5

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