談建筑的窗洞遮陽

王 鵬 林新峰

建筑遮陽是達到建筑節(jié)能，有效改善建筑室內物理環(huán)境的手段之一。門窗洞口是建筑外圍護結構中保溫、隔熱等物理性能最為薄弱的環(huán)節(jié)，采取合適的建筑窗洞遮陽，不僅對改善建筑室內物理環(huán)境起著積極的作用，同時可以為建筑外立面形式提供有機的細部設計。

1 當前建筑遮陽的基本形式

建筑窗口遮陽的方式很多，有的結合建筑構件進行遮陽處理，如:挑檐、外廊、屋檐等等，有的結合建筑本身的造型、立面、屋頂、細部進行遮陽設計，建筑遮陽從不同的理解角度有著不同的分類。

1.1 簡易遮陽

顧名思義，簡易遮陽是一種利用建筑之間的互相遮陽與建筑構件、體型的自身遮陽，由建筑設計、建造時的特點決定的。1)建筑間的相互遮陽。通過建筑群的緊密布局與建筑自身的凹凸關系產(chǎn)生陰影實現(xiàn)遮陽。這種簡易的遮陽方式在我國江南的民居中得到廣泛的應用。2)建筑自遮陽。利用陽臺、騎樓、外廊、花格窗等，既是建筑的構件，又能起到窗洞的遮陽作用。如騎樓有避雨、提供活動、交流等作用，花格窗則源于對于建筑裝飾的需要。

1.2 建筑遮陽板

按照遮陽板的形狀，針對建筑窗口的遮陽構件分為四種:水平式、垂直式、綜合式、擋板式。這類遮陽板耐用，同時還兼起擋雨、防火的功能，但是相對造價較高、施工比較麻煩。

2 簡易遮陽和遮陽板的困惑

由于簡易遮陽中的建筑間的相互遮陽以及建筑的自遮陽(騎樓等)，僅適用在多層甚至是低層建筑的建筑群中，即便這樣也不能保證這些建筑群中的部分建筑、大多數(shù)建筑窗洞能獲得有效的遮陽，并且在城市用地日益緊張的今天，高層建筑如雨后春筍，那么這種建筑間的遮陽更不能滿足遮陽的需求。并且這種形式單一的遮陽構件，嚴重制約了建筑立面處理。在后現(xiàn)代的城市建筑中，建筑遮陽幾乎被設計師所忽略。

2.1 實際遮陽效果得不到保證

誠然，在部分看似進行了建筑遮陽設計的建筑，其實這部分建筑大部分都是在“被遮陽”。我們所看到有遮陽構件的建筑，事實上都是建筑師為了豐富建筑而進行的細部處理，并非是真正意義上的遮陽設計，所以也談不上遮陽效果。

2.2 制約建筑立面形式的創(chuàng)新

隨著社會的日益發(fā)展，經(jīng)濟水平的不斷增強，人們對建筑的審美要求也日漸提高，建筑造型、建筑形式、建筑材料將極大的推動建筑深層次的發(fā)展。要求遮陽構件不僅能滿足建筑節(jié)能的需要，真正達到遮陽效果，從而改善建筑室內的物理環(huán)境，還不應阻礙建筑形式，更應適應建筑形式發(fā)展的需要。

3 新型建筑遮陽

3.1 可調建筑遮陽

可調遮陽又稱為活動遮陽，與固定遮陽相反，活動遮陽可以根據(jù)季節(jié)、時間的變化以及天空的陰暗情況、太陽輻射的強弱情況，任意調整遮陽構件的角度、大小。這種遮陽方式靈活性比較大，使用更加科學合理。活動遮陽根據(jù)調節(jié)主體的不同，又可分為手控可調遮陽和自控可調遮陽。

手控可調遮陽的優(yōu)點是造價較低、設備簡單，缺點是需要工作人員不停地根據(jù)室外環(huán)境參數(shù)去調節(jié)，使室內環(huán)境處于最優(yōu)。往往會由于人為操作的失誤而降低其效率，遮陽效果不理想。

自控可調遮陽的優(yōu)點是能自動根據(jù)室外日照情況自動調節(jié)遮陽板的角度甚至遮陽板的收縮，使室內具有良好的光環(huán)境，對節(jié)約照明能耗也有著重大的意義。缺點是造價高，使用的普及率就顯得比較低，而且一旦出現(xiàn)故障，修理比較困難，遮陽調節(jié)功能可能長時間喪失。

3.2 玻璃自遮陽

玻璃遮陽是最簡單方便的遮陽措施，不增添其他任何構件或設施，僅僅利用玻璃窗本身達到遮陽目的。

玻璃遮陽分為單層玻璃遮陽、雙層玻璃遮陽以及LOW-E玻璃遮陽。圖1表示了幾種不同玻璃的傳熱情況。如在構造上加以處理，還可將不同玻璃進行組合，使遮陽防熱的效果更佳。

3.2.1 單層玻璃遮陽

單層玻璃中的凈片玻璃、反射玻璃、鍍膜玻璃的反射性能如圖1所示。其中:a)為凈片玻璃，反射8%的太陽光，隔絕總太陽輻射熱15%，有85%太陽輻射熱進入室內。b)為吸熱玻璃，反射5%的太陽光，隔絕總太陽輻射熱的44%，其余56%傳入室內。c)為反射玻璃，反射太陽光57%，隔絕總太陽輻射熱79%，其余21%傳入室內。從圖1中可以說明，凈片玻璃的遮陽性能最差，反射玻璃對太陽的抵抗能力最強。不同的玻璃種類具有不同的遮陽效果，反射率越高的玻璃遮陽效果就越好。在設計中，要根據(jù)需要選擇反射率高、遮陽效果好的玻璃。

3.2.2 雙層玻璃遮陽

雙層玻璃的節(jié)能效果優(yōu)于相同的單層玻璃，遮陽效果也是如此。普通雙層玻璃(3+12+3)在垂直入射情況下的太陽得熱率為0.77，遮陽系數(shù)為0.89，普通單層玻璃(3 mm厚)的太陽輻射得熱率為0.87，遮陽系數(shù)為1.0，由以上數(shù)據(jù)可以看出，雙層玻璃的遮陽效果要優(yōu)于單層玻璃。利用雙玻遮陽的意義主要在于把不同種類的玻璃進行組合，構成性能良好的玻璃系統(tǒng)。目前使用的比較多。

3.2.3 LOW-E玻璃的遮陽

低輻射LOW-E玻璃，是在玻璃表面鍍多層銀、銅、錫等金屬或其他化合物組成的薄膜，產(chǎn)品對可見光有較高的透射率，對紅外線有很高的反射率，具有良好的保溫隔熱性能。

LOW-E玻璃具有較高的可見光透過率和較高的近紅外反射率，從而使透過光線含有極少的輻射熱，屬于“涼爽型”日光，不會給人帶來不舒適的“熱”感覺。LOW-E玻璃通常只用于制作中空玻璃，并且使膜層處于玻璃間層中，避免與外界大氣接觸。含有鍍膜的中空玻璃具有很高側熱阻，外層玻璃的內放熱比不超過8%，所以用了LOW-E鍍膜的吸熱玻璃所組成的中空玻璃具有很好的遮陽效果。

3.2.4 熱鏡中空玻璃

1)“熱鏡”中空玻璃結構:這是一種將低輻射塑料薄膜懸掛在兩片玻璃之間形成的雙中空玻璃結構，可以采用單面和雙面鍍膜的低輻射塑料薄膜，也可以采用不同光學性能的薄膜以適應不同需要。盡管雙中空結構可以有效改善玻璃系統(tǒng)的隔熱保溫性能，玻璃部件的厚度和重量都會大大增加。綜合成本和性能，雙中空玻璃將只會限于對隔熱要求非常苛刻的應用。使用低輻射薄膜可以在基本不增加厚度和重量的情況下增加隔熱層數(shù)量，使原來普通中空玻璃難以達到的隔熱保溫性能成為可能。2)主要技術指標:隔熱保溫:熱鏡中空玻璃(SC75)，K值可達到1.24;熱鏡LOWE中空玻璃的K值可達到1.0;超級熱鏡中空玻璃(TC88)的K值可達到0.91。據(jù)測試，同樣的24 mm的一般中空玻璃與熱鏡中空玻璃，在250 W的紅外線燈照射下，10 s后，普通中空玻璃背溫達到51℃，熱鏡背溫為23℃;60 s后，前者達到74℃，后者僅為25℃。陽光控制:熱鏡中空玻璃產(chǎn)品可以運用各種可見光透過率的光譜選擇反射薄膜，以滿足不同的采光和陽光遮蔽設計要求。3)適用范圍:建筑門窗、玻璃幕墻、斜面采光部位等一切商用及民用建筑，如游泳館、室內滑冰場，對溫度控制及節(jié)能環(huán)保有很高要求的建筑。

4 結語

合理、科學的處理好建筑窗洞口的遮陽，不僅能改善建筑室內的物理環(huán)境，提高室內舒適度，降低空調的制冷能耗，真正實現(xiàn)建筑節(jié)能起著積極的作用，同時也為建筑師在建筑立面設計解決后顧之憂，為保證建筑創(chuàng)作繁榮提供有力保障。

［1］ 柳孝圖.建筑物理［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2000.

［2］ 趙青楊.漫談建筑遮陽［J］.建筑知識，2003(6):27-30.

［3］ 劉念雄.歐洲新建筑的遮陽［J］.世界建筑，2002(12):48-53.