談建筑遮陽和建筑的一體化設計研究

周輝宇 李楊德 賴道新

(新城控股集團有限公司設計研發中心，江蘇常州 213002)

1 氣候特點

1.1 熱工分區

氣候條件是建筑設計的重要依據，不同的氣候條件決定了建筑設計的不同要求。對于炎熱地區來說，建筑需要通風、遮陽和隔熱，建筑設計的側重點是想方設法將室內的熱量排出、阻止室外的熱量進入。與炎熱地區相比，寒冷地區的建筑設計則大不相同，建筑需要盡量保持室內的熱量，阻隔室內外之間熱傳遞。夏熱冬冷地區夏季炎熱、冬季寒冷、過渡季節短，屬于特殊的氣候帶;從地理上來說，夏熱冬冷地區為長江中下游地區，即南嶺以北、黃河以南的地區，該地區的分區指標是:累年最冷月平均溫度為0℃～10℃，最熱月平均溫度25℃～30℃，日平均溫度不大于5℃的天數為90 d，日平均溫度不小于25℃的天數為40 d～110 d。GB 50176-93民用建筑熱工設計規范對夏熱冬冷地區建筑物的設計要求是:必須滿足夏季防熱要求，適當兼顧冬季保溫。

1.2 建筑節能設計要求

夏熱冬冷的部分地區室外風小，陰天多，因此需要從提高住宅日照、促進自然通風角度綜合確定窗墻比。由于夏熱冬冷地區居住長期的生活習慣，人們普遍有開窗通風的習慣，不僅能夠愉悅身心、享受與大自然溝通的快樂，加強通風還能將室內的熱量帶到室外，降低室內溫度，減少空調采暖設施的開啟時間，降低建筑能耗。

由于該地區夏季太陽輻射強，持續時間久，因此要特別強調外窗遮陽、外墻和屋頂隔熱的設計。值得指出，僅僅按照《民用建筑熱工設計規范》中的規定(屋頂和東、西墻內表面溫度保證其內表面最高溫度低于夏季室外計算溫度最高值)進行建筑物的屋頂和東、西墻的隔熱設計還遠不夠。建議在技術經濟可能的條件下，通過提高優化屋頂和東、西墻的保溫隔熱設計，盡可能降低這些外墻的內表面溫度。此外，還要利用外遮陽等方式避免或減少主要功能房間的東曬或西曬情況。

2 建筑遮陽與外遮陽

在蘇J 33-2008江蘇省工程建設標準設計圖集中，根據外遮陽不同形式，分為六大類，分別是:水平式、垂直式、面板式、格柵式、綜合式和自然綠化(見表1)。

3 建筑外遮陽與建筑一體化設計

3.1 氣候的適宜性

氣候是影響建筑環境的最主要因素，外墻保溫和控制建筑窗墻比都是為了降低氣候對建筑環境的不利影響。建筑遮陽的目的無外乎也是將惡劣環境對建筑環境的影響降低至最低程度，所以，不論建筑遮陽采用的是哪種形式(活動式、固定式)，都必須考慮到氣候對建筑環境的影響，要求遮陽產品對氣候有足夠的適宜性，其中環境的變化指的是一年四季的氣候變化和白天、黑夜的更替、太陽照射、氣溫、陰雨的變化等等。

3.2 外遮陽的類型

1)因地制宜。

由于夏熱冬冷地區夏季炎熱、冬季寒冷，建筑遮陽不能一味地將熱量阻擋在外，否則建筑冬季無法獲得需要的熱量。建筑設計時，在考慮建筑遮陽的同時，采光和保溫也需要考慮，建筑遮陽的設計不能遮擋冬季陽光進入室內。與此同時，夏熱冬冷地區的范圍十分廣泛，在該地區內部，不同省份的氣候也存在著較大的差異，因此不同地區的遮陽形式還得依據當地的具體情況，盡量采用合理的遮陽設計方案，例如，成都地區，常年光照強度很低，采用遮陽設計有點不合時宜。湖北、江蘇地區的學校、老年公寓、低層建筑可以考慮采用墻體綠化遮陽的形式。

2)平面布局。

在小區的平面布局規劃時，本著避免建筑主要房間受到夏季強烈太陽輻射影響的原則，臥室、客廳等主要房間必須避免開設大面積的東向和西向外窗。同時，規劃時利用建筑物之間的相互遮擋，減少夏季陽光射入室內，可以減少遮陽構件的使用。建筑物的縱軸，也應當盡量為東西向或接近東西向，最好把大多數房間安排為南北向，從而避免受到西曬。

3)遮陽效果與經濟性的平衡。

除了建設行業行政部門的強力推動，房地產企業的主動行為對遮陽產品的大范圍推廣具有十分重要的意義。因此，合理的價格是遮陽產品能否得到有效推廣的重要影響因素，類似于不同的建筑有不同的定位和資金投入一樣。有些性能最優化的遮陽設計和產品，如果性價比不高，則難以得到推廣。

表1 建筑外遮陽六種常用形式

3.3 遮陽產品與建筑的結合

建筑產業化之后，由于工種的分離，遮陽設計與建筑整體設計的分離，也給遮陽產品的推廣應用造成一定的現實困難。遮陽產品的生產廠家在材料選擇、造型尺寸的設計方面，往往缺乏與建筑師們的溝通，廠家設計出廠的產品不容易得到建筑師的認可。如果先由建筑師根據不同建筑的特點，提出所需要的遮陽產品形式，再由廠家設計、生產，對于推廣遮陽產品具有重要作用。

3.4 技術的合理性

目前，高技術已經走進了尋常百姓家，在建筑設計和遮陽設計中，也出現了某些“高科技”產品，例如采用計算機控制、太陽能轉換、光電信息等等。筆者認為，不論是高科技產品，還是非常簡陋的產品，只要能起到改善室內環境、降低建筑能耗的作用，就應當加以推廣利用。

3.5 功能的兼容性

當然，最后來說，建筑遮陽的使用最終還是為了提高建筑居住的舒適度，遮陽不能僅僅是遮陽的功能，遮陽產品的采用不能影響建筑其他基本功能的滿足，例如視野、采光、保溫、通風、隔聲等等。遮陽的設計需要從整體的角度出發，綜合建筑的各種需求，提出能夠協調各方矛盾的、綜合性能最優的遮陽措施。

4 結語

當前，建筑物的運行能耗越來越引起社會的廣泛重視，建筑遮陽是控制建筑能耗、提高建筑環境質量、改善居住空間的有效手段。筆者以夏熱冬冷地區建筑為例，分析了遮陽產品在推廣應用過程中的實際問題，最后提出了該地區建筑遮陽和建筑一體化設計的策略，期望能夠對建筑遮陽的有效使用有所借鑒。

［1］江蘇省工程建設標準站.06系列江蘇省工程建設標準設計圖集:建筑外遮陽蘇J 33-2008［M］.北京:中國建筑工業出版社，2008.

［2］GB 50176-93，民用建筑熱工設計規范［S］.

［3］江 億，林波榮，曾劍龍，等.住宅節能［M］.北京:中國建筑工業出版社，2006.

［4］清華大學建筑節能研究中心.中國建筑節能年度發展研究報2009［M］.北京:中國建筑工業出版社，2009.

［5］譚崇裕，林新峰.住宅建筑的一體化設計思考［J］.山西建筑，2011，37(31):179-180.