夏熱冬冷地區(qū)建筑遮陽優(yōu)化設(shè)計分析

■趙煜斌 ■尋烏縣建筑設(shè)計室，江西 尋烏 342200

人們生活水平的提高，對建筑的居住舒適度有了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在夏熱冬冷地區(qū)，空調(diào)是建筑使用中重要的設(shè)備，那么相應(yīng)的就會產(chǎn)生更多的能源消耗，特別是在夏季，空調(diào)的使用量普遍增加，為了盡可能的減少空調(diào)帶來的能耗，對建筑外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取有效的遮陽措施，進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計優(yōu)化就顯得十分的有必要，筆者就從這一方面入手，對夏熱冬冷地區(qū)的建筑遮陽優(yōu)化設(shè)計工作進(jìn)行了闡述分析。

1 夏熱冬冷地區(qū)的氣候特點(diǎn)

我國的疆域遼闊，從氣候的分布范圍來看，縱向呈現(xiàn)出明顯的地域特點(diǎn)，由南向北呈現(xiàn)出熱帶到寒帶的明顯差異。總的來說，我國的夏熱冬冷氣候較為明顯的區(qū)別是以大陸的中部為主，夏季的氣候環(huán)境是太陽的輻射強(qiáng)度較大，日照時間較長，天氣較為悶熱;冬季則是氣候寒冷，太陽輻射強(qiáng)度低，以濕冷天氣為主。那么在這一氣候變化較為明顯的地區(qū)，建筑物的建造設(shè)計需要充分的滿足夏季放熱、冬季保暖的基本居住要求。

2 建筑遮陽設(shè)計工作的具體闡述

2.1 遮陽設(shè)計的部位

上述提到，我國的夏熱冬冷地區(qū)主要是在北回歸線以北地區(qū)，太陽的輻射高度角和方位角會隨著時間的變化而進(jìn)行相應(yīng)的推移，但是，它的陽光照射主要是集中在房屋的南面、西面、東面、西南面、東南面以及屋頂部位，不會照射到北面，因此，根據(jù)這一特點(diǎn)，對于建筑物的外墻遮陽設(shè)計就側(cè)重于屋頂、南面、西面、東面、西南面、東南面，在進(jìn)行設(shè)計的過程中，還要根據(jù)具體每個面的陽光照射量多少來進(jìn)行合理的調(diào)整優(yōu)化，確保各個部位都有很好的遮陽防護(hù)，進(jìn)而提高建筑物的使用效果。

2.2 遮陽設(shè)計的相關(guān)事項

如果建筑是屬于一個單體式的，需要根據(jù)建筑在整個小區(qū)或者是四周的建筑群中的平面位置和建筑的高度，根據(jù)當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向，在自然通風(fēng)條件良好的基礎(chǔ)上，進(jìn)行細(xì)致合理的建筑遮陽設(shè)計工作。它的建筑外墻一般可以考慮采用內(nèi)遮陽、中間遮陽、外遮陽以及建筑陰影遮陽等的形式來起到遮陽防護(hù)的作用。

如果采用的是內(nèi)遮陽和中間遮陽時，遮陽采取的設(shè)施面向室外時需要采用可以反射太陽光的材質(zhì)，并根據(jù)太陽輻射的實(shí)際情況來進(jìn)行實(shí)施的調(diào)整，對其反射角度和位置有合理的規(guī)劃，遮陽可以對建筑室內(nèi)的光環(huán)境和熱環(huán)境起到調(diào)節(jié)優(yōu)化作用。

外遮陽在現(xiàn)代大多數(shù)建筑遮陽防護(hù)措施中是使用范圍最廣的一種，具有很好的遮陽效果，根據(jù)其的遮陽原理，可以分為多種類型，每一類型的采用需要遵循以下兩個原則:一是外窗靠近南面或者是南面的話，在設(shè)置時要以水平的形式，也可以是可以遮住窗戶正面的活動外遮陽;二是如果外窗是西偏北30°至西偏南60°或者是東偏北30°至東偏南60°的話，要設(shè)置擋板式遮陽，也可以是直接的遮住窗戶正面的活動外遮陽。

如果是高層建筑群的遮陽，就需要依據(jù)于太陽在夏季時的運(yùn)行變化規(guī)律，根據(jù)其陰影移動的范圍規(guī)律，對建筑的平面設(shè)置認(rèn)真合理的設(shè)計，盡可能的發(fā)揮建筑陰影對建筑物的遮陽作用，這種遮陽設(shè)計是一種沒有經(jīng)濟(jì)成本投入的形式，值得大力推廣應(yīng)用。

3 對夏熱冬冷地區(qū)建筑遮陽設(shè)計的優(yōu)化

建筑的遮陽設(shè)計工作，除了要兼顧隔熱和節(jié)能的作用外，還需要重視建筑的居住舒適度和外觀，將其作為一個整體來對待，從整體上入手進(jìn)行綜合的設(shè)計優(yōu)化。

3.1 舒適度的設(shè)計優(yōu)化

建筑的居住舒適度涉及到諸多的方面，包括光環(huán)境、熱環(huán)境、通風(fēng)環(huán)境以及聲音環(huán)境等，這些是進(jìn)行舒適度設(shè)計的主要考慮因素。

首先，光環(huán)境方面。這一方面主要考慮的是建筑室內(nèi)除了要有足夠的照明度外，還要避免陽關(guān)的直射，削減室內(nèi)的眩光，保持室內(nèi)的光環(huán)境是均勻平衡的，最常見的光調(diào)節(jié)設(shè)施就是百葉窗，它的自身結(jié)構(gòu)可以對室內(nèi)光環(huán)境起到合理的優(yōu)化作用，光會被劃分為條狀、點(diǎn)狀、塊狀的形式，光線會變得更為柔和，而且，隨著百葉活動，室內(nèi)可以變幻出多樣的光影效果，增加了室內(nèi)的藝術(shù)性。

其次，熱環(huán)境方面。這一方面主要是對夏季的空調(diào)使用能耗來說的，在遮陽設(shè)施的作用下，可以大幅度的減少空調(diào)制冷帶來的能耗。采用外遮陽時，可以把將近80%的太陽輻射直接的反射到外邊，使太陽輻射的熱量散發(fā)到室外，從而減少了室內(nèi)的太陽熱，可以把室內(nèi)的溫度下降到5℃左右，也就實(shí)現(xiàn)了改善室內(nèi)熱環(huán)境的目的。

第三，通風(fēng)環(huán)境方面。眾所周知，散熱的最為有效方法就是通風(fēng)，在自然通風(fēng)的作用下，可以大大的減少太陽熱量的積存，不論是外遮陽措施還是內(nèi)遮陽措施，在進(jìn)行隔熱的過程中，遮陽設(shè)施自身都會吸收大量的太陽輻射熱，并以長波輻射的形式向室內(nèi)進(jìn)行傳播，如果具有良好的自然通風(fēng)環(huán)境，就會把這部分的熱量及時的擴(kuò)散，從而降低室內(nèi)的溫度，也就減少了空調(diào)的使用，在具體的通風(fēng)設(shè)計工作上，要盡可能的利用建筑物的地形地勢特點(diǎn)，利用風(fēng)壓差，實(shí)現(xiàn)穿堂風(fēng)。

第四，聲音方面。它是針對于減少室外噪音對室內(nèi)的影響來說的，很多的建筑外窗采用的是遮陽設(shè)施和中空玻璃節(jié)能窗聯(lián)合應(yīng)用的形式，其中，中空玻璃節(jié)能的隔音效果十分良好，內(nèi)置遮陽百葉中空玻璃節(jié)能窗會比其略好，兩者同時處于關(guān)閉的狀態(tài)，可以大大降低室內(nèi)的噪音，經(jīng)過實(shí)際的應(yīng)用測試表明，內(nèi)置的遮陽百葉中空玻璃節(jié)能窗可以把噪音降低36dB 以上。

3.2 藝術(shù)性的設(shè)計優(yōu)化

除了上述提到的建筑遮陽設(shè)施所起到的作用外，還需要把其直接的作為建筑的元素進(jìn)行藝術(shù)性的設(shè)計，主要有光影美學(xué)、線條韻律、色彩匹配、層次感、節(jié)奏感以及虛實(shí)對比等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師和遮陽設(shè)計技術(shù)人員在進(jìn)行藝術(shù)性的設(shè)計時，根據(jù)實(shí)際的建筑特點(diǎn)精心思考，創(chuàng)造性的設(shè)計出具有藝術(shù)特點(diǎn)的建筑遮陽。例如柯布西耶設(shè)計師所設(shè)計的印度昌迪加爾高等法院，就是把光影美學(xué)、虛實(shí)對比等設(shè)計手法進(jìn)行有機(jī)的融合，成為遮陽藝術(shù)設(shè)計的典范。

3.3 一體化的設(shè)計優(yōu)化

大多數(shù)的遮陽設(shè)施都是單一式的，設(shè)計完成后再安裝到建筑的外墻上，在安裝的過程中就會不可避免的對建筑的外觀帶來一定程度的破壞，如果采用的是外遮陽，它的結(jié)構(gòu)安全性是首要的注意點(diǎn)。進(jìn)行一體化的遮陽設(shè)計，可以減少對建筑的破壞，建筑的施工和遮陽設(shè)施安裝是同步進(jìn)行的，確保了遮陽設(shè)施和建筑之間的良好銜接，從而有助于遮陽效果的有效發(fā)揮。

4 總結(jié)

夏熱冬冷地區(qū)的建筑遮陽設(shè)計，首要的考慮點(diǎn)就是要把建筑的節(jié)能放在第一位置，然后綜合考慮光調(diào)節(jié)、熱調(diào)節(jié)以及聲音調(diào)節(jié)等的其他功能發(fā)揮。在具體的遮陽設(shè)計優(yōu)化時，要根據(jù)建筑的實(shí)際位置，依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，并兼顧藝術(shù)性、舒適性，進(jìn)而促進(jìn)建筑遮陽效果的提高。

［1］李謨彬，郭德平.夏熱冬冷地區(qū)建筑遮陽設(shè)計優(yōu)化［J］.建筑科學(xué)，2014，30(12):93-97.

［2］胡達(dá)明.夏熱冬暖地區(qū)建筑遮陽設(shè)計策略及案例分析［J］.福建建設(shè)科技，2014(03):63-65，77.