生態視角下的建筑遮陽系統初探

鐘歆

（廣東省電信規劃設計院有限公司）

生態視角下的建筑遮陽系統初探

鐘歆

（廣東省電信規劃設計院有限公司）

建筑遮陽能夠有效改變室內微氣候，防止陽光直射進入室內，從而避免室內物品因局部溫度過高而產生損害，也有利于實現建筑節能。現階段，在建筑物能耗中，空調耗電和照明耗電比例較大，而如果采取遮陽措施，將有效減少空調及照明耗電量，從而有效實現節能減排。現階段，由于我國對建筑物遮陽不夠重視，沒有采取科學的遮陽措施，因而不利于室內環境的改善，也不利于節能減排。為此，有必要對生態視角下建筑物遮陽系統進行初步探討，希望能為同行提供一點參考。

生態視角；建筑；遮陽系統

近年來，我國大力提倡節能減排，研究發現，通過建筑遮陽能夠有效減少能源損失，從而起到節能效果。然而，現階段我國普遍缺乏關于建筑遮陽方面的文獻資料，對遮陽系統的設計也不夠專業化。為此，本文對建筑遮陽系統進行初步探討，希望該項領域能具有更加廣泛的應用。

1　建筑遮陽概述

建筑物不僅能為人們提供良好的居住環境，還有一個重要的作用就是遮陽，通過遮陽能夠改變室內微氣候，抵御自然界各種氣候帶來的不良影響[1]。每個處于自然環境條件下的建筑都會受到太陽輻射，太陽輻射對居住環境產生重要影響。太陽輻射通過電磁波形式向周圍傳遞能量，而不同的電磁波長會引起不同熱效應。在空氣污染較為嚴重情況下，波長較長的光線透射能力相對較強，因而不利于居民的健康。因此，為有效防止太陽輻射造成的影響，應對建筑物采取遮陽措施。通過對建筑物遮陽，不但能夠對室內熱工環境進行改善，而且能夠避免維護結構由于過度加熱而產生的熱負荷。此外，建筑遮陽還能有效避免炫光，防止日光直射，減少紫外線等對室內環境和物品造成的傷害。現階段，由于我國日照輻射普遍較強，因而建筑遮陽技術在我國具有廣闊的發展前景。然而，大多數城市都對此不夠重視，因而現階段在我國科學的進行建筑遮陽的例子較少。在國外，尤其是東南亞地區，建筑遮陽已經得到較為廣泛的應用，據統計，在東南亞國家地區遮陽節能率可以占到建筑總節能率的10～24%。在歐洲地區，建筑節能的例子司空見慣。

2　建筑遮陽分類和措施

2.1建筑遮陽分類

2.1.1按照遮陽類型分類

按照遮陽類型，建筑遮陽分為構件遮陽、附加構件遮陽及植物遮陽三種類型[2]。其中，構件遮陽是指在遮陽的過程中利用專門遮陽構件，例如遮陽格柵、雨棚、遮陽棚架等。附加遮陽構件主要針對于已經竣工完成的建筑物，利用人工進行遮陽的自行安裝，例如布料、纖維制品、竹子、塑料等。植物遮陽是指通過種植綠色植物，吸收大量的太陽輻射，從而起到遮陽目的。建筑遮陽基本形式如圖1所示。

2.1.2按遮陽適應范圍分類

按照遮陽適應范圍進行分類，遮陽可以分為垂直式、水平式、綜合式、百葉式和擋板式等五種類型。不同的遮陽類型適應不同的遮陽高度角和朝向。通常來說，水平式遮陽適用于較大遮擋高度角，應盡量選擇靠近南向窗口進行布置。垂直式遮陽適用于較小遮擋高度角，應盡量選擇在西北或東北區域墻面進行設置。綜合式遮陽結合了垂直式和水平式的遮陽方法，因而遮陽效果較好。擋板式遮陽主要針對于平行直射陽光，在高度角較小情況下具有較好遮陽效果。百葉式遮陽種類繁多，適用范圍較廣，對于多數朝向建筑進行遮陽，都能起到良好效果。

2.1.3按遮陽相對于窗口位置

按照遮陽位置的不同，可以將遮陽分為外遮陽及內遮陽兩種類型。在外遮陽進行設計的過程中，應從遮陽的方便性、房間私密性、房間清潔性等方面進行考慮。此外，外遮陽還應考慮天氣狀況帶來的影響，在遮陽過程中，應盡量選擇具有防水、耐腐蝕等性能的材料。在進行內遮陽過程中，也應正確選擇遮陽材料、遮陽色彩等。目前來說，外遮陽效果要優于內遮陽。

2.2建筑遮陽的措施選擇

2.2.1不同方位遮陽需求

通常來說，在不同方位太陽輻射強度不同，因而不同方位具有不同的遮陽需求，圖2所示為某市全年太陽輻射分布圖。

圖1　建筑遮陽基本形式

圖2　某市全年太陽輻射分布圖

由圖2可知，從全年來說，水平面相對受太陽輻射影響較大，尤其是在6、7月份的夏季高溫時節，輻射強度達到高峰。對于南墻而言，盡管該市在夏季受太陽高度角的影響，輻射強度反而減少，但是南墻總體受到輻射強度也較大。在夏季，東西向的墻面也會受到較高的太陽輻射，甚至會強于南墻。相對來說，北墻受到的太陽輻射最小。由此可見，應重點加強對水平面的遮陽措施，其次是東西墻、南墻和北墻。

2.2.2不同方位遮陽選擇

通過對不同方位的太陽輻射進行分析，并結合太陽的運行規律，從而使我們大致得出對不同方位遮陽應采取的措施。當然，由于我國緯度跨度較大，因而不同地區采取的遮陽措施略有不同，但對于我國大部分地區而言普遍適用。

對于南向來說，通常采用水平式固定遮陽，特別是在較為炎熱的夏季，遮陽效果較好。通常來說，在高度角90°左右效果較好，且不會對通風和采光造成較大影響。對于東西向而言，擋板式遮陽最為合適，但在使用的過程中應慎重。由于屋頂受太陽輻射強度較高，因而應重視對屋頂采取相關的遮陽措施。在對屋頂進行遮陽時，應因地制宜，可以采用雙層隔熱屋頂或綠化屋頂等方式進行遮陽。對于北向來說，可以不用采取遮陽措施，或者采取小的垂直遮陽板進行遮陽。

3　建筑遮陽設計計算

3.1建筑遮陽設計程序

在建筑遮陽設計時，應切實按照一定的目標和流程[3]。通常來說，建筑遮陽應以有效減少陽光直射入室內，減少眩光等現象，提高室內照明水平，促進節能減排為目的。在進行遮陽設計時，應考慮表1所涉及因素。

3.2建筑遮陽構件尺寸計算

在進行構件計算時，通常可以僅僅考慮直射陽光造成的影響，而直射陽光方向通常具有一致性，因而可以當做幾何計算來對構件尺寸進行相關計算。通常來說，遮陽構件計算方式有圖解法、計算法和利用軟件計算法等三種類型。對于水平式、垂直式、綜合式和擋板式都有其特定的計算方法。圖解法能夠有效簡化傳統計算方法的步驟，使工作量更為簡化，常用的圖解法有MT型陽光規尺法等。隨著計算機科學技術的發展，應用軟件計算的方法能夠使計算數據更加精確、計算結果更具有參考性。現階段，常用的計算軟件有CAADRIA、BAST、shade系列軟件等。

4　建筑遮陽和節能減排

利用建筑遮陽，能夠有效實現節能減排。建筑遮陽的節能減排作用主要體現在以下幾個方面：①建筑遮陽能夠有效避免太陽輻射的影響，使空調制冷負荷降低，從而在夏季能夠有效實現節能。②利用建筑遮陽能夠有效將具有高強度輻射的陽光轉化成漫射光，從而使室內光環境得到改善，有效減少人工照明，從而達到節能減排。圖3所示為臺灣地區建筑遮陽和耗電比例之間的關系。

目前來說，東南亞的一些國家和地區在建筑遮陽節能方面已經取得了不錯成績，其遮陽節能率占總節能率比例能夠達到10～ 24%。目前來說，我國廣州地區也以實現遮陽節能率達到20%為目標。通常來說，采用外遮陽的效果要遠遠高于內遮陽，然而現階段我國很多地區處于隱私性考慮，仍大多數采用內遮陽。通常來說，應用遮陽系數對遮陽節能效果進行評價和測試。遮陽系數越小，建筑遮陽節能效果也會隨之越好。

5　遮陽設計實例

建筑物遮陽的一個典型實例就是我國中山大學珠海分校的主體教學樓，該教學樓主要由法國設計師進行規劃設計。教學樓走向為東西朝向，長度可達570m，該教學樓外立面利用懸掛式水平百葉遮擋板，建筑物傾角與遮陽板板距較為合理，因而具有良好的遮陽效果。圖4所示為下午2時左右的遮陽效果圖。

表1　遮陽設計時應考慮因素

圖3　臺灣地區辦公建筑物采取遮陽措施對節能影響

圖4　中山大學珠海分校主體教學樓遮陽效果圖

6　結語

本文淺要分析探討生態視角下的建筑遮陽系統，并提出了自己的一點看法。建筑遮陽不僅能夠為居民提供舒適的室內環境，而且有利于節能減排。然而，目前我國大部分城市都沒有對此引起重視，也沒有采取科學的方法進行建筑遮陽。因此，應大力推廣建筑遮陽系統在實際生活中的應用，這樣才能促進我國現代化建設的不斷發展。

[1]涂逢祥.建筑遮陽是建筑節能的重要手段[J].建筑技術，2011（10）：875～ 876.

[2]李謨彬，郭德平.夏熱冬冷地區建筑遮陽設計優化[J].建筑科學，2014，30（12）：93～97.

[3]王志勇，段愷，張麗，等.建筑遮陽在北京建筑工程中應用建議[J].建筑技術，2011（10）：882～885.

TU226

A

1673-0038（2015）32-0017-02

2015-6-15

鐘歆（1978-），男，中級工程師，本科，主要從事建筑設計工作。