廣西建筑外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)研究★

陸世登　楊　帆

(廣西壯族自治區(qū)建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，廣西 南寧　530011)

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廣西建筑外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)研究★

陸世登楊帆

(廣西壯族自治區(qū)建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，廣西 南寧530011)

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

建筑外遮陽(yáng)，熱環(huán)境，能耗，設(shè)計(jì)原則

0　引言

建筑外遮陽(yáng)指對(duì)太陽(yáng)能有遮蔽作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和裝置。建筑外遮陽(yáng)大致可以分為兩種，一種是利用建筑構(gòu)件達(dá)到遮陽(yáng)效果的外遮陽(yáng)，這一類(lèi)建筑外遮陽(yáng)構(gòu)件可以分為四類(lèi)，即水平式遮陽(yáng)、垂直式遮陽(yáng)、擋板式遮陽(yáng)以及綜合式遮陽(yáng)。另一種是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的建筑外遮陽(yáng)構(gòu)件。這類(lèi)外遮陽(yáng)構(gòu)件種類(lèi)繁多，有可以活動(dòng)的鋁合金卷簾遮陽(yáng)、織物遮陽(yáng)(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(yáng)、鋁合金機(jī)翼遮陽(yáng)、開(kāi)啟型百葉門(mén)窗遮陽(yáng)、中空玻璃內(nèi)裝可調(diào)百葉遮陽(yáng)，有固定的混凝土挑板構(gòu)件遮陽(yáng)、鋁合金格柵遮陽(yáng)、玻璃擋板遮陽(yáng)、綠化遮陽(yáng)等。

各類(lèi)外遮陽(yáng)形式具有不同的使用特點(diǎn)和不同的遮陽(yáng)特性，如織物遮陽(yáng)裝配便捷、美觀大方，合理設(shè)計(jì)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(yáng)造價(jià)低廉，夏季可以起到一定的遮陽(yáng)效果，但冬季遮擋了太陽(yáng)直射輻射進(jìn)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(yáng)材質(zhì)的選擇和設(shè)計(jì)也尤為重要，不同形式的外遮陽(yáng)技術(shù)在建筑中有著不同的適用性，如何選擇外遮陽(yáng)材料，外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)流程應(yīng)當(dāng)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(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，強(qiáng)烈的太陽(yáng)光直射嚴(yán)重影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的同時(shí)，還增加了建筑的空調(diào)能耗。采用恰當(dāng)?shù)慕ㄖ庹陉?yáng)措施，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(yáng)技術(shù)是夏熱冬暖地區(qū)的一項(xiàng)重要建筑節(jié)能技術(shù)措施。本文通過(guò)分析廣西所處的地理環(huán)境氣候特點(diǎn)，結(jié)合遮陽(yáng)選用的原則，探討廣西地區(qū)建筑外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)的本地化策略、形式、設(shè)計(jì)條件、原則以及流程。

1　廣西建筑外遮陽(yáng)本地化策略

1.1廣西本地化特征

外遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)需本著“因地制宜”的原則。廣西在氣候及地域的特點(diǎn)如下：1)氣候溫暖，夏季濕熱漫長(zhǎng)；2)日照時(shí)間較長(zhǎng)，冬季短夏季長(zhǎng)；3)風(fēng)頻較高，風(fēng)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(jì)發(fā)展水平較低;8)少數(shù)民族風(fēng)情特點(diǎn)突出。

1.2廣西地方特點(diǎn)對(duì)建筑外遮陽(yáng)的需求

廣西地處亞熱帶季風(fēng)海洋氣候地區(qū)，全年平均氣溫較高，夏季炎熱漫長(zhǎng)，冬季短暫，空調(diào)采暖需求相對(duì)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(guò)使用建筑外遮陽(yáng)構(gòu)件減少太陽(yáng)光直射，減少室內(nèi)過(guò)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(yáng)系數(shù)是直接影響建筑遮陽(yáng)效果的重要參數(shù)。

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

1.3廣西適用的建筑外遮陽(yáng)形式分析

通過(guò)針對(duì)廣西本地特征對(duì)建筑外遮陽(yáng)的要求進(jìn)行的詳細(xì)分析整理及論證，并通過(guò)對(duì)廣西地區(qū)建筑外遮陽(yáng)情況進(jìn)行的調(diào)研，得到了《廣西建筑外遮陽(yáng)本地化策略表》，見(jiàn)表1。

表1　廣西建筑外遮陽(yáng)本地化策略表

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

2　廣西適用的建筑外遮陽(yáng)設(shè)計(jì)選用要點(diǎn)

2.1建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)的工作流程與分工

建筑遮陽(yáng)是指使用某種物理方式阻隔通過(guò)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中透明部分進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)光線的措施，因此進(jìn)行建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑外遮陽(yáng)主要考慮的部位是玻璃幕墻、外門(mén)窗、采光頂、雨篷等部位，盡量一體化設(shè)計(jì)。建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)具有多專(zhuān)業(yè)、多材料和多環(huán)節(jié)融于一體的復(fù)雜性，需建筑工程設(shè)計(jì)單位和幕墻施工圖設(shè)計(jì)單位、遮陽(yáng)產(chǎn)品生產(chǎn)單位協(xié)同完成。

2.2建筑遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)條件、原則

1)建筑遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)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(yáng)年運(yùn)行軌跡可知，建筑東向、西向及南向均應(yīng)采用外遮陽(yáng)措施，對(duì)于非正朝向，以下條件滿(mǎn)足1項(xiàng)～2項(xiàng)時(shí)應(yīng)采取遮陽(yáng)措施：

a.室內(nèi)(外)氣溫達(dá)到或超過(guò)29 ℃。

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

c.陽(yáng)光照射室內(nèi)深度大于0.5 m。

d.陽(yáng)光照射室內(nèi)時(shí)間超過(guò)1 h。

2)建筑外遮陽(yáng)的設(shè)計(jì)原則。

在廣西地區(qū)進(jìn)行建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循下列原則：

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

c.建筑遮陽(yáng)設(shè)施的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮遮陽(yáng)體對(duì)視線和通風(fēng)采光等方面的影響、對(duì)不同天氣狀況的應(yīng)變能力以及遮陽(yáng)體的經(jīng)濟(jì)性、耐久性、可清潔度和適用性。

2.3建筑遮陽(yáng)性能要求

1)建筑物的東、西向門(mén)窗洞口，一般采取有效的遮陽(yáng)措施。在建筑設(shè)計(jì)中，宜結(jié)合建筑構(gòu)件如外廊、陽(yáng)臺(tái)、挑檐等構(gòu)件，利用構(gòu)件的遮擋作用達(dá)到遮陽(yáng)目的。

2)應(yīng)根據(jù)建筑物所在地的地理氣候特點(diǎn)、所設(shè)計(jì)建筑物的體型、高度、周?chē)h(huán)境以及日照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射率等因素確定遮陽(yáng)部位。

3)建筑物的南向和北向門(mén)窗洞口，一般采用水平式遮陽(yáng)，設(shè)計(jì)中盡量結(jié)合建筑構(gòu)件，利用構(gòu)件遮擋達(dá)到遮陽(yáng)的目的；東北、北和西北向，一般采用垂直式遮陽(yáng)，垂直遮陽(yáng)設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合立面設(shè)計(jì)，使得遮陽(yáng)與立面一體化；東南和西南向，宜采用綜合式遮陽(yáng)，綜合式遮陽(yáng)；東、西向，宜采用擋板式遮陽(yáng)，擋板式遮陽(yáng)盡量采用活動(dòng)的遮陽(yáng)構(gòu)件以減少對(duì)室內(nèi)采光的影響。

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

2.4建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)應(yīng)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(chǎng)地周邊遮擋情況，建筑外立面風(fēng)格，項(xiàng)目定位，成本控制和后期維護(hù)管理等因素，有機(jī)結(jié)合后確定適宜的遮陽(yáng)措施。

3　結(jié)語(yǔ)

本文主要通過(guò)分析廣西地域氣候特點(diǎn)，探討廣西建筑外遮陽(yáng)的本地化策略、形式、設(shè)計(jì)條件、原則及流程。希望在設(shè)計(jì)中能根據(jù)相應(yīng)的原則和流程，指導(dǎo)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)建筑外遮陽(yáng)，創(chuàng)造出適合本地地域氣候的建筑外遮陽(yáng)。

[1]JGJ 75—2003，夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

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

[3]林其標(biāo).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(guó)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(yīng)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(jí)建筑師

TU201.5

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