生态视角下的建筑遮阳系统初探

钟歆

（广东省电信规划设计院有限公司）

生态视角下的建筑遮阳系统初探

钟歆

（广东省电信规划设计院有限公司）

建筑遮阳能够有效改变室内微气候，防止阳光直射进入室内，从而避免室内物品因局部温度过高而产生损害，也有利于实现建筑节能。现阶段，在建筑物能耗中，空调耗电和照明耗电比例较大，而如果采取遮阳措施，将有效减少空调及照明耗电量，从而有效实现节能减排。现阶段，由于我国对建筑物遮阳不够重视，没有采取科学的遮阳措施，因而不利于室内环境的改善，也不利于节能减排。为此，有必要对生态视角下建筑物遮阳系统进行初步探讨，希望能为同行提供一点参考。

生态视角；建筑；遮阳系统

近年来，我国大力提倡节能减排，研究发现，通过建筑遮阳能够有效减少能源损失，从而起到节能效果。然而，现阶段我国普遍缺乏关于建筑遮阳方面的文献资料，对遮阳系统的设计也不够专业化。为此，本文对建筑遮阳系统进行初步探讨，希望该项领域能具有更加广泛的应用。

1　建筑遮阳概述

建筑物不仅能为人们提供良好的居住环境，还有一个重要的作用就是遮阳，通过遮阳能够改变室内微气候，抵御自然界各种气候带来的不良影响[1]。每个处于自然环境条件下的建筑都会受到太阳辐射，太阳辐射对居住环境产生重要影响。太阳辐射通过电磁波形式向周围传递能量，而不同的电磁波长会引起不同热效应。在空气污染较为严重情况下，波长较长的光线透射能力相对较强，因而不利于居民的健康。因此，为有效防止太阳辐射造成的影响，应对建筑物采取遮阳措施。通过对建筑物遮阳，不但能够对室内热工环境进行改善，而且能够避免维护结构由于过度加热而产生的热负荷。此外，建筑遮阳还能有效避免炫光，防止日光直射，减少紫外线等对室内环境和物品造成的伤害。现阶段，由于我国日照辐射普遍较强，因而建筑遮阳技术在我国具有广阔的发展前景。然而，大多数城市都对此不够重视，因而现阶段在我国科学的进行建筑遮阳的例子较少。在国外，尤其是东南亚地区，建筑遮阳已经得到较为广泛的应用，据统计，在东南亚国家地区遮阳节能率可以占到建筑总节能率的10～24%。在欧洲地区，建筑节能的例子司空见惯。

2　建筑遮阳分类和措施

2.1建筑遮阳分类

2.1.1按照遮阳类型分类

按照遮阳类型，建筑遮阳分为构件遮阳、附加构件遮阳及植物遮阳三种类型[2]。其中，构件遮阳是指在遮阳的过程中利用专门遮阳构件，例如遮阳格栅、雨棚、遮阳棚架等。附加遮阳构件主要针对于已经竣工完成的建筑物，利用人工进行遮阳的自行安装，例如布料、纤维制品、竹子、塑料等。植物遮阳是指通过种植绿色植物，吸收大量的太阳辐射，从而起到遮阳目的。建筑遮阳基本形式如图1所示。

2.1.2按遮阳适应范围分类

按照遮阳适应范围进行分类，遮阳可以分为垂直式、水平式、综合式、百叶式和挡板式等五种类型。不同的遮阳类型适应不同的遮阳高度角和朝向。通常来说，水平式遮阳适用于较大遮挡高度角，应尽量选择靠近南向窗口进行布置。垂直式遮阳适用于较小遮挡高度角，应尽量选择在西北或东北区域墙面进行设置。综合式遮阳结合了垂直式和水平式的遮阳方法，因而遮阳效果较好。挡板式遮阳主要针对于平行直射阳光，在高度角较小情况下具有较好遮阳效果。百叶式遮阳种类繁多，适用范围较广，对于多数朝向建筑进行遮阳，都能起到良好效果。

2.1.3按遮阳相对于窗口位置

按照遮阳位置的不同，可以将遮阳分为外遮阳及内遮阳两种类型。在外遮阳进行设计的过程中，应从遮阳的方便性、房间私密性、房间清洁性等方面进行考虑。此外，外遮阳还应考虑天气状况带来的影响，在遮阳过程中，应尽量选择具有防水、耐腐蚀等性能的材料。在进行内遮阳过程中，也应正确选择遮阳材料、遮阳色彩等。目前来说，外遮阳效果要优于内遮阳。

2.2建筑遮阳的措施选择

2.2.1不同方位遮阳需求

通常来说，在不同方位太阳辐射强度不同，因而不同方位具有不同的遮阳需求，图2所示为某市全年太阳辐射分布图。

图1　建筑遮阳基本形式

图2　某市全年太阳辐射分布图

由图2可知，从全年来说，水平面相对受太阳辐射影响较大，尤其是在6、7月份的夏季高温时节，辐射强度达到高峰。对于南墙而言，尽管该市在夏季受太阳高度角的影响，辐射强度反而减少，但是南墙总体受到辐射强度也较大。在夏季，东西向的墙面也会受到较高的太阳辐射，甚至会强于南墙。相对来说，北墙受到的太阳辐射最小。由此可见，应重点加强对水平面的遮阳措施，其次是东西墙、南墙和北墙。

2.2.2不同方位遮阳选择

通过对不同方位的太阳辐射进行分析，并结合太阳的运行规律，从而使我们大致得出对不同方位遮阳应采取的措施。当然，由于我国纬度跨度较大，因而不同地区采取的遮阳措施略有不同，但对于我国大部分地区而言普遍适用。

对于南向来说，通常采用水平式固定遮阳，特别是在较为炎热的夏季，遮阳效果较好。通常来说，在高度角90°左右效果较好，且不会对通风和采光造成较大影响。对于东西向而言，挡板式遮阳最为合适，但在使用的过程中应慎重。由于屋顶受太阳辐射强度较高，因而应重视对屋顶采取相关的遮阳措施。在对屋顶进行遮阳时，应因地制宜，可以采用双层隔热屋顶或绿化屋顶等方式进行遮阳。对于北向来说，可以不用采取遮阳措施，或者采取小的垂直遮阳板进行遮阳。

3　建筑遮阳设计计算

3.1建筑遮阳设计程序

在建筑遮阳设计时，应切实按照一定的目标和流程[3]。通常来说，建筑遮阳应以有效减少阳光直射入室内，减少眩光等现象，提高室内照明水平，促进节能减排为目的。在进行遮阳设计时，应考虑表1所涉及因素。

3.2建筑遮阳构件尺寸计算

在进行构件计算时，通常可以仅仅考虑直射阳光造成的影响，而直射阳光方向通常具有一致性，因而可以当做几何计算来对构件尺寸进行相关计算。通常来说，遮阳构件计算方式有图解法、计算法和利用软件计算法等三种类型。对于水平式、垂直式、综合式和挡板式都有其特定的计算方法。图解法能够有效简化传统计算方法的步骤，使工作量更为简化，常用的图解法有MT型阳光规尺法等。随着计算机科学技术的发展，应用软件计算的方法能够使计算数据更加精确、计算结果更具有参考性。现阶段，常用的计算软件有CAADRIA、BAST、shade系列软件等。

4　建筑遮阳和节能减排

利用建筑遮阳，能够有效实现节能减排。建筑遮阳的节能减排作用主要体现在以下几个方面：①建筑遮阳能够有效避免太阳辐射的影响，使空调制冷负荷降低，从而在夏季能够有效实现节能。②利用建筑遮阳能够有效将具有高强度辐射的阳光转化成漫射光，从而使室内光环境得到改善，有效减少人工照明，从而达到节能减排。图3所示为台湾地区建筑遮阳和耗电比例之间的关系。

目前来说，东南亚的一些国家和地区在建筑遮阳节能方面已经取得了不错成绩，其遮阳节能率占总节能率比例能够达到10～ 24%。目前来说，我国广州地区也以实现遮阳节能率达到20%为目标。通常来说，采用外遮阳的效果要远远高于内遮阳，然而现阶段我国很多地区处于隐私性考虑，仍大多数采用内遮阳。通常来说，应用遮阳系数对遮阳节能效果进行评价和测试。遮阳系数越小，建筑遮阳节能效果也会随之越好。

5　遮阳设计实例

建筑物遮阳的一个典型实例就是我国中山大学珠海分校的主体教学楼，该教学楼主要由法国设计师进行规划设计。教学楼走向为东西朝向，长度可达570m，该教学楼外立面利用悬挂式水平百叶遮挡板，建筑物倾角与遮阳板板距较为合理，因而具有良好的遮阳效果。图4所示为下午2时左右的遮阳效果图。

表1　遮阳设计时应考虑因素

图3　台湾地区办公建筑物采取遮阳措施对节能影响

图4　中山大学珠海分校主体教学楼遮阳效果图

6　结语

本文浅要分析探讨生态视角下的建筑遮阳系统，并提出了自己的一点看法。建筑遮阳不仅能够为居民提供舒适的室内环境，而且有利于节能减排。然而，目前我国大部分城市都没有对此引起重视，也没有采取科学的方法进行建筑遮阳。因此，应大力推广建筑遮阳系统在实际生活中的应用，这样才能促进我国现代化建设的不断发展。

[1]涂逢祥.建筑遮阳是建筑节能的重要手段[J].建筑技术，2011（10）：875～ 876.

[2]李谟彬，郭德平.夏热冬冷地区建筑遮阳设计优化[J].建筑科学，2014，30（12）：93～97.

[3]王志勇，段恺，张丽，等.建筑遮阳在北京建筑工程中应用建议[J].建筑技术，2011（10）：882～885.

TU226

A

1673-0038（2015）32-0017-02

2015-6-15

钟歆（1978-），男，中级工程师，本科，主要从事建筑设计工作。