建筑遮阳的基本形式选择与比较

湖北工程学院新技术学院 杨子江

建筑遮阳的目的是阻断阳光透过玻璃进入室内，防止过分照射和加热建筑围护结构，防止眩光，以消除或缓解室内高温，降低空调的用电量。因此针对不同朝向在建筑设计中采取适宜合理的遮阳措施是改善室内环境、降低空调能耗、提高节能效果的有效途径。特别是夏季，强烈的太阳辐射是高温热量之源，而遮阳是隔热最有效的手段。有关资料表明，窗户遮阳所获得的节能收益为建筑能耗的10%-24%，而用于遮阳的建设投资则不足2%[1]。遮阳设施的材料、位置、构成将影响遮阳效果，有的场合会因为遮阳设计不当而带来无法改变的缺陷而形成遗憾。因此，建筑师只有熟知遮阳的形式、构成、特性及其使用范围等，才能在设计中合理选用。

1 建筑遮阳的基本形式

遮阳按构件相对于窗口的位置分析，通常遮阳可以分为外遮阳、内遮阳、玻璃自遮阳和绿化遮阳。而外遮阳按遮阳构件的形状可以分为：水平式、垂直式、综合式、挡板式和百叶式；按照遮阳的可控性，又分为固定遮阳和可调节遮阳两类。

1）建筑内遮阳

内遮阳是建筑外围护结构内侧的遮阳。内遮阳因其安装、使用和维护保养都十分方便而应用普遍。内遮阳的形式和材料很多，包括百褶帘、百叶帘、卷帘、垂直帘和风琴帘等多种款式，有布、木、铝合金等多种材质。内遮阳设施对进入窗户的太阳辐射热由内遮阳设施被二次分配，一部分直接透过遮阳设施进入室内，另一部分被遮阳设施反射，还有一部分被遮阳设施吸收，再由长波辐射和对流方式向室内和室外散发，显然，由于内遮阳设施的存在，进入室内的太阳辐射热在传输过程中受到了阻挡，减少了最终进入室内的热量，从而降低了室内的太阳辐射得热量。内遮阳设施还可以使室内光线柔和，采光系数均匀，缓解强烈的眩光。但是内遮阳的隔热效果不如外遮阳。内遮阳装置反射部分阳光，吸收部分阳光，透过部分阳光，而外遮阳只有透过的那部分阳光会直接到达窗玻璃外表面，只有部分可以形成冷负荷。

当然，室内窗帘在实用功能上不仅出于遮阳的考虑，而且还有私密性的要求，即遮挡外来视线。而且窗帘还是改善室内空间品质的重要手段之一，因此在居住建筑中室外遮阳不可能完全代替室内窗帘。而办公建筑与居住建筑相比，从隐私性上来说，办公空间是一个半公开半私密的空间，窗帘等内遮阳设施就可以根据需要设置了。

2）建筑外遮阳

建筑外遮阳是位于建筑外围护结构外边的各种遮阳装置的统称。按遮阳构件形状分为水平式、垂直式、综合式、挡板式四种基本形式。其主要技术要点及适用范围见表1-表3。

遮阳能非常有效地减少建筑得热，但遮阳效果与遮阳构造、材料、颜色等密切相关，同时也存在一定的缺陷。由于直接暴露于室外，使用过程中容易积灰，而且不宜清洗，日久其遮阳效果会变差。并且外遮阳构件除了考虑自身的荷载之外，还要考虑风、雨、雪等荷载，由此带来腐蚀和老化问题。建筑外遮阳设置在墙体外侧，因此对建筑立面整体美观有一定的影响，在建筑方案设计时，遮阳设计宜同步进行，提高对外遮阳措施的重视程度，将遮阳构件与建筑选型结合起来考虑。

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3）玻璃自遮阳

玻璃自遮阳利用窗户玻璃自身的遮阳性能，阻断部分阳光进入室内。玻璃直身的遮阳性能对节能的影响很大，应该选择遮阳系数小的玻璃。遮阳性能好的玻璃常见的有吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃。这几种玻璃的遮阳系数低，具有良好的遮阳效果。值得注意的是，前两种玻璃对采光有不同程度的影响，而低辐射玻璃的透光性能良好。 此外，利用玻璃进行遮阳时，必须关闭窗户，这样会给房间的自然通风造成一定的影响，使滞留在室内的部分热量无法散发出去。所以，尽管玻璃自身的遮阳性能是值得肯定的，但是还必须配合百叶遮阳等措施，才能取长补短。

4）绿化遮阳

绿化遮阳是借助于树木或者藤蔓植物来遮阳，是一种既有效又经济美观的遮阳措施，特别适用于低层建筑（图1）。绿化遮阳有种树和棚架攀附植物两种做法。种树要根据窗口朝向对遮阳形式的要求来选择和配置树种。植物攀附的水平棚架起水平遮阳的作用，垂直棚架起挡板式遮阳的作用。不同于建筑构件遮阳，植物通过光合作用将太阳能转化为生物能，植物叶片本身的温度并未显著提高；而遮阳构件吸收太阳能后温度会显著升高，其中一部分热量还会通过其他方式向室内传递。绿化遮阳最为理想的遮阳植被是落叶乔木，茂盛的树叶可以遮挡夏季灼热的阳光，而冬季温暖的阳光又会透过稀疏的枝条射入室内，这是普通固定遮阳构件无法具备的优点。

图1 低层建筑常用的绿化遮阳方式

2 各种遮阳措施的比较

遮阳的种类繁多，在建筑设计时，应该根据建筑所在地的地区气候特征、墙体朝向选择不同的遮阳方式，同时通过对各种遮阳方式的遮阳效果、视觉和通风影响、经济性等因素的综合对比和分析（见表4），外遮阳是一种较为理想的遮阳方式，是建筑节能的第一步，是可持续性建筑的首选。

各种遮阳设施的的实际遮阳系数见表5。一般来讲，室内百叶只可挡去17%的太阳辐射热，而室外南向仰角45度的水平遮阳板，可轻易遮去68%的太阳辐射热，两者间的遮阳效果相差甚大[2]。装在窗口内侧的窗帘、软百叶等遮阳设施，其所吸收的太阳辐射热，大部分将散发给室内空气。而装在外侧的遮阳板，吸收的辐射热，大部分将散发给室外的空气，从而减轻了室内温度的影响。如图2内外遮阳得热比较，显然，外遮阳和玻璃遮蔽是外墙节能的重要手段，玻璃材质中，高反射率的反射玻璃和吸热玻璃效果较好；相比之下，遮阳板、遮阳百叶等外遮阳的效果较好。

表4 外遮阳、内遮阳、玻璃自遮阳优缺点比较

表5 各种遮阳措施的遮阳系数比较

3 结束语

在建筑的遮阳设计中，特别是对夏热冬冷地区，要兼顾夏季空调和冬季取暖，一般固定的外遮阳设施在夏季可使外窗的太阳得热显著降低，减少空调能耗，但在冬季也减少了透过窗户进入室内的太阳热辐射，增加了采暖能耗。注意冬夏太阳角度的不同，设计良好的遮阳可以做到冬季不遮挡入射阳光，故在条件允许的情况下，应优先采用活动式的外遮阳。活动式外遮阳的可调节性保证了住户的灵活控制，既可以阻挡夏季太阳辐射，也不会因为遮阳而影响冬季的日照，这是该地区室外遮阳的理想方式。

[1].邓可祥.透光型围护结构对建筑能耗的影响[J].新型建筑材料，2008（12）：68—69

[2].中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇——建筑[M].北京：中国