夏热冬冷地区建筑遮阳优化设计分析

2015-08-15赵煜斌寻乌县建筑设计室江西寻乌342200

江西建材 2015年22期

■赵煜斌 ■寻乌县建筑设计室，江西寻乌 342200

人们生活水平的提高，对建筑的居住舒适度有了更高的要求和标准。在夏热冬冷地区，空调是建筑使用中重要的设备，那么相应的就会产生更多的能源消耗，特别是在夏季，空调的使用量普遍增加，为了尽可能的减少空调带来的能耗，对建筑外墙围护结构采取有效的遮阳措施，进行科学的设计优化就显得十分的有必要，笔者就从这一方面入手，对夏热冬冷地区的建筑遮阳优化设计工作进行了阐述分析。

1 夏热冬冷地区的气候特点

我国的疆域辽阔，从气候的分布范围来看，纵向呈现出明显的地域特点，由南向北呈现出热带到寒带的明显差异。总的来说，我国的夏热冬冷气候较为明显的区别是以大陆的中部为主，夏季的气候环境是太阳的辐射强度较大，日照时间较长，天气较为闷热;冬季则是气候寒冷，太阳辐射强度低，以湿冷天气为主。那么在这一气候变化较为明显的地区，建筑物的建造设计需要充分的满足夏季放热、冬季保暖的基本居住要求。

2 建筑遮阳设计工作的具体阐述

2.1 遮阳设计的部位

上述提到，我国的夏热冬冷地区主要是在北回归线以北地区，太阳的辐射高度角和方位角会随着时间的变化而进行相应的推移，但是，它的阳光照射主要是集中在房屋的南面、西面、东面、西南面、东南面以及屋顶部位，不会照射到北面，因此，根据这一特点，对于建筑物的外墙遮阳设计就侧重于屋顶、南面、西面、东面、西南面、东南面，在进行设计的过程中，还要根据具体每个面的阳光照射量多少来进行合理的调整优化，确保各个部位都有很好的遮阳防护，进而提高建筑物的使用效果。

2.2 遮阳设计的相关事项

如果建筑是属于一个单体式的，需要根据建筑在整个小区或者是四周的建筑群中的平面位置和建筑的高度，根据当地的主导风向，在自然通风条件良好的基础上，进行细致合理的建筑遮阳设计工作。它的建筑外墙一般可以考虑采用内遮阳、中间遮阳、外遮阳以及建筑阴影遮阳等的形式来起到遮阳防护的作用。

如果采用的是内遮阳和中间遮阳时，遮阳采取的设施面向室外时需要采用可以反射太阳光的材质，并根据太阳辐射的实际情况来进行实施的调整，对其反射角度和位置有合理的规划，遮阳可以对建筑室内的光环境和热环境起到调节优化作用。

外遮阳在现代大多数建筑遮阳防护措施中是使用范围最广的一种，具有很好的遮阳效果，根据其的遮阳原理，可以分为多种类型，每一类型的采用需要遵循以下两个原则:一是外窗靠近南面或者是南面的话，在设置时要以水平的形式，也可以是可以遮住窗户正面的活动外遮阳;二是如果外窗是西偏北30°至西偏南60°或者是东偏北30°至东偏南60°的话，要设置挡板式遮阳，也可以是直接的遮住窗户正面的活动外遮阳。

如果是高层建筑群的遮阳，就需要依据于太阳在夏季时的运行变化规律，根据其阴影移动的范围规律，对建筑的平面设置认真合理的设计，尽可能的发挥建筑阴影对建筑物的遮阳作用，这种遮阳设计是一种没有经济成本投入的形式，值得大力推广应用。

3 对夏热冬冷地区建筑遮阳设计的优化

建筑的遮阳设计工作，除了要兼顾隔热和节能的作用外，还需要重视建筑的居住舒适度和外观，将其作为一个整体来对待，从整体上入手进行综合的设计优化。

3.1 舒适度的设计优化

建筑的居住舒适度涉及到诸多的方面，包括光环境、热环境、通风环境以及声音环境等，这些是进行舒适度设计的主要考虑因素。

首先，光环境方面。这一方面主要考虑的是建筑室内除了要有足够的照明度外，还要避免阳关的直射，削减室内的眩光，保持室内的光环境是均匀平衡的，最常见的光调节设施就是百叶窗，它的自身结构可以对室内光环境起到合理的优化作用，光会被划分为条状、点状、块状的形式，光线会变得更为柔和，而且，随着百叶活动，室内可以变幻出多样的光影效果，增加了室内的艺术性。

其次，热环境方面。这一方面主要是对夏季的空调使用能耗来说的，在遮阳设施的作用下，可以大幅度的减少空调制冷带来的能耗。采用外遮阳时，可以把将近80%的太阳辐射直接的反射到外边，使太阳辐射的热量散发到室外，从而减少了室内的太阳热，可以把室内的温度下降到5℃左右，也就实现了改善室内热环境的目的。

第三，通风环境方面。众所周知，散热的最为有效方法就是通风，在自然通风的作用下，可以大大的减少太阳热量的积存，不论是外遮阳措施还是内遮阳措施，在进行隔热的过程中，遮阳设施自身都会吸收大量的太阳辐射热，并以长波辐射的形式向室内进行传播，如果具有良好的自然通风环境，就会把这部分的热量及时的扩散，从而降低室内的温度，也就减少了空调的使用，在具体的通风设计工作上，要尽可能的利用建筑物的地形地势特点，利用风压差，实现穿堂风。

第四，声音方面。它是针对于减少室外噪音对室内的影响来说的，很多的建筑外窗采用的是遮阳设施和中空玻璃节能窗联合应用的形式，其中，中空玻璃节能的隔音效果十分良好，内置遮阳百叶中空玻璃节能窗会比其略好，两者同时处于关闭的状态，可以大大降低室内的噪音，经过实际的应用测试表明，内置的遮阳百叶中空玻璃节能窗可以把噪音降低36dB 以上。

3.2 艺术性的设计优化

除了上述提到的建筑遮阳设施所起到的作用外，还需要把其直接的作为建筑的元素进行艺术性的设计，主要有光影美学、线条韵律、色彩匹配、层次感、节奏感以及虚实对比等。建筑结构设计师和遮阳设计技术人员在进行艺术性的设计时，根据实际的建筑特点精心思考，创造性的设计出具有艺术特点的建筑遮阳。例如柯布西耶设计师所设计的印度昌迪加尔高等法院，就是把光影美学、虚实对比等设计手法进行有机的融合，成为遮阳艺术设计的典范。

3.3 一体化的设计优化

大多数的遮阳设施都是单一式的，设计完成后再安装到建筑的外墙上，在安装的过程中就会不可避免的对建筑的外观带来一定程度的破坏，如果采用的是外遮阳，它的结构安全性是首要的注意点。进行一体化的遮阳设计，可以减少对建筑的破坏，建筑的施工和遮阳设施安装是同步进行的，确保了遮阳设施和建筑之间的良好衔接，从而有助于遮阳效果的有效发挥。