建筑外墙绿化与外遮阳一体化节能技术研究

刘文娟

（河南大学濮阳工学院 河南濮阳 457000）

建筑外墙绿化与外遮阳一体化节能技术研究

刘文娟

（河南大学濮阳工学院 河南濮阳 457000）

建筑绿化与外遮阳在我国建筑领域是广泛采用的节能一体化方案，可以节约建筑能耗，改善室内外环境，同时还赋予建筑地域性和文化性的内涵。从当前技术来看，这种节能设计还存在一些问题，特别是一体化理念以及节能技术与简述设计相互结合，使绿化和外遮阳的设计达不到预期效果。因此，加强对建筑外墙的绿化和外遮阳一体化的设计研究，对于促进建筑绿色节能具有重要意义。

绿色；外遮阳；建筑一体化

我国南方地区，气候多呈现夏热冬暖的特征。在这种环境下进行建筑施工作业，要同时考虑夏季的高温湿热和冬季的温暖短暂。而且夏季空调的能耗相当大，需要对阳光造成的热辐射予以制冷调节。随着节能环保意识的普及以及先进技术的升级，在建筑设计中采用绿化和外遮阳来遮挡太阳辐射的方式已经成为共识。

1、绿化和外遮阳一体化设计概述

随着国家绿色建筑理念的推广，节能技术在建筑中的应用日趋成熟。以广西主要城市为例，外遮阳和绿化在建筑节能技术中所占比例正不断扩大。

外遮阳技术，就是使用固定构件将活动外遮阳架固定在外墙，通过其遮蔽功能对热辐射予以遮挡。建筑立体绿化是通过绿色植物的反射、遮阳、通风、被动通风等特性，改善室内外热环境，降低空调负荷，起到遮阳隔热的功效。

2、绿化与外遮阳一体化技术问题

与国外外遮阳设计相比，我国的外遮阳一体化设计在建筑设计中所占比例相对较小。通过对比国内外优秀外遮阳建筑，可以看到我国建筑绿化与外遮阳一体化设计存在的问题：

2.1 外遮阳设计形式和选用的材料相对单一，遮阳材料基本为混凝土、混凝土构架和金属百叶等。遮阳设计的施工处理也较为单一。如百叶的施工就是使用百叶，而不是以组合的方式进行拼装，板式的遮阳就是长条板式，而不是处理成各式各样的板。这种材料和构造的单一，显然是创新意识和多样化的设计思维欠缺造成的[1]。由于我国住宅建筑的遮阳技术发展较为缓慢，对新材料新形势又知之甚少，传统的遮阳棚和遮阳板依然发挥着主要的作用，而且公共建筑大多不设置遮阳，只考虑造型。因此，墙体的遮阳在我国还需继续开发和推广。

2.2 在技术与艺术结合上，设计本身是一门创造性的艺术。遮阳形式中的造型、颜色等显示了建筑设计的水平。我们往往在建筑的屋顶、外立面等处看到的富于艺术内涵的遮阳构造的造型处理，赞叹建筑与艺术的完美融合，但是付诸实施时，便止步不前，依然缺少从建筑整体角度考虑遮阳设计的理念。遮阳设计的全局意识不足，造新呆板，缺乏美感，不能充分发挥遮阳在整体设计中的作用。

3、案例分析

对广西地区的调研，分别选取了几个具有代表性的街区，一是新城市中心，大型公共建筑占据几个主要路段，一是高等院校聚集区，主要为科教文卫建筑，一是老城市中心，老建筑和新建建筑相得益彰。

对这三个街区的建筑进行的调查结果显示，绿化的方式大多是墙面垂直绿化和屋顶绿化，其中建筑墙体的垂直绿化较为普遍。

建筑外墙的的垂直绿化包括了外墙面、阳台、窗台等区域，绿植覆盖率很高，在降温、遮阳、改善室内热环境，解决热岛效应上起到了实际的作用[2]。

在调研中对采用了外遮阳建筑节能技术的130栋建筑进行了详细的勘测。进过比对，得到绿化遮阳的占比以及绿化遮阳的效果分析如图。

以某高校科研实验楼的外墙区域绿化遮阳设计为例，其正立面采用了绿化遮阳，其他外墙采用了固定构件式外遮阳设计。

使用墙体温度记录采集仪、墙体红外热像成像仪等设备对楼体的绿化和非绿化遮阳墙面的外表面温度变化。测试期间得到的墙面温度变化，如图所示分别为45摄氏度和43摄氏度，相差2摄氏度。

温度差异表面，统一区域内良好的墙体隔热技术可以对温度进行良性控制。而且，作了绿化外遮阳的内墙温度波动要小于非绿化遮阳的波动。而且昼夜的温度差别也相对较小。

利用红外热成像仪对建筑绿化遮阳和非绿化遮阳外墙的表面温度进行测试后，得到绿化覆盖的墙体外表面最高温为34摄氏度，而没有绿化覆盖的外表面温度平均值为43摄氏度。

在测试过程中，外墙外表面的最高温度达到了44摄氏度，绿化遮阳的外墙外表面温度最高没有超过37摄氏度。在同样的外墙结构中，绿化遮阳的室内空调能耗也比非绿化遮阳的房间能耗少。

4、绿化与外遮阳一体化设计对策

改善建筑遮阳现状，应从外遮阳一体化设计无法令人满意的原因入手，着眼于社会问题，提高我国建筑遮阳节能的意识，从实践中找到解决的对策。

4.1 将绿化与外遮阳一体化设计理念结合，指导建筑师创作和设计。建筑师应注重自然要素的存在和被动式技术对建筑的重要性，强调集成设计和多学科设计的有机结合，从建筑、人、自然环境三个层面对遮阳一体化节能设计进行思考。

4.2 在外遮阳一体化设计过程中，从材料选取到建筑方式，再到生产技术、交通运输等，都要对能源构成和材料的生命周期进行考虑。优先选取可再生原料，遵循循环利用的原则，减少废弃和浪费，将遮阳技术的新产品、新技术应用到建筑物中，所有的设计产品都能够可替换和可更新[3]。

4.3 外遮阳一体化设计的建筑应具有几个特性：首先是可以借助建筑物调节人的不适感。让人们获得适宜的温度和风力，获得舒缓人体的感受；再就是外遮阳设施不应对内部空间以及自然环境造成阻碍，让使用者最大化地使用阳光和自然的空气和风，而不是依靠人工设备和高能耗的能源来控制建筑的各种功能。

4.4 能量的收集和储存都可以在需要时被再利用。自然能量的循环抵消了建筑的能耗，运用自然元素的有益特性，如太阳、风、土地、温度、植物、湿度等，创造出节能的智能的环境。

4.5 外遮阳一体化的设计，还要遵循建筑审美原则。在减少建筑能耗的基础上兼具艺术性，形成建筑外墙的视觉造型艺术，引入形式美、自然美、艺术美、科学没等，具有对比、韵律、比例、均衡的设计美感。

结语：

通过对建筑外遮阳现状、问题、实例分析，本文认为我国建筑能耗要得到大幅度降低，必须在绿化外遮阳一体化的节能设计方面不断探索和实践，利用建筑遮阳的生态效应，不断提高建筑的能源利用效率，改善城市的热环境和建筑的生态环境。

[1]陈勇明.夏热冬暖地区建筑外遮阳与建筑一体化设计研究[J].重庆大学,2014.

[2]胡剑平,饶政华,廖胜明等.光伏遮阳板与建筑一体化的综合节能效果分析[J].建筑节能,2012,40(6)∶33-37,53.

[3]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

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1007-6344（2017）01-0095-01

刘文娟（1983.6--），女，河南睢县人，河南大学濮阳工学院，工学硕士，讲师。从事岩土等问题的研究。

本文系河南省教育厅课题：建筑外墙绿化与外墙遮阳节能技术研究，项目编号：15B560009。