合肥地区公共建筑外遮阳现状调研与分析
2018-08-06陈丽华吴伟东
曹 稳,陈丽华,吴伟东
(1.安徽科技学院 建筑学院,安徽 蚌埠 233100;2.合肥工业大学 建筑与艺术学院,安徽 合肥 2300091)
据住建部统计,我国建筑运行能耗约占全社会总能耗的1/3[1].随着生活质量的提高,人们对室内舒适度有了更高的要求,会更频繁地利用空调等耗能设备,也势必产生更多的建筑能耗[2].目前,我国非常重视建筑节能工作,节能设计已成为建筑设计工作中的必备环节[3].建筑外窗是建筑保温隔热的薄弱环节,超1/2的建筑能耗,通过门窗损耗掉[4].建筑外遮阳是将遮阳板设在建筑外窗处,以减少太阳辐射热、避免产生眩光、改善夏季室内舒适度等,正是这些因素的相互作用减少建筑能耗[5].建筑外遮阳对建筑能耗的影响巨大[6],采用遮阳设施可以节约空调用电25%左右,设置良好遮阳的建筑,可以使外窗保温性能提高约一倍,节约建筑采暖用能10%左右[7].因此,遮阳技术已经引起社会和行业的高度重视[8].外遮阳已成为我国绿色建筑评定的重要指标[9].
目前社会总建筑面积中公共建筑面积所占的比重虽然不是最大,但其所消耗的能源却占社会建筑总能耗的一半以上[10].因此,研究公共建筑的节能措施对整个社会节能具有重要意义.外遮阳作为建筑节能的重要手段之一,在合肥地区还没有得到足够的重视.本文在已有研究的基础上,以安徽合肥地区为例,选取一定的公共建筑样本进行实地调查,通过对具体样本数据分类统计,深入分析合肥地区公建外遮阳整体现状及存在的问题,为该地区公建外遮阳的改造与深入研究提供一定的现实参考依据.
1 调查信息
根据合肥市的整体发展现状和政治经济文化中心的分布情况,本文以老城区、新城区、经济中心、政治文化中心为例,分别在老城区选择庐阳区长江中路,新城区选择滨湖区徽州大道,政治文化中心选择政务区天鹅湖畔,经济中心选择经开区明珠广场地段.为了保证调研样本客观地反应出整个地区现状,实地调研中采取连续取样的方法,样本容量分别为 45、36、35、40.本次调研时间为 2017 年9月,调研方法为外观拍照取样和实地考察.调研共选取156幢建筑样本,对每个样本参数进行了详细记录,以便后文的深入分析.
2 合肥地区公共建筑外遮阳现状
通过对样本进行统计分析,发现合肥地区公共建筑外遮阳总体现状:共63幢建筑设置外遮阳,93幢未设外遮阳,所占比例分别为40.38%和59.62%.因此,从总体看,合肥大多数公共建筑未设置外遮阳,人们对公共建筑设置外遮阳的整体意识比较淡薄.为了更清晰地阐述合肥地区公共建筑外遮阳的现状,本文对样本参数进行处理,并从形式、材料、年代和朝向四个方面进行深入分析.
2.1 遮阳形式
经调研发现,外遮阳主要有水平、综合、垂直及百叶四种形式.从遮阳形式的角度分别对样本数据统计分析,结果见表1:
表1 合肥地区公共建筑外遮阳设置形式统计表(单位:幢)
由表1可知,合肥公共建筑外遮阳中综合形式占比最高为40.30%,之后是垂直形式25.37%,而水平形式占比最低为13.43%.据上表进一步分析,发现每一地段样本所采用的遮阳形式占比均不相同.庐阳区外遮阳中水平形式比例最高;经开区与滨湖新区的公共建筑中综合形式占比最高;政务区样本的外遮阳中以百叶形式最多.
2.2 遮阳材料
经调研发现合肥公建外遮阳板主要采用混凝土、石材、金属和玻璃四种材料.从遮阳材料的角度对样本数据统计分析见表2:
表2 合肥地区公共建筑外遮阳设置材料统计表(单位:幢)
由表2发现:合肥地区公共建筑采用金属外遮阳的比例最高,达到了42.42%;其次是混凝土外遮阳36.36%;之后是石材外遮阳19.71%,玻璃外遮阳占比最小,仅为1.51%.
深入分析:庐阳区和经开区公共建筑外遮阳材料以混凝土为主,两个地段的公建大多建成于2000年以前;政务区和滨湖区外遮阳材料以金属为主,而这两个地段的公建大多建成于2000年以后.经上分析可以发现该地区公共建筑外遮阳材料与设置年代的关系:2000年以前建筑外遮阳用材单一,以混凝土为主;2000年以后外遮阳材料种类丰富多样,如金属、石材、玻璃等广泛使用,其中金属材料应用比例最高.这也反映出该地区人们在不同建设时期对不同外遮阳材料效能的认识.因此,随着时代发展和科技进步,合肥地区公建外遮阳材料的应用种类也发生着改变.
2.3 设置年代
合肥地区的发展在2000年以前,基本建设主要位于老城区,2000年~2010年政治和文化中心迁移至政务区,2010年之后,合肥开始进入全面快速地建设时期,滨湖新区主要建设于此时期.截至目前,大量的公共建筑依然在施工中.因此,为了研究的方便性,本文将公共建筑建成时间分成三个阶段:Ⅰ期(2000年以前);Ⅱ期(2000~2010年);Ⅲ期(2010年~至今).依据调研数据分析外遮阳设置年代见表3:
表3 合肥地区公共建筑外遮阳设置年代统计表(单位:幢)
由表3发现:在所有设置外遮阳的公共建筑中,Ⅲ期所占的比例最高,为52.38%;其次是Ⅱ期,比例为25.40%;Ⅰ期所占比例最低,仅为22.22%.以上是以各时期设置外遮阳的总样本数为依据进行分析的结果.进一步思考发现:三个时期选择的样本数量不同,仅做表3分析并不能客观准确地反映出合肥地区公共建筑外遮阳设置年代的现状.因此,还需要在不同时期样本数的基础上,分别统计各时期设置外遮阳的样本数量,详细数据见表4:
表4 合肥地区公共建筑外遮阳设置年代统计表(单位:幢)
由表4可知,Ⅰ期设置外遮阳的公共建筑总共有48幢,设置外遮阳的有14幢;Ⅱ期设置外遮阳的公共建筑总共有38幢,设置外遮阳的有16幢;Ⅲ期设置外遮阳的公共建筑总共有70幢,其中33幢建筑设置了外遮阳.分析发现,三个期中设置外遮阳的公共建筑比例分别为:29.17%,42.11%和47.14%.Ⅲ期样本所占的比例最高,Ⅰ期样本所占比例最低.
通过对统计和计算的数据分析,发现:合肥地区公共建筑设置外遮阳的比例随着时间的推移是逐渐增加的.原因主要有两点:一是,人民生活水平的不断提高,财富资金不断积累,人民更愿意将资金投入在建筑节能和空间舒适度的改善上,为公共建筑设置外遮阳提供了物质支撑,同时建筑技术和材料在快速发展进步,为外遮阳的设置提供了技术支撑;二是,由于政府相关部门的积极引导和政策规范的有力控制,使得人们对公共建筑设置外遮阳的意识在不断增强.
2.4 设置朝向
为了对合肥地区公共建筑外遮阳现状进行深入分析,从设置朝向的角度对样本进行数据统计见表5:
表5 合肥地区公共建筑外遮阳设置朝向统计表(单位:幢)
由表5可知:在公共建筑外遮阳朝向设置方面,样本总数为156,其中50幢都属于南向设置;然后是北向,总共有45幢;东向和西向相对较少,分别为37幢和38幢.各个方向设置外遮阳的样本占总样本数的比例如图1:
图1 合肥地区公共建筑外遮阳设置朝向比例分析图
由图1可以发现:南向设置外遮阳的建筑占比最大,为32.05%;然后是北向和西向,占比分别为28.84%和24.36%;而东向设置外遮阳的建筑所占比例最低,为23.72%.进一步分析发现:合肥地区公共建筑外遮阳在不同时期的设置朝向分布状况也基本如此.
补充说明:由于沿街公共建筑相邻墙体间距很小,侧立面可利用山墙相互遮挡来代替外遮阳.同时,沿街建筑在确定外遮阳设置朝向时会受到道路走向的影响.因此,在实际调研过程中,为了保证调研数据更加具有代表性与说服力,在样本的选取时,主动避免选择彼此贴近的公共建筑,选择位置相对独立的公共建筑作为样本,以便得出的研究结论更加客观.
3 结语
通过对调研数据的统计与分析,得出合肥市公共建筑外遮阳呈现以下现状:近六成的样本未设置建筑外遮阳;外遮阳设置形式有水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳和百叶遮阳四种,综合遮阳占比最高,水平遮阳占比最低;外遮阳材料有混凝土、金属、石材、玻璃四种,其中金属外遮阳比例最高,玻璃遮阳占比最低;随着时间推移合肥地区公共建筑设置外遮阳的比例在不断增加;南向设置外遮阳的比例最高,其次是北向,东向占比最低.由现状可分析该地区公建外遮阳存在的问题:设置外遮阳比例较低,人们对设置外遮阳的整体意识比较淡薄;外遮阳基本采用传统材料,缺乏创新.《建筑遮阳工程技术规范》JGJ237-2011中规定:建筑不同部位、不同朝向遮阳设计的优先次序为西向、东向、南向窗[12].且已有研究发现在合肥地区公共建筑的东向百叶外遮阳节能效果最好[13].与上述对比发现目前该地区公建外遮阳设置形式和设置朝向不够科学.
本文对合肥地区公共建筑外遮阳现状进行了深入分析,并总结了其主要存在的问题.为该地区既有建筑的改造提供现实依据,并为该地区公建外遮阳进一步的策略研究提供理论参考.