基于建筑外立面遮阳系统的分析

郑宗毅 吕勇

摘    要：随着我国社会经济的不断发展和进步，我国建筑行业也得到了相应的发展， 城市内部居住用地逐渐紧张，很多高层建筑也如雨后春笋般的冒出来。建筑外遮阳作为建筑节能的有效方式，不仅仅是独立于建筑之外的个体，而是与建筑立面相结合，丰富建筑立面，还能减少建筑能耗，提升建筑立面设计带来的艺术性及整体性。本文根据多年工作实践，对建筑立面遮阳设计要点及设计方式进行分析，以期提高设计水平。

关键词：建筑节能;遮阳构件

1  引言

一些特定的节能构件可以对建筑内部进行光和热的调节，比如说遮阳构件、通风辅助构件以及采光构件等，遮阳构件本身具有很好的灵活性，并且易于控制，做好建筑立面和建筑遮阳方面的创新对于建筑行业具有十分重要的意义，遮阳构件与建筑立面充分利用好，可以改善建筑内环境的舒适度，可以使人们更加舒适、高效地进行工作、学习以及生活。

2  建筑外遮阳的原理和作用

现代建筑遮阳的原理：通过采用相应的材料进行遮挡太阳光的直接照射，其根本的目的是为人们建造出一个舒适的生活环境，太阳的热辐射主要通过两个途径进入室内，（1）通过窗户照射进入室内，然后被室内表面所吸收，使得室内的温度增加;（2）被建筑的外围护结构的表面所吸收，还有一部分的热量通过建筑围护结构的热传导逐渐进入室内。虽然，建筑外墙以及屋顶和门窗的隔热以及蓄热作用在一起，使室内的温度变化得到了稳定，但通过窗户进入室内的阳光对室内温度有着直接的影响。因此，建筑遮阳的目的在于阻断阳光从玻璃直射进室内，避免阳光过分照射和加热建筑围护结构，防止由于阳光的直射造成强烈的眩晕。

3  建筑外遮阳节能设计

3.1  建筑遮阳设计原则

在现代建筑中，玻璃幕墙和大面积窗户的使用并不利于建筑节能，为了实现低能耗的绿色建筑，遮阳成为了外立面设计的一种趋势。设计师本着对环境和投资方的责任，对外立面的设计进行探索，以节约建筑物夏季制冷和冬季保温设备的成本，以及设备运行中的高能耗，从而达到在高层民用建筑设计中对绿色建筑技术进行应用。

3.2  建筑遮阳设计方法

（1）在外立面遮阳系统的设计中，建筑构件遮阳系统是最常用的手法。遮阳构件往往具有很强的灵活性，可以轻松地调节其大小、方向、位置，以达到最大程度地降低建筑能耗、提高室內舒适度的目的。现在广泛使用的遮阳构件的造型、材料、排列方式都具有很强的灵活性，已经渐渐地成为建筑师直观表达、建筑思想、建筑技术和建筑地域性的主要手段。

在建筑构件遮阳作为基本方法的基础上，由于一些建筑单纯的采用一种遮阳形式并不能满足需求，根据建筑各立面或不同部位的遮阳需求分别选择相应的遮阳形式，就形成了适应性强的综合式遮阳系统。例如，水平遮阳十分适合遮阳南向角度较高的阳光，而垂直遮阳适用于东、西两侧角度较低的阳光，在建筑东南和西南方向的立面，需要将水平与垂直遮阳相结合，才能遮挡来自这两个方向角度较低的斜向阳光。

（2）比较常见的开口式遮阳设计手法，主要有挖减、出挑、凹凸等几种。首先是挖减手法，它基于现有的建筑形体、结构，在不影响建筑安全和施工质量的前提下，挖去一部分，由此形成立面开口形态。通过这样的设计手法，能够为建筑内与建筑外部创造相互连接的缓冲空间，这样设计的好处是通风、遮阳效果棒。

（3） 线条分割。线条分割是一种保持建筑物外形清晰的主要手段。高层建筑的外立面设计中，线条分割常常被用来实现艺术效果。线条分割的主要方式包括：块状材料粘贴或悬挂在墙上而形成的缝隙;色带或凹凸缝引起的立面划分;钢构件完成的立面分隔等。线条分隔主要以水平线条、竖向线条以及横竖综合线条为主。

在综合式遮阳的设计中，要根据建筑特殊位置的具体情况，考虑太阳入射光线的角度和高度以及风向、风速的特点，分别选择适宜的遮阳措施，组合设置于建筑的外立面。同时，建筑师还要考虑到不同遮阳构件的交接和建筑的整体效果。

在中国科学建筑研究院新主楼的设计中，设计师就运用了以构件遮阳为基础，如上图综合式遮阳作为里面涉及的主要思路的遮阳系统来设计外立面。外装饰的构件柱为竖向遮阳提供了良好的处理，以达到减少空调负荷来节约能源的效果。水平横向延申的百叶构件遮阳系统依托内部空间设计的连廊，外立面设计伴随内部功能的节奏，打造了便于合作交流、享受阳光、兼具遮阳效果的绿色空间。同时在此建筑外立面设计中，合理地运用构件遮阳和综合式遮阳为建筑立面创造了亮点，外立面遮阳系统不仅实用，更是非常美观的完成了立面设计和节能环保的双重需求。

4  建筑外遮阳设计的意義及影响

现今政府对节约能源，绿色环保是非常重视的，他们大力提倡建筑节能，建筑环保，并制定了相关的规章制度进行节能规范，对建筑节能提出了相对较多的节能要求。如JGJ 75—2012《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》把建筑外遮阳作为强制性条文列入规范要求，明确规定居住建筑的东、西向外窗必须采取建筑外遮阳措施，建筑外遮阳系数SD不应大于0.8。科学合理的建筑外遮阳不但能减少外界太阳强烈的辐射热，还能降低建筑物的冷气和暖气的高能耗，同时，还能改善室内的照明环境，并节约人们的用电耗能。建筑外遮阳所考虑的因素非常多，例如：需要考虑建筑物的朝向，天气气象，太阳光的照射时间以及植被的遮阳效果等。同时，还要考虑到建筑墙体以及屋面等建筑构件。

5  结语

建筑外遮阳设计是建筑节能设计的重要组成部分，建筑遮阳的设计贯穿于建筑的整个过程，所以在建筑工程施工过程中，要充分的考虑建筑所处的环境以及地理位置，根据具体情况，合理的规划和设计，建造出满足建筑需求的遮阳设计，将建筑遮阳设计的艺术魅力充分展现出来。

参考文章：

[1] 顾伟祖.建筑外遮阳技术在建筑节能改造中的应用[J].建设科技，2013（7）：123～125.

[2] 袁利菲.外遮阳技术在节能建筑中的应用研究[J].城市建设理论研究，2013（6）：23～24.

[3] 邓盼盼.建筑遮阳节能计算及对自然通风影响的研究[D].重庆交通大学，2011.