探寻建筑南窗遮阳及设计分析研究

王运强 王剑涛 中建八局发展建设有限公司

1 前言

建筑南窗在日出期间会受到阳光照射，从而给人带来影响，严重时可能会带来不舒服的感觉，所以要结合实际情况，合理的对南窗遮阳进行设计，从而有效提高建筑的居住舒适度，确保建筑的服务能力。基于此，本文结合实际工程案例对建筑南窗的遮阳及设计进行分析，保证建筑南窗遮阳效果。积极推动建筑南窗遮阳的质量，以满足实际需求，确保建筑的整体服务能力。

2 遮阳设计在建筑工程中的意义

2.1 遮阳设计的含义

遮阳的作用是遮挡太阳光，提高室内的舒适度。在炎热地区，夏季温度相对较高，如果室内遮阳效果不理想，会导致室内的温度升高，进而影响室内的温度变化，从而影响建筑内的居住舒适度。而遮阳设计是采取有效的遮阳手段，减少阳光直射，进而提高建筑内部的舒适度。现阶段，常见的遮阳手段相对较多，包括屋面、墙面、窗口、绿化遮阳等，这些遮阳方式都能保证建筑本身的遮阳效果，提升建筑的舒适度。

2.2 遮阳设计在建筑工程中的重要性

2.2.1 避免太阳光直射

众所周知，建筑内部的温度与太阳光照射具有直接的联系，如果不能合理控制室内阳光照射，南窗建筑就会出现室内温度过高的情况，而南窗遮阳可以有效降低太阳光的直接照射。相关研究显示：窗口的遮阳系数分别为南向45%、北向60%、西向16%。

2.2.2 控制温度影响

温度是遮阳设计需要面对的主要问题，因为遮阳的主要目的就是缓解因为阳光直接照射引起的温度升高问题。通过研究可以发现，遮阳能有效降低温度，在封闭窗户的前提下，遮阳与不遮阳室内的温度将相差2℃，平均可以相差1.5℃，所以，遮阳能够降低空调的致冷负荷，从而有效减少建筑内部的电能消耗。

2.2.3 对采光与通风的影响

结合建筑的实际情况对自然采光进行分析。遮阳能够抑制直接的阳光照射，使得内部的居住人员能够避免因为阳光照射引起的眩晕问题，从而保证室内的照度均匀，遮阳设计时需要尽可能地保证室内的采光需求合理，开启窗户通风时，室内风速可减小约23%～47%，还可以有效抑制玻璃表面出现热空气而不利于散热的问题，所以在实际遮阳设计中，应对采光和通风的影响进行考虑。

2.3 建筑南窗遮阳的形式种类

为了保证南窗的遮阳效果，需要结合建筑的特点选择合适的遮阳种类，从而保证遮阳效果，有效提高建筑内部的舒适度。以下则对遮阳形式种类进行简要分析，具体内容如下。

（1）按照遮阳设施和建筑外窗位置关系可以将遮阳划分为内遮阳、外遮阳和中间遮阳。这三种遮阳方式都有自己的优势，外遮阳是遮阳位于建筑外窗以外，能够有效阻隔阳光，确保建筑内部的舒适度；而中间遮阳是将遮阳装置设置在外窗的两层玻璃之间，但是因为投入相对较高，所以应用受到限制；而内遮阳主要是用在外窗之内，从而将直射光变为漫射光，从而提高室内舒适度，满足住户的基本要求。

（2）外遮阳分为综合式、垂直式、挡板式和水平式。随着角度的变化，遮阳装置也会发生变化，从而满足建筑遮阳的基本需求，提高遮阳效果。

（3）外遮阳根据遮阳组件的活动形式可以划分为固定式和活动式两种，固定式的采光率和通风性相对较差，会影响住户居住体验，但是外遮阳固定式遮阳能够保证较好的遮阳效果，满足用户需求。而活动式则是可以自由活动的形式，他们可以根据住户的实际需求完成对遮阳的调整，遮阳具有较好的通风性和采光性，但是结构相对复杂，同时成本会相对较高。

（4）活动外遮阳还可以继续划分为遮阳板、卷帘、百叶等，不同类型的遮阳具有不同的遮阳效果，从而满足不同遮阳的需求。

2.4 建筑遮阳的影响因素

2.4.1 自然环境因素

建筑选址首先要选择一个合适的位置，之后才能进行施工设计，但是如果建筑选址不佳，就会影响建筑本身的采光能力，同时也会增加建筑被光照直射的情况。遮阳会受到自然环境因素的影响，而且影响还是比较大的。如果建筑处于北方，冬季就不需要遮阳，而在炎热的夏季，需要有较好的遮阳能力，所以自然环境对遮阳的影响是不容忽视的。

2.4.2 居住舒适性

与传统建筑相比，现代建筑在设计施工时，都注意了建筑工程本身的舒适性，合理的将各种参数引入到设计中，从而使得现代建筑工程在兼顾功能性的基础上，还增加了舒适性方面的性能。所以，应该结合实际情况在对现代建筑的遮阳进行设计时保证遮阳能够满足实际需求，还能提高内部的舒适性。

2.4.3 经济技术因素

为了实现对遮阳的设计，还需要考虑具体设计成本，不要只注意功能而忽视了经济因素。所以，要结合实际情况，对经济技术条件进行分析，并以此为基础，发挥该有的经济水平，确保遮阳的设置合理。并且还要注意遮阳的整体经济效益，以期达到以最小的经济成本获取最大价值的舒适性和节能性，从而满足实际需求。

2.4.4 建筑空间功能

由于建筑空间性质是存在差异的，所以对建筑遮阳设计的要求也是不尽相同的。例如，一些大型建筑，如博物馆的陈列室、医院的手术室、仓库的存储空间等，这些建筑的具体功能与作用是有明显差异的，在具体的遮阳设计中，要注意对建筑空间功能的规划，并确保遮阳能够符合建筑空间功能的基本需求。在校园图书馆的遮阳设计是十分必要的，因为遮阳的存在能够对室内的阳光进行控制，避免图书室的温度过高，同时，还能避免炫光的问题。通过遮阳设计，能够将太阳光反射到天棚，再折射到室内可以有效的解决炫光这一问题。

2.5 建筑遮阳设计的原则

为了满足建筑工程的基本需求，需要结合实际情况合理的对遮阳进行设计，以确保遮阳的品质，满足建筑舒适度的基本需求。

2.5.1 因地制宜原则

所谓因地制宜原则是指遮阳设计应该结合区域文化特色、地理环境特色、气候温度特色进行设计；例如北方地区多为四季分明且冬季寒冷的区域，所以，该区域的采光要具备一定的可调性，从而满足实际地区的基本需求，避免给建筑内部住户带来不良影响。

2.5.2 加强外遮阳的原则

由于窗户位置是太阳辐射造成空调能耗的主要原因，因此，要注意选择合理的遮阳材料，确保遮阳设计的合理性。除此之外，还要注意加强外遮阳的使用，能够减少对建筑内部的扰动，从而提高建筑的安全系数。

2.5.3 可控性原则

所谓可控性原则是指遮阳具有可人为操控的能力，也就是说实际的遮阳系统中，要注意遮阳可以是人为拆卸的，如此一来能够保证遮阳系统的功能性和可靠性。同时，操控分为人为操控和自动操控两种，可以根据实际需求合理的选择。

2.5.4 一体化原则

所谓一体化原则是指将遮阳元素与建筑体的构成元素相结合，力求在满足低能耗的基础上进一步提高建筑内部的舒适性，促进技术与美观的结合。遮阳一体化设计也包括遮阳与外围护结构的一体化、遮阳技术的综合一体化。

3 工程案例

本文以某一具体的建筑为例对该建筑的南窗遮阳进行研究。本工程为一座大型写字楼，吊楼整体高度45m，共8层，镶嵌在90m高的大堂中，距离地面7.2m，空中花园位于22～23 楼，建筑通过空气流动和太阳能、植物造氧环境等，保证了建筑本身的绿化能力。为本工程在实际的遮阳设计中使用了以下技术：（1）外挑式遮阳板可有效遮挡阳光直射，从而确保阳光不会影响工作人员的眼睛。为了提高建筑的服务能力，本工程还对遮阳进行了可调节设计，可以根据使用者与地面的距离对遮阳的位置进行调节，从而提高遮阳板的应用质量。（2）选择凹入的空中庭院，由空中庭院提供舒适的室外活动空间，并确保员工在写字楼中能够体会到自然的通风效果，从而保证建筑整体的舒适度。（3）屋顶遮阳架为太阳能的安装预留空间，从而保证太阳能的合理应用，有效提高太阳能的利用率，同时还能确保建筑本身的遮阳效果。

本工程采用这样的遮阳方式，保证了工程本身的遮阳效果，满足内部办公人员的舒适度，从而提高写字楼的服务能力。

4 遮阳材料与技术

4.1 遮阳材料

为了保证工程质量，需要结合遮阳的需求，合理的对遮阳材料进行选择。现阶段，遮阳材料逐渐与建筑材料实现了一体化。（1）材料对建筑主体影响很大，遮阳材料的种类相对较多，包括混凝土、木材、金属材料等，这些材料的合理应用能够保证遮阳的效果，从而提高建筑内部的舒适度，迎合居住的基本需求。（2）钢格网遮阳材料是一种具有较好结构强度特点的遮阳材料，同时，该材料还有较好的通风能力，不会对建筑本身的通风造成干扰，可提高建筑本身的服务能力。（3）高性能的隔热与热反应玻璃制作成为遮阳板，可以保证建筑南窗的遮阳效果，进而保证建筑本身的服务能力。

4.2 遮阳技术

在选择遮阳材料后，需要对遮阳技术进行合理的分析，从而保证遮阳的质量。同时，当前的建筑遮阳不仅要考虑功能效果，还要结合实际情况对遮阳的美观度进行分析，从而保证遮阳在具备功能性的基础上，还具备良好的美观性。

（1）双层立面。金属玻璃幕墙具有轻巧的特点，将其应用在南墙遮阳中，还会有较好的趣味性，遮阳系统在玻璃幕墙表层生成光影效果，从而在具有功能性的基础上，还能表达出设计的美观性，有效保证建筑整体美观度。如果将双层立面作为建筑遮阳的基础，就要分析各个立面代表什么，第一层为建筑主体立面，另一层则为遮阳的立面，这种形式能有效提高建筑的遮阳效果，并满足人们对遮阳的基本需求。

（2）智能玻璃幕墙。所谓的智能玻璃幕墙是指将幕墙分为空调系统、通风、幕墙、自动化控制等技术于一体的玻璃幕墙，该项技术的核心为热通道幕。工作时，不仅能够自动遮阳，还能根据需求合理的对室内的温度进行调节，从而有效提高遮阳的质量。

（3）自动控制遮阳组件。自动控制遮阳组件是以自动控制为基础，能自主实现建筑内部的遮阳需求，为了保证遮阳效果，不仅要对组件进行严格的质量控制，还要对控制技术进行调节，从而保证控制水平，实现遮阳品质的提升。

4.2.1 遮阳与屋顶

屋顶作为建筑的第五立面，在实际的工作中会受到大量的太阳辐射，因而是受到辐射最多的位置，所以，需要通过遮阳控制太阳辐射，进而降低屋顶的温度。可以使用轻盈的遮阳板和聚酯膜形成架空层，从而有效的阻拦太阳辐射对屋顶的照射，进而保证建筑屋顶的遮阳效果，同时，还保证了建筑屋顶与遮阳的融合。

4.2.2 遮阳与外廓

遮阳与外廓之间的结合比较常见，两者的结合不仅能够得到较好的遮阳效果，还能构建出较好的建筑形态，从而满足实际建筑的遮阳需求，例如骑楼建筑就是利用外廓与遮阳的结合，不仅阻挡了太阳光，还保证了建筑的功能。

4.2.3 遮阳与阳台

遮阳是可以与阳台相结合的，这样的结合方式是一种相对简单的依附形式，能够有效提高建筑本身的遮阳能力，还能提高建筑阳台的舒适性，从而满足住户的基本需求，结合使用时不仅能够节省造价成本，还能保证遮阳效果。

4.2.4 遮阳与墙面

遮阳与墙面是可以结合的，这部分结合主要是将外遮阳结构当做构建墙面的基础，从而保证墙面的合理构建，积极推动建筑的功能性和可靠性。二者的有机结合不仅能阻隔噪音，还能保证通风效果，从而积极提高建筑的服务能力。

4.3 遮阳技术的未来发展

为了保证建筑的可靠性和服务性，在实际的建筑设计中必须重视建筑的遮阳设计，通过遮阳设计能够有效提高建筑的服务能力，降低多种因素影响的建筑服务问题。而在未来，遮阳技术也将得到足够的发展，能够更加适合建筑工程的基本需求，积极推动建筑工程的服务能力。

（1）智能化发展趋势。智能化是一个重要的发展前景，众多技术都在朝向智能化的方向发展，遮阳技术也不例外。未来，遮阳技术将与智能技术相结合，达到最佳遮阳效果，满足用户需求。

（2）多功能性。遮阳技术将不会仅仅局限于遮阳的作用，它将成为一种集挡风、挡雨、太阳能利用于一体的综合性技术，满足实际使用需求，将积极推动建筑服务能力的提升。

（3）工艺与材料的进化。传统工艺技术与材料都将得到进化，从而有效提高服务能力，满足实际使用需求，提高建筑内部的舒适度。

5 结束语

本文对建筑南窗遮阳及设计分析研究进行核心探索，简单分析建筑南窗遮阳及设计的相关内容，再对具体的遮阳设计和遮阳技术进行分析，旨在提高建筑遮阳的质量，确保遮阳满足实际需求，提高建筑整体服务能力。