建筑节能中的遮阳问题

浅谈建筑节能中的遮阳问题

【摘要】建筑节能是我国可持续发展的必然要求。遮阳节能技术是建筑节能技术的重要组成部分，是中高纬度地区建筑节能的关键措施。

本文着重从建筑遮阳的意义、设计方法和发展趋势等方面对建筑遮阳设计进行介绍和分析。

【关键词】建筑节能；建筑遮阳设计；发展趋势

一、建筑节能的意义与定义

建筑使用过程中所消耗的能量，即通常所说的建筑能耗，在社会总能耗中占很大的比例。然而，目前中国既有建筑中，95％以上是高能耗建筑。1992年，建筑能耗占全社会能耗的15％，2000年为27.5％。2020年将会增加到40％。如果加上原材料的运输和损耗等，建筑能耗可能高达50％。反映了我国高速发展的建筑和能源需求形势。

建筑节能，指在建筑材料生产、房犀建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。

二、建筑遮阳的意义

住房和城乡建设部副部长仇保兴曾在《我国建筑节能潜力最大的六大领域及其展望》一文中提到：普通的透明玻璃即使加上内遮阳，隔热的效果都非常差，一旦采用外遮阳就使得建筑的隔热效果大大提高。采用外遮阳可在夏季降低空调能耗60％左右 (见图1)。可见，建筑外遮阳在降低夏季空调能耗中扮演着极其重要的角色。

三、建筑遮阳设计方法

遮阳的措施主要分为三类：(1)利用绿化的遮阳；(2) 结合建筑构件处理的窗口遮阳；(3)专门设置的遮阳设施。

1．利用绿化的遮阳

对于低层建筑来说，绿化遮阳是一种既有效又经济美观的遮阳措施。1．1建筑周围植树

在建筑周边一定距离种树，可以对低层的户型提供有效的窗口与墙面遮阳。在建筑的西侧，利用落叶藤本、落叶乔木等进行遮阳设计，通过不同的植物种类、合适的密度以及适宜的配置方式等满足建筑冬夏对日照的不同需求。

1．2屋面绿化遮阳

屋面绿化不仅提高了建筑夏天隔热和冬天保湿的效果；而且美化了生活空间与环境，还能达到建筑节能目的。屋面能耗在顶层用户围护结构能耗中所占的比例为20～40％，可见，屋面作为围护结构的一部分是建筑能耗的重要环节。

1．3墙面绿化遮阳

主要采用架设棚架，以攀缘植物来遮阳，是一种既有效又经济美观的遮阳措施。棚架攀缘植物可水平、垂直布置，与之相适应，棚架也有水平和垂直两种形式，棚架可以用竹、木、钢混凝土、金属等材料制作。

2．结合建筑构件处理的窗口遮阳

遮阳的基本形式可分为四种：水平式、垂直式、综合式和挡板式。

2.1水平式遮阳

这种遮阳形式能够有效地遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光。故它适用于接近南向的窗口，低纬度地区的北向附近的窗口。单层水平板遮阳其挑出长度过大时，可做成双层或多层水平板，挑出长度可缩小而具有相同的遮阳效果。在窗口小、窗间墙宽时以采用单个式为宜；若窗口大而窗间墙窄时以采用连续式为宜。

2.2垂直式遮阳

垂直式遮阳能够有效地遮挡高度角较小的、从窗侧斜射过来的阳光。但对于高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光，或接近日出、日没时平射窗口的阳光，它不起遮挡作用。故垂直式遮阳主要适用于东北、北和西北向附近的窗口。

根据遮阳和立面处理需要，固定式垂直板可以做成倾斜式的(与房间进深方向倾斜)或垂直式的。

2.3综合式遮阳

综合式遮阳能够有效地遮挡高度角中等的、从窗前斜射下来的阳光，遮阳效果比较均匀。故它主要适用于东南或西南向附近的窗口。

2.4挡板式遮阳

这种形式的遮阳能够有效地遮挡高度角较小的、正射窗口的阳光、故它主要适用于东西向附近的窗口。

3．专门设置的遮阳设施

3.1活动窗口外遮阳

固定遮阳不可避免的会带来与采光、自然通风、冬季采暖、视野等方面的矛盾，活动遮阳可以根据使用者根据环境变化和个人喜欢，自

由的控制遮阳系统的工作状况。形式：遮阳卷帘、活动百叶遮阳、遮阳篷等。

(1) 遮阳卷帘。窗外遮阳卷帘是一种有效的遮阳措施，适用于各个朝向的窗户。当卷帘完全放下的时候，能够遮挡住几乎所有的太阳辐射，这时候进入外窗的热量只有卷帘吸收的太阳辐射能量向内传递的部分。

(2) 活动百叶遮阳。有升降式百叶帘和百叶护窗等形式。百叶帘既可以升降，也可以调节角度，在遮阳和采光，通风之间达到了平衡，因而在办公楼宇及民用住宅上得到了很大的应用。

(3) 遮阳蓬。遮阳蓬比较常见，但质量和遮阳效果一般，目前市场使用有些杂乱。

3.2窗口中置式遮阳

目前较为广泛运用的双层皮结构，可将遮阳层置于两个建筑表皮层之间，双层玻璃间形成的空气层与可调节遮阳层共同作用，满足建筑的遮阳、自然通风和自然采光要求。在双层皮结构中，遮阳体被外层的玻璃保护起来，避免风雨的侵蚀。

3．3窗口内遮阳

在内遮阳产品里，可取的样式比较多，但效果不如外遮阳。内遮阳装饰反射部分阳光，吸收部分阳光，透过部分阳光。而外遮阳只有透过那部分阳光会直接到达窗玻璃外表面，并有部分可能形成冷负荷。尽管内遮阳同样可以反射掉部分阳光，但吸收和透过的部分均变成了室内的冷负荷，只是对得热的峰值有所延迟和衰减，但因其构件位于

室内，便于维护和清洁。

四、遮阳设计的发展趋势

1．遮阳材料和生产工艺的进步

传统的木材和混凝土今日仍然在使用，只是加工工艺更为精细和现代化。现在最流行的遮阳构件材料是金属，钢格网遮阳还具有很高的结构强度，广泛应用在可通风的双层玻璃幕墙中。轻质的铝材可以加工成室外遮阳隔栅、遮阳卷帘以及室内百页窗。采用高性能的隔热和热反射玻璃制成的玻璃遮阳板，以及结合光电光热转换的遮阳板，则使得遮阳材料和技术更上一层楼。

2．遮阳构件的多功能化

双层玻璃幕墙综合解决了遮阳和通风问题，使之成为现代建筑围护结构的一个亮点。与太阳能光电和光热转换板结合的遮阳板也是一种多功能的遮阳构件，它巧妙地将吸收的能量转换成对建筑有用的资源加以利用。

3．可调节式遮阳产品的发展

针对一年中的不同季节，一日中的不同时间，以及天空中的云量的瞬息变化，调整遮阳构件的遮阳效果是必不可少的。在双层玻璃幕墙上的空气夹层中，安装了由遥控操作的活动式水平遮阳百页窗帘，利用空气夹层内自然产生的气流，达到其透过百页窗帘驱散热气的效果。同时自行调节水平百页窗帘的角度，夏季可以将阳光反射回室外，冬季将阳光反射至室内，从而可以有效地调节和控制室内光线和减少吸热量，以适应不同季节的天气。