建筑热环境论文

浅析建筑遮阳在建筑节能设计中的作用

论文摘要：建筑能耗日益增加的今天，节能设计已经提上议案，而建筑遮阳设计正是其中的重点之一。在设计中应综合考虑建筑所处地域的多方面因素,选用不一样的遮阳方式，使得建筑物遮阳设计既符合建筑造型和使用功能要求,又满高质量的室内健康环境需求，更能起到建筑节能的多方位设计理念。

关键词：建筑节能建筑遮阳建筑室内环境

一、建筑节能的意义与定义

建筑使用的过程中所消耗的能量，即通常说的建筑能耗，在所有能耗中占很大的比例。中国在改革开放后，在20年里建筑总量达到了105.6亿㎡，预计2020年还将新建建筑面积300亿㎡.但是，目前中国建筑中，95%以上都是高能耗建筑。92年建筑能耗占总能耗的15%，00年为27.5%，2020年甚至可能达到40%，如果加上材料的能耗，建筑能耗可能更多。所以国家提出了居住建筑节能标准：

第一阶段1996年改造能耗减少30%

第二阶段1996~2005 能耗再减少30% 即原来的50%

第三阶段2005年以后能耗再减少30% 即原来的35% 因此，建筑节能技术已经成为当今中国建筑技术发展的重点之一。

二、建筑室内物理环境状况

目前大部分地区新建的居住建筑室内物理环境较以前有很大改善，但还是有很多急待解决的问题，例如窗户越开越大，窗户是建筑外围护结构保温、隔热和隔声薄弱环节，现阶段一般采用塑钢窗、中空玻璃，大大提高了窗户的热阻和气密性，但是夏季室内过热的问题仍然没有很好解决，夏季的炎炎烈日透过窗户直接射入室内是室内热环境恶化的主因。公共建筑如果不依赖空调、人工照明等耗能手段，室内热环境、光环境状况将非常恶劣，现有良好的热环境、光环境是建立在能源高消费的基础上。由于业主对富有强烈现代感的轻盈玻璃幕墙、玻璃穹顶的偏爱以及建筑师处理的简单化，这种高能耗、低舒适的建筑随处可见。尽管冬季直射阳光对改善室内热环境是有利的，但是直射阳光

产生的强烈眩光严重干扰正常办公导致工作效率低下，常见的处理的办法有两种；一是用窗帘遮挡，室内完全依赖人工照明；二是提高室内人工照明照度以减少因亮度分布不均引起的不舒适眩光，这些都将使照明耗能增加。夏季直射阳光不仅显著增加空调的制冷负荷及照明能耗，而且太阳直射光线引起的眩光使室内光环境差强人意。

总的说来，我国建筑的室内物理环境和维持舒适的室内物理环境的方式急需改善。

三、建筑遮阳的含义和意义

以减少太阳直接辐射热进入室内为主要目的的隔热、放热措施称为建筑遮阳。建筑遮阳系统是与遮阳有关的建筑构件、配件以及建筑布局绿化等要素共同作用，相互补充的一个完整系统。建筑遮阳系统涉及范围复杂，广义上，建筑布局、朝向、风向、气象、日照、植被等一系列建筑外环境的设置，都蕴藏着建筑遮阳因素；建筑围护构件如墙体、屋面等也都有遮阳效果。狭义上，遮阳主要指采光口、建筑物出入口等外墙开洞部分的隔热、防热设施。衡量窗户遮阳效果的好坏，主要采用遮阳系数的概念，同时还要保证窗户玻璃的可见光透过率，以满足窗户采光的基本要求。

目前,国家大力倡导绿色建筑、节能建筑,并且出台了多项具体的规范规程,对建筑节能设计提出了很多具体的要求。遮阳设施能合理控制太阳光线进入室内,减少建筑空调能耗和人工照明用电,改善室内光环境。采取有效的遮阳措施,降低外窗太阳辐射形成的建筑空调负荷,是实现建筑节能的最有效方法之一。一方面,遮阳通过阻挡阳光直射辐射和漫辐射的热,控制热量进入室内,降低室温、改善室内热环境,使空调高峰负荷大大削减。另一方面,适量的阳光又使人感到舒适,有利于人体视觉功效的高效发挥和生理机能的正常运行,给人们愉悦的心理感受。

四、建筑遮阳与建筑防热的关系

夏季室内热量的主要来源：

(1)在太阳辐射和室外气温的作用下，外围护结构表面温度升高将热量传入室内；

(2)通过窗口(或外围护结构透明和半透明部位)直接进入室内的太阳辐射

热；

(3)室内生活及生产过程中产生的热量；

(4)自然通风过程中带迸或带出的一部分热量。建筑防热的主要任务是减弱

室外热作用，改善室内热环境；

而建筑遮阳的主要任务便是：减弱通过窗口(或外围护结构透明和半透明部位)直接进入室内的太阳辐射热和在太阳辐射的作用下外围护结构表面温度升高而传入室内的热量。因此建筑遮阳的定义应该是：遮挡太阳辐射热经建筑外围护结构传入室内的措施，可防止室内空气、墙面、地面、家具表面温度升高，是建筑防热、改善室内热舒适的重要手段。除防热的功能外，精心设计的建筑遮阳还能调节室内光环境(包括避免眩光、改善窗口采光均匀度等)。

五、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。

(一)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。绿化遮阳可以通过在窗外一定距离种树。落叶树木可以在夏季提供遮阳,常青树可以整年提供遮阳。而在冬天叶子脱落，使阳光可以穿越而过，照进室内。可以对不同植物在不同季节的生长情况有所了解，以选择适当的植物来遮挡阳光。比较符合生态学的设计方法是，把松柏类树木栽种在整个场地边缘以挡风，落叶树木栽种在靠近建筑的地方，葡萄藤、树篱或者爬行植物则栽种在建筑的边缘，

室内也可以在窗台和内部结构中栽种一些植物，以提高空气质量，改善背景视觉效果。植物还能通过蒸发周围的空气降低地面的反射。常青的灌木和草坪也能很好地降低地面反射和建筑反射。通过在窗外或阳台上种植攀援植物实现对墙面的遮阳,还有屋顶花园等形式，对于第五立面的美化也是有意义的。

(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。一般适宜选用高大、树枝伸展较宽、夏天茂盛、冬天落叶的乔木。当利用植物进行窗口遮阳的时候,应当注意不能影响自然通风与采光。在夏季主导风的方向上,不应种植太密的树木,比如大灌木和乔木,以免降低风速甚至改变风向,造成自然通风受阻。此外,茂密的树叶也不宜靠窗口太近,以免遮挡自然光线的进入。

(2)屋面绿化遮阳。屋顶花园,隔热效果是显著的,对于第五立面的美化也是有意的。

(3)墙面绿化遮阳。绿化墙面遮阳,一般选择爬藤植物如爬山虎、牵牛花、爆竹花等爬墙生长。必要的时候可以搭架拉绳,以辅助其生长。

(二)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。选择何种形式的遮阳需根据地区气候特点、太阳高度角、纬度、遮阳日期、遮阳时间以及朝向不同来综合考虑。例如水平遮阳能够遮挡从窗口上方射来的阳光，适用于南向外窗；垂直遮阳能够遮挡从窗口两侧射来的阳光，适用于北向外窗；挡板遮阳能够遮挡平射到窗口的阳光；适用于接近于东西向外窗。实际工作中中