夏熱冬冷地區建筑遮陽設計研究與應用探討

張博華

【摘要】建筑遮陽是通過減小外窗進入室內的太陽輻射，降低外窗的負荷和能耗，減少空氣滲透，從而降低建筑整體能耗的重要措施。合理的建筑遮陽設計，對于建筑節能具有重要意義。本文主要探討建筑遮陽節能設計技術要求、遮陽類型、建筑遮陽與建筑立面設計一體化等方面內容，并結合工程實例進行分析，可為今后建筑遮陽設計提供參考。

【關鍵詞】夏熱冬冷地區;建筑遮陽;建筑節能;一體化

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

我國是一個發展中大國，同時也是一個建筑大國，每年新建房屋面積超過了每年所有發達國家建成建筑面積的總和。隨著我國全面建設小康社會工作的逐步推進，迅猛發展的建設事業，迅速增長了建筑能耗。建筑節能已經成為關系我國建設低碳經濟、節能減排目標的實現、經濟保持可持續發展的重要環節之一。安徽省作為夏熱冬冷地區，太陽輻射通過窗戶進入室內，是夏季房間過熱的主要原因，也是構成空調負荷的主要部分，設置建筑遮陽是減少太陽輻射進入室內的一個有效措施。夏季窗戶遮陽有利于節能，而冬季則希望有更多的陽光進入室內，故提倡采用活動外遮陽，可做到夏季放下遮陽設施達到較小的遮陽系數;冬季收起遮陽設施，使陽光盡可能進入室內，充分利用太陽熱輻射提高室內溫度，減少能耗，提高建筑的整體品質。建筑遮陽在建筑節能中的作用主要有以下三點：

（1）遮陽隔熱及節能環保。對于生命是必不可少的陽光，是能量主要的來源，但過度的陽光輻射對人體及家居產品等都具有不同程度的損傷。設計合理的建筑遮陽產品可以有效的遮擋陽光輻射，舒緩室內溫度的大幅上升，從而降低室內空調能耗，減少溫室氣體排放，節能環保。建筑遮陽可起到營造適宜的室內溫度環境，提供舒適室內空間的效果。

（2）調節光線。從天然采光的觀點來看，遮陽措施會阻擋直射陽光，防止眩光，使室內照度分布比較均勻，有助于視覺的正常工作。對周圍環境來說，遮陽可分散玻璃幕墻的玻璃（尤其是鍍膜玻璃）的反射光，避免了大面積玻璃反光造成光污染。合理的窗飾遮陽系統可有效調節室內光線強度，創造適宜的光線環境。

（3）改善室內光環境。設計合理的遮陽措施可以有效的阻擋直射陽光進入，將陽光輻射轉化為柔和的漫射光，避免光污染，創造適宜的光線環境[1]。

基于以上優點，建筑遮陽設計已經成為當代建筑設計不可忽視的一部分。本文重點探討了夏熱冬冷地區建筑遮陽節能設計的技術要求、遮陽的類型、建筑遮陽與立面設計一體化等設計重點。

1、技術應用

1.1 建筑節能技術要求

根據夏熱冬冷地區氣候特征、經濟技術條件、建筑功能等因素確定建筑遮陽的形式和措施，滿足建筑夏季遮陽、冬季陽光入射、冬季夜間保溫以及自然通風、采光、視野等要求。安徽省為夏熱冬冷地區，地方標準對建筑遮陽工程技術做出了相應的規定?！栋不帐」步ㄖ澞茉O計標準（DB34/5076-2017）》對公共建筑建筑遮陽提出明確要求，公共建筑東、南、西向外窗（包括透光幕墻）的遮陽措施，應兼顧冬季日照取暖及通風，且優行采用活動外遮陽[3];《居住建筑節能設計標準（DB341466-2019）》對居住建筑外門窗遮陽提出明確要求，要求1.東偏北30至東偏南60，西偏北30至西偏南60范圍的外門窗設置遮陽時，應設置可以遮住窗戶正面的活動外遮陽;2.南向外門窗設置遮陽設施時，宜設置水平遮陽或可以遮住窗戶正面的活動外遮陽;3.當外門窗玻璃遮陽系數≥0.60時，外窗設置完全遮陽完全遮住正面的活動外遮陽（含可開啟式百葉窗、內置中空百葉玻璃）;4.當南向陽臺進深大于等于1.5米時，可認定通向陽臺的外門窗滿足夏季綜合遮陽系數的要求;5.建筑外遮陽裝置應與結構牢固連接[4]。

1.2 遮陽裝置形式

建筑遮陽的形式和種類非常多，遮陽設施從總體上可以分為外遮陽、內遮陽、中間遮陽、自遮陽形式。外遮陽可選用活動外遮陽和固定外遮陽?；顒油庹陉栆诉x用活動百葉簾、遮陽篷、遮陽卷簾以及遮陽板等。固定外遮陽宜選用水平式遮陽、垂直式遮陽、擋板式遮陽、綜合式遮陽等形式。內遮陽宜選用百葉簾、百葉窗、卷簾、百葉扇、建筑節能玻璃膜等。中間遮陽宜選用內置遮陽中空玻璃制品。玻璃自遮陽應選擇熱反射玻璃、低輻射玻璃等遮陽系數小、性能符合相關標準要求的玻璃。屋頂綠化遮陽等形式[4]。在建筑設計方案前期，結合建筑遮陽的相關要求進行建筑設計，如本人設計在中鐵五號院項目的居住建筑時，通過調節建筑的開間窗墻比來確定外門窗的大小，考慮建筑立面及經濟因素，將建筑的東向開間窗墻比控制在0.25以內，西向不開窗，以達到建筑東西向不設外遮陽的要求;南向開間窗墻比控制在0.35以內，外門窗玻璃遮陽系數≥0.60，外門窗夏季綜合遮陽系數航外遮陽要求≤0.50，以達到建筑南向不設外遮陽的要求。

2、建筑遮陽設計

2.1 遮陽材料的技術要求

活動外遮陽主要采用百葉簾、卷簾、遮陽篷、遮陽板等形式;固定式外遮陽主要采用混凝土外遮陽、金屬外遮陽、塑料外遮陽、木制外遮陽;遮陽系數、規格、等級數量等要求符合《安徽省建筑遮陽工程技術規程》DB34/T5029-2015規定。內遮陽的主要形式有：百葉簾、百折簾、折疊簾、軟卷簾、百葉扇、室內天篷簾等，其材料應能反射太陽輻射的材料，并根據太陽輻射情況調節其角度和位置，內遮陽裝置伸展和收回、開啟和關閉應操作方便，操作過程運行平衡，閉合系統應做到防霧防滴。中間遮陽的裝置及其組成材料的性能指標應符合《內置遮陽中空玻璃制品》JG/T255的規定。

遮陽裝置用金屬材料應采用的鋁合金建筑型材和帶材應符合《鋁合金建筑型材第l部分基材》GB5237.1的規定，百葉窗用鋁合金帶材應符合《百葉窗用鋁合金帶材》YS/T621的規定。鋁合金板材應符合《工業用鋁板材》GB/T3880和《鋁及鋁合金帶材的尺寸允許偏差》GB/T3149的規定，化學性能應符合《變形鋁合金化學成分》GB/T3190的規定。

遮陽用遮陽玻璃應符合下列要求：1.遮陽用玻璃應采用安全玻璃，并符合標準《建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃》GB15763.2和《建筑用安全玻璃第2部分：夾層玻璃》GB15763.3的相關規定。2.當采用鍍膜玻璃時，其性能應符合國家標準《鍍膜玻璃第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》GB/T18915.2的規定。3.當采用貼隔熱膜玻璃時，其性能應符合現行行業標準《貼膜玻璃》JC846標準的規定。建筑節能貼膜玻璃的透光率、紅外阻隔率應符合表4.4.3的規定。在不受其它外力作用下，其正常使用年限不低于15年，不脫落，不掉色。生產企業須提供使用壽命檢測報告，并出具不低于10年的質量保證。

外遮陽構件所使用的天然木材百葉片上的直條紋理長度應大于葉片長度的3/4，簾式百葉的葉片不應有死節。透紋理的裝飾材料.應符合標準《建筑遮陽通用要求》JG/T274的規定;遮陽產品中塑料的性能應符合標準《塑料模塑件尺寸公差》GB/T14486，《室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》GB18580、《室內裝飾裝修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物質限量》GB18586和《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標識》GB20286的規定。

化纖編織繩、帶材料的阻燃性能應符合《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標識》GB20286中阻燃B1級（織物）的規定;建筑節能玻璃膜應根據工程設計要求，選用不同類型的建筑節能玻璃膜;鋼筋混凝土外遮陽構件的原材料應符合相關標準的規定，其強度應符合《混凝土結構設計規范》GB50010的規定和設計要求。

2.2 建筑遮陽與建筑立面一體化

外遮陽設計應與建筑立面設計相結合，進行—體化設計，遮陽裝置設計考慮構造簡潔、經濟實用、耐久美觀等因素，便于清潔和，與建筑的周圍環境整體相協調?，F代建筑應更多的利用可再生能源，如在建筑遮陽設計與太陽能熱水系統和太陽能光伏系統結合，進行太陽能利用與建筑一體化設計。建筑遮陽設計與立面一體化設計不僅解決了建筑的節能設計要求，同時也促進的建筑立面的多樣性，達到技術與美學的辯證統一。如由本人設計的中鐵五號院項目沿街配套公建的立面設計中，在優先控制窗墻比的前提下，對立面進行了外遮陽的設計：將遮陽與立面造型相結合，設置突出700mm、寬寬300mm、間隔2500mm的垂直構件，進一步減少太陽輻射，從而達到立面設計與建筑節能的一體化。

結語：

建筑遮陽設計是建筑節能設計重要的一部分，對于室內光環境優化以及室內的熱舒適度均會產生積極影響，同時建筑遮陽設計也應考慮不同地域環境的因素，結合建筑功能和建筑立面造型，選擇適宜的遮陽形式，呈現集功能、經濟與外觀為一體的低能耗建筑。當然由于此項技術涉及材料生產、設計、施工等多個環節，在實際應用中也出現了一些弊端，但總得來說是利大于弊的，需要從保證材料性能、設計完善、施工質量等多方面著手，層層把控，才能保證此技術發揮其應有的作用。

參考文獻：

[1]龍惟定，武涌.《建筑節能技術》.北京：中國建筑工業出版社，2009.

[2]安徽省住房和城鄉建設廳，安徽省質量技術監督局.安徽省建筑遮陽工程技術規程：DB34/T2029-2015.合肥：安徽省工程建設標準設計辦公室，2015.

[3]安徽省住房和城鄉建設廳，安徽省質量技術監督局.安徽省公共建筑節能設計標準：DB34/5076-2017[S].合肥：安徽省工程建設標準設計辦公室，2017.

[4]安徽省住房和城鄉建設廳，安徽省市場監督管理局.居住建筑節能設計標準：DB34/1466-2019.合肥：安徽省工程建設標準設計辦公室，2019.

[5]中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑遮陽工程技術規范：JGJ237-2011.北京。中國建筑工業出版社出版，2011.