建筑遮陽的基本形式選擇與比較

湖北工程學院新技術學院 楊子江

建筑遮陽的目的是阻斷陽光透過玻璃進入室內，防止過分照射和加熱建筑圍護結構，防止眩光，以消除或緩解室內高溫，降低空調的用電量。因此針對不同朝向在建筑設計中采取適宜合理的遮陽措施是改善室內環境、降低空調能耗、提高節能效果的有效途徑。特別是夏季，強烈的太陽輻射是高溫熱量之源，而遮陽是隔熱最有效的手段。有關資料表明，窗戶遮陽所獲得的節能收益為建筑能耗的10%-24%，而用于遮陽的建設投資則不足2%[1]。遮陽設施的材料、位置、構成將影響遮陽效果，有的場合會因為遮陽設計不當而帶來無法改變的缺陷而形成遺憾。因此，建筑師只有熟知遮陽的形式、構成、特性及其使用范圍等，才能在設計中合理選用。

1 建筑遮陽的基本形式

遮陽按構件相對于窗口的位置分析，通常遮陽可以分為外遮陽、內遮陽、玻璃自遮陽和綠化遮陽。而外遮陽按遮陽構件的形狀可以分為：水平式、垂直式、綜合式、擋板式和百葉式；按照遮陽的可控性，又分為固定遮陽和可調節遮陽兩類。

1）建筑內遮陽

內遮陽是建筑外圍護結構內側的遮陽。內遮陽因其安裝、使用和維護保養都十分方便而應用普遍。內遮陽的形式和材料很多，包括百褶簾、百葉簾、卷簾、垂直簾和風琴簾等多種款式，有布、木、鋁合金等多種材質。內遮陽設施對進入窗戶的太陽輻射熱由內遮陽設施被二次分配，一部分直接透過遮陽設施進入室內，另一部分被遮陽設施反射，還有一部分被遮陽設施吸收，再由長波輻射和對流方式向室內和室外散發，顯然，由于內遮陽設施的存在，進入室內的太陽輻射熱在傳輸過程中受到了阻擋，減少了最終進入室內的熱量，從而降低了室內的太陽輻射得熱量。內遮陽設施還可以使室內光線柔和，采光系數均勻，緩解強烈的眩光。但是內遮陽的隔熱效果不如外遮陽。內遮陽裝置反射部分陽光，吸收部分陽光，透過部分陽光，而外遮陽只有透過的那部分陽光會直接到達窗玻璃外表面，只有部分可以形成冷負荷。

當然，室內窗簾在實用功能上不僅出于遮陽的考慮，而且還有私密性的要求，即遮擋外來視線。而且窗簾還是改善室內空間品質的重要手段之一，因此在居住建筑中室外遮陽不可能完全代替室內窗簾。而辦公建筑與居住建筑相比，從隱私性上來說，辦公空間是一個半公開半私密的空間，窗簾等內遮陽設施就可以根據需要設置了。

2）建筑外遮陽

建筑外遮陽是位于建筑外圍護結構外邊的各種遮陽裝置的統稱。按遮陽構件形狀分為水平式、垂直式、綜合式、擋板式四種基本形式。其主要技術要點及適用范圍見表1-表3。

遮陽能非常有效地減少建筑得熱，但遮陽效果與遮陽構造、材料、顏色等密切相關，同時也存在一定的缺陷。由于直接暴露于室外，使用過程中容易積灰，而且不宜清洗，日久其遮陽效果會變差。并且外遮陽構件除了考慮自身的荷載之外，還要考慮風、雨、雪等荷載，由此帶來腐蝕和老化問題。建筑外遮陽設置在墻體外側，因此對建筑立面整體美觀有一定的影響，在建筑方案設計時，遮陽設計宜同步進行，提高對外遮陽措施的重視程度，將遮陽構件與建筑選型結合起來考慮。

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3）玻璃自遮陽

玻璃自遮陽利用窗戶玻璃自身的遮陽性能，阻斷部分陽光進入室內。玻璃直身的遮陽性能對節能的影響很大，應該選擇遮陽系數小的玻璃。遮陽性能好的玻璃常見的有吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃。這幾種玻璃的遮陽系數低，具有良好的遮陽效果。值得注意的是，前兩種玻璃對采光有不同程度的影響，而低輻射玻璃的透光性能良好。 此外，利用玻璃進行遮陽時，必須關閉窗戶，這樣會給房間的自然通風造成一定的影響，使滯留在室內的部分熱量無法散發出去。所以，盡管玻璃自身的遮陽性能是值得肯定的，但是還必須配合百葉遮陽等措施，才能取長補短。

4）綠化遮陽

綠化遮陽是借助于樹木或者藤蔓植物來遮陽，是一種既有效又經濟美觀的遮陽措施，特別適用于低層建筑（圖1）。綠化遮陽有種樹和棚架攀附植物兩種做法。種樹要根據窗口朝向對遮陽形式的要求來選擇和配置樹種。植物攀附的水平棚架起水平遮陽的作用，垂直棚架起擋板式遮陽的作用。不同于建筑構件遮陽，植物通過光合作用將太陽能轉化為生物能，植物葉片本身的溫度并未顯著提高；而遮陽構件吸收太陽能后溫度會顯著升高，其中一部分熱量還會通過其他方式向室內傳遞。綠化遮陽最為理想的遮陽植被是落葉喬木，茂盛的樹葉可以遮擋夏季灼熱的陽光，而冬季溫暖的陽光又會透過稀疏的枝條射入室內，這是普通固定遮陽構件無法具備的優點。

圖1 低層建筑常用的綠化遮陽方式

2 各種遮陽措施的比較

遮陽的種類繁多，在建筑設計時，應該根據建筑所在地的地區氣候特征、墻體朝向選擇不同的遮陽方式，同時通過對各種遮陽方式的遮陽效果、視覺和通風影響、經濟性等因素的綜合對比和分析（見表4），外遮陽是一種較為理想的遮陽方式，是建筑節能的第一步，是可持續性建筑的首選。

各種遮陽設施的的實際遮陽系數見表5。一般來講，室內百葉只可擋去17%的太陽輻射熱，而室外南向仰角45度的水平遮陽板，可輕易遮去68%的太陽輻射熱，兩者間的遮陽效果相差甚大[2]。裝在窗口內側的窗簾、軟百葉等遮陽設施，其所吸收的太陽輻射熱，大部分將散發給室內空氣。而裝在外側的遮陽板，吸收的輻射熱，大部分將散發給室外的空氣，從而減輕了室內溫度的影響。如圖2內外遮陽得熱比較，顯然，外遮陽和玻璃遮蔽是外墻節能的重要手段，玻璃材質中，高反射率的反射玻璃和吸熱玻璃效果較好；相比之下，遮陽板、遮陽百葉等外遮陽的效果較好。

表4 外遮陽、內遮陽、玻璃自遮陽優缺點比較

表5 各種遮陽措施的遮陽系數比較

3 結束語

在建筑的遮陽設計中，特別是對夏熱冬冷地區，要兼顧夏季空調和冬季取暖，一般固定的外遮陽設施在夏季可使外窗的太陽得熱顯著降低，減少空調能耗，但在冬季也減少了透過窗戶進入室內的太陽熱輻射，增加了采暖能耗。注意冬夏太陽角度的不同，設計良好的遮陽可以做到冬季不遮擋入射陽光，故在條件允許的情況下，應優先采用活動式的外遮陽?；顒邮酵庹陉柕目烧{節性保證了住戶的靈活控制，既可以阻擋夏季太陽輻射，也不會因為遮陽而影響冬季的日照，這是該地區室外遮陽的理想方式。

[1].鄧可祥.透光型圍護結構對建筑能耗的影響[J].新型建筑材料，2008（12）：68—69

[2].中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑工程設計技術措施節能專篇——建筑[M].北京：中國