浅谈绿色建筑的建筑遮阳设计

　　摘要: 根据目前绿色建筑的发展趋势，本文从绿色建筑的涵义、意义及设计形式、设计方法及发展趋势等方面对建筑遮阳进行了介绍和分析，使建筑遮阳设计既符合建筑造型和使用功能要求，进而推动绿色建筑技术的发展，又满足高质量的室内健康环境需求。

　　关键词: 绿色建筑设计,建筑遮阳意义,遮阳设计,方法措施

　　1 绿色建筑的涵义

　　美国绿色建筑协会制定的《绿色建筑评价体系》，认为绿色建筑追求的是如何实现从建筑材料的生产、运输、建筑、施工到运行和拆除的全生命周期，建筑对环境造成危害总量最少，同时居住者和使用者有舒适的居住质量。

　　评价体系分 5 个方面: 合理的建筑选址、节水、能源和大气环境、材料和资源及室内环境质量。该标准成为绿色建筑实践与设计的有力推动者。

　　绿色建筑的内涵是全方位、立体的、高科技的环保工程，以科技作为发展动力，追求环保、健康、节能、智能化，实现人和环境的共生。我们可以将绿色建筑形象地描述为“环保 + 节能 + 健康 +高效 + 智能”的建筑。绿色建筑的设计涉及到隔热、保温、遮阳、能源利用等方方面面，建筑遮阳作为一种高效、低廉的节能手段，在绿色建筑中发挥着至关重要的作用。

　　2 建筑遮阳的意义

　　建筑开口部位一般约占建筑表面积的 1/6，但消耗制冷及采暖空调能源超过一半。资料显示，我国单位建筑面积空调用电负荷达 50 W/m2～ 200 W / m2，能源浪费极为严重，而空调的长时间开启势必造成供电高峰，甚至烧坏电路和配电设施，导致断电、停电，威胁城市供电安全，在空调消耗大量能源的同时，更会造成城市热岛效应，加剧环境恶化程度。因此，建筑遮阳作为一种被动措施也越来越受到业界同仁的关注。

　　建筑遮阳系统既可以遮挡紫外线和辐射热，又可以调节可见光，防止眩光; 调节自然气流来改善环境。同时，该系统能有效降低室内温度，保护人体健康，减少空调的能耗，从而达到节能的目的( 见图 1) 。

　　据专家预测，上海市全市的建筑物如果全部采用隔热性能强的玻璃，建筑能耗至少可节省 25%，1 年则可以节省 2. 4 亿度电。根据这个数字推算，如果上海市全市建筑物全部采用遮阳产品，1 年因遮阳节能则可节省约 7. 2 亿度电。如果全国各地都能推广应用遮阳产品，那么能源节约将更为可观，所以作为建筑外围护结构的第一道节能措施，遮阳应首当其冲。

　　3 建筑遮阳的形式

　　3. 1 按窗口系统遮阳形式分类

　　窗内遮阳系统( 纤维质、席帘、布帘) 、窗体自身遮阳系统( 各种镀膜玻璃) 、窗外遮阳系统( 分为绿化遮阳、简易活动遮阳和建筑构件遮阳) 。

　　图 1 建筑遮阳效果示意图

　　3. 2 遮阳板形式分类

　　其分为水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳、挡板式遮阳。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。因此，可调式遮阳板是最适用、最有效的遮阳设施。

　　3. 3 高效智能遮阳分类

　　户外可调铝合金百叶帘、可伸缩外遮阳篷、户外卷闸百叶帘、室外透景遮阳织物、太阳能驱动风光感应帘、户外 24 V 安全性遮阳帘等。使用哪种遮阳设施，需根据建筑物性质、设计风格和日照规律等进行科学的选择。

　　4 建筑遮阳的设计方法

　　4. 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。绿化遮阳可以通过在窗外一定距离种树，也可以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。落叶树木可以在夏季提供遮阳，常青树可以整年提供遮阳。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。

　　4. 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。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，茂密的树叶也不应靠窗口太近，以免遮挡自然光线的进入。

　　4. 1. 2 屋面绿化遮阳

　　屋顶花园，隔热效果是显著的，同时对于第五立面的美化也有很大的作用。

　　4. 1. 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。

　　4. 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。

　　4. 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。

　　4. 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、日落时平射窗口的阳光，它不起遮挡作用。故垂直式遮阳主要适用于东北或西北向附近的窗口。

　　4. 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。

　　4. 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。

　　在设计遮阳时，应根据建筑所在地区的气候条件、建筑的朝向、房间的使用功能等因素，综合进行遮阳设计，可以通过永久性的建筑构件，如: 外檐廊、阳台、遮阳板等，制作永久性遮阳设施。

　　4. 3 专门设置的遮阳设施

　　4. 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、遮阳纱幕等。

　　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。这时候，如果采用导热系数小的玻璃，则进入窗户的太阳热量非常少。此外也可以适当拉开遮阳卷帘与窗户玻璃之间的距离，利用自然通风带走卷帘上的热量，也能有效的减少卷帘上的热量向室内传递。

　　2) 活动百叶遮阳。

　　有升降式百叶帘和百叶护窗等形式。百叶帘不但可以升降，还可以调节角度，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。根据材料的不同，分为铝百叶帘、木百叶帘和塑料百叶帘。百叶护窗的功能类似于外卷帘，在构造上更为简单，一般为推拉的形式或者外开的形式，在国外得到大量的应用。

　　3) 遮阳篷。

　　这种类型比较常见，但质量和遮阳效果一般，目前市场使用有些杂乱。

　　4) 遮阳纱幕。

　　遮阳纱幕既能遮挡阳光辐射，又能根据材料选择控制可见光的进入量，防止紫外线，并能避免眩光的干扰，是一种适合于炎热地区的外遮阳方式。纱幕的材料主要是玻璃纤维，具有耐火防腐，坚固耐久的特点。

　　5 建筑遮阳的发展趋势

　　以新材料、新技术为手段的新一代建筑师正在积极探索新的、更加高效的生态建筑遮阳方式。他们在使用新型材料的基础上，能够自动控制和调节，不但加强了遮阳效果，而且与建筑其他功能如采光、通风的协调也大为加强，使遮阳板成为综合解决遮阳、采光、通风、太阳能利用的多功能构件。

　　5. 1 风、光、雨、温度或湿度遥感器与活动遮阳产品相结合装上风雨遥感器，可以使活动遮阳产品根据风雨的大小来调节伸出的长度或角度，保护遮阳产品在恶劣环境下减少侵蚀; 装上光、温度或湿度遥感器，可以根据日照的角度和强度、温度或湿度的大小，调节外遮阳产品的状态，尽可能为室内创造最佳的舒适环境。

　　5. 2 光伏发电与建筑遮阳相结合

　　目前，很多研究人员正在研究考虑如何很好地综合建筑遮阳板与太阳能收集器的设计。光伏发电与建筑相结合( BIPV) 是光伏发电大规模推广应用的重要发展方向，而与建筑遮阳相结合是其主要实现形式之一，对于节约建筑能耗、改善室内环境及以可再生能源替代传统石化能源等具有重要意义。但是由于目前国内市场该技术的应用还不成熟，推广还存在一定的难度。

　　6 结语

　　建筑遮阳设计应贯穿在规划设计、建筑方案、施工图设计、建筑施工以及日常运行维护的整个过程中，应综合考虑建筑所处地域的纬度和气候特点，太阳能利用的不同类型和技术要求来选择不同的遮阳方式，同时结合建筑造型、平面功能与遮阳部位、构造节点等因素，做到既符合建筑造型和使用功能要求，又满足高质量的室内健康环境需求。只有这样，才能真正实现“让建筑更美丽，让生活更美好”。

　　参考文献:

　　[1] 李百战. 绿色建筑概论[M]. 北京: 化学工业出版社，2007.

　　[2] 谢 浩,刘晓帆. 高层建筑中遮阳与艺术相结合的探讨[J].房材与应用，2002( 2) :17-18.

　　[3] 蔡镇钰，范守中. 建筑设计资料集[M].第2版.北京: 中国建筑工业出版社，1994.

《浅谈绿色建筑的建筑遮阳设计》

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