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我国建筑设计界对建筑遮阳的认知度较低，大多数建筑师在做设计时很少考虑建筑遮阳。正确的建筑遮阳设计，在相当多的地区和气候条件下都是减少建筑能耗的重要环节之一。  本文从建筑师的角度出发，对建筑遮阳的重要性和主要形式进行了简要介绍，并通过对几个建筑遮阳成功案例的分析，阐述将外遮阳构件与建筑立面整合设计的常用处理手法，并提出建筑遮阳设计需要注意的八个方面。  中国建筑设计界对建筑遮阳的认知现状  建筑遮阳作为节能建筑的一种必要措施，在欧洲许多发达国家和地区早已广泛使用，十分普遍。在我国建筑设计领域，对建筑遮阳的认知度虽也在逐步提高，但总体上仍处于较低水平。大多数建筑师在做设计时很少会将建筑遮阳作为建筑的一个有机组成部分加以对待。因此，在大量建造的一般性建筑的设计过程中，遮阳构件和设施往往不是建筑师们必须考虑的元素，而是业主在建筑落成后根据自己的喜好和财力才开始考虑是否要加到立面上去的附属构件。即便是勉强加上去了，也由于并未作为建筑的有机整体加以考虑，所造成的建筑形象也是差强人意。  在我国长期以来普遍采用的集合式住宅设计中，在建筑使用过程中后续加上的遮阳设施尤其明显。除非有特殊的原因，集合式住宅的设计和建造往往都不会考虑设置外遮阳构件和设施，即使是东西向户型也都如此。相反，由于日照时数是住宅相关规范的强制性条文要求，建筑师们花大力气解决的是如何满足室内日照时间的问题，对遮阳问题往往不够重视。结果，绝大多数住户都不得已而采用窗帘来遮阳。虽然窗帘是内遮阳的一种形式，有一定的遮阳效果，但由于内遮阳并未将太阳辐射产生的热量隔绝在室外，其隔热效果远不如外遮阳。并且这种由住户自行决定的内遮阳形式，随意性比较大，往往缺乏科学的设计和计算，其节能效果很难令人满意。朝西的立面上或许有少数住户会选择在窗外安装遮阳篷。遮阳篷零零落落，五花八门，严重影响建筑外观。 建筑遮阳的重要性 建筑师们对建筑遮阳的认知度是与公众对建筑节能事业的认知度密不可分的。建筑师在建筑遮阳设计上的不作为，很大程度上是对建筑遮阳在建筑节能方面的贡献不了解。建筑遮阳是节能建筑的重要手段和必要措施：一方面，遮阳构件和设施阻断或降低了太阳热辐射而有效减少了外窗得热，从而大大降低了夏季室内的空调冷负荷，提高了室内的热舒适度；另一方面，过于强烈的阳光直射室内，容易造成眩光而引起人的视觉不适。采用建筑遮阳设施，在使室内达到热舒适度的同时，还降低了室内眩光。以往，许多建筑避免眩光的做法是采取不恰当的措施将阳光完全屏蔽在外，转而采用人工照明。据统计，办公建筑中人工照明占到建筑总能源消耗量30%①。适当的遮阳装置可以避免眩光，使室内能够充分利用自然采光，减少甚至不采用人工照明，降低消耗。而且，天然采光的视觉舒适度是人工照明所不能比拟的。从这个意义上说，建筑遮阳提高了室内的视觉舒适度。  正是由于建筑遮阳对节能建筑的重要作用，建筑遮阳的理念和设施才越来越受到业内人士和政府部门的重视。目前，我国许多省市已发布了关于建筑遮阳的地方规定或条文，对建筑遮阳产品实行大力推广。《公共建筑节能设计标准》和《居住建筑节能设计标准》对建筑能耗水平提出了更加严格的要求。研究结论显示，要达到上述新版节能设计标准的要求，在公共建筑和居住建筑上采用建筑外遮阳设施几乎成为不可或缺的技术手段。由此可见，我国建筑遮阳行业正面临大发展的历史机遇。了解并熟知建筑遮阳，已成为广大建筑师们的当务之急。 建筑外遮阳的主要形式 目前，我国应用较多的建筑遮阳主要形式，按照与建筑外窗的相对位置关系，可分为外遮阳和内遮阳两大类。外遮阳主要有遮阳板、户外百叶帘、遮阳软帘、金属卷帘窗、遮阳篷、遮阳膜结构等多种形式，内遮阳主要有室内百叶帘、卷帘、垂帘、折帘、天棚帘、开合帘、布艺帘等形式。外遮阳设施对建筑外立面影响比较大，本文侧重介绍外遮阳系统及其立面处理手法。 目前市场上可见的建筑外遮阳产品种类繁多，从外观上看，比较常见的主要可分为遮阳板、遮阳卷帘、遮阳百叶和遮阳膜结构等几大类。以下我们分别阐述。 1. 遮阳板是通过阻隔光线来避免过多热量透过窗户，调节室内空间光照环境从而达到环保和节省空调运作费用的目的。遮阳板又分为固定式和活动式这两种。固定式遮阳板的设计通常是根据建筑物所在的经纬度，计算太阳的入射角度，从而确定遮阳板的倾斜角度及板件之间的间隔距离。活动式遮阳板往往与楼宇管理系统组合成为智能化的自动遮阳系统，遮阳板能够根据外界环境变化和室内用户需求而改变位置和角度，而提高室内热舒适度和遮阳效果。相对于遮阳百叶来说，遮阳板的板件尺寸都比较大。  2. 遮阳卷帘系统一般是由电机驱动或用户手动控制遮阳帘上下移动，卷帘可以根据用户需要停止在所需的高度。按照卷帘面料的软硬度，遮阳卷帘又可分为软卷帘和硬卷帘两种。软卷帘的面料一般为玻璃纤维和聚酯纤维。这种面料经过特殊设计和处理，卷帘放下时，人在室内可透过卷帘欣赏室外景色，视线不受遮挡，而室外的人却不能透过卷帘看到室内情况，具有很高的私密性②。硬卷帘的材质可为金属或者塑料，将金属（多为铝合金）或塑料等硬性材质做成中空、有弧度的多个帘片，帘片采用卷取的方式上下伸展或收回。帘片表皮可根据设计要求喷涂各种色彩，中空帘片内部可充填发泡聚氨酯等保温隔热材料；帘片与帘片之间的距离可以调节，以此来控制有多少光线进入室内。这种卷帘一般称为金属卷帘窗，遮阳的同时还有防盗、隔热、隔声等作用，在欧洲居住建筑中应用较为普遍。  3. 遮阳百叶系统的材质有铝合金、木质和塑料等。一般来说，铝合金百叶多用于商业楼宇，木质百叶多用于住宅建筑。安装在双层幕墙玻璃间的铝合金百叶帘，在国外使用得越来越多。我国的双层玻璃幕墙也开始采用这种遮阳方式。铝合金百叶帘的百叶宽度一般在60mm-120mm之间。双层玻璃幕墙的外层玻璃一般为单层钢化玻璃，内层为可开启的透明的中空Low-E玻璃，通过智能控制系统，百叶可以转动或升降，有效控制光线和太阳得热的吸收。 4. 织物遮阳是用框架或导轨将织物固定在建筑表皮，既可以有变化丰富的图案，又可以利用其应力张拉出膜结构的遮阳效果，就像建筑物外穿的衣物一样，图案更新或者材料老化都可以轻松更换，老建筑外观改造也很自由。这种织物也是经过特殊处理和设计，遮阳的同时不影响从建筑内向外看的透视效果③。织物遮阳设施具有价格相对较为低廉，重量轻，易收放，样式丰富，色泽多样等优点。 建筑外遮阳构件的处理手法及案例 从设计实践来看，目前建筑师对遮阳构件和设施的设计有各种各样的方式。一种积极的态度和方式就是将遮阳设施与窗户或幕墙进行一体化的整合设计。建筑师在做立面设计时就考虑到遮阳，将遮阳、窗户、幕墙与围护墙体的构造统一考虑。 目前，许多发达国家在窗户生产制造时，连同遮阳设施一起在工厂生产线完成；安装窗户的同时将遮阳设施一起安装到位。这种窗户-遮阳一体化的设计与生产应用得比较普遍，具体方式也多种多样。还有的把金属卷帘窗与窗户进行一体化制作与安装，卷帘箱安装在围护墙体之后，从室外看不见卷帘箱，建筑外观非常干净整洁。 又如在常见的铝板幕墙和玻璃幕墙设计中，将遮阳百叶系统与铝板幕墙、玻璃幕墙统一设计。我国也在进行窗户-遮阳一体化的研究和生产试用。 上海某建筑遮阳百叶的应用案例 该项目采用铝合金电动遮阳百叶作为玻璃幕墙的外遮阳设施，百叶箱安装在铝板幕墙与实体围护墙之间，无论是室外还是室内都看不到百叶箱体。铝板幕墙、玻璃幕墙的框料与百叶的安装构件统一考虑，都在工厂生产线上完成，因而围护结构的构造设计可以做到非常精致而整洁，没有任何多余的构件。当百叶帘升起时，建筑外立面上只有光洁的铝板和玻璃两种材质，达到一种非常简洁的效果。 该建筑立面上窗户面积较大，建筑师在外窗玻璃之外设置一层金属格栅用于遮阳，同时不影响建筑通风。格栅细密的纹理与立面上另两种材质——石材和玻璃，形成对比，营造出另外一种风格。 新加坡某办公建筑的立面设计 拉萨尔艺术学院由六个单体建筑组成，每个单体的体量都相差无几；单体之间的空地作为休息活动场地，在二层以上采用连廊相互联系。外观体形方正，墙体封闭，开窗面积很小，内部却让人感觉现代、通透、舒适宜人。 这是因为每个单体朝向内庭院的立面都采用不规则多边形空间折线作为母题，并且通高采用通透的玻璃幕墙，并在每个单体楼顶都设置了遮阳张拉膜结构。张拉膜采用透光的遮阳面料，就像一顶巨大的帐篷将每栋楼和每个庭院一并覆盖。 白天，炽热的阳光经过遮阳膜的过滤和遮挡，为庭院和室内空间提供了自然舒适的漫射光。夜晚，建筑内的灯光透过膜结构照亮夜空，为建筑营造出梦幻般的景象。在这个案例中，遮阳膜的结构美与玻璃幕墙的曲折多变共同营造出建筑的前卫感，达到了技术与艺术的高度统一。 居住建筑案例-地点也在拉萨尔艺术学院附近 这是一栋高层集合式住宅楼，立面上有许多层次上的变化，窗户上采用了两种外遮阳方式。一种是从外墙上挑出的轻质穿孔金属遮阳挡板，一个一个整齐地排列在窗户外侧，与外墙保持很大的距离。这种挡板式遮阳，能够有效地遮挡从窗口正前方投射过来的低角度的阳光。遮阳板表面刷成红色，在立面上十分醒目。另一种方式是窗洞上口和两侧综合了水平遮阳和垂直遮阳的U形结构遮阳板，对从窗口上前方和侧前方投射过来的阳光都能形成有效的遮挡。U形遮阳板外表涂刷成白色，与金属遮阳板的红色形成鲜明的对比。 建筑师在遮阳设计中应特别注意的八个方面 1. 建筑遮阳设施应与建筑立面的整体艺术表现力相结合 遮阳设施作为建筑围护结构的一个部分，对建筑的整体造型起着重要作用。建筑师在做立面设计时应将建筑遮阳设施作为建筑物的一个有机组成部分来加以考虑，注重遮阳构件或设施与建筑整体风格的融合与统一。 2. 重视遮阳构件和设施与建筑围护结构连接部位的构造设计 遮阳设施与围护结构的各组成部分（墙体、门、窗）的连接部位往往是节能设计的重点部位，处理不当则极易在这些部位形成建筑节能的薄弱环节。因此，精心、合理的遮阳构造设计是建筑节能的保障。 3. 重视遮阳设施的安全性 遮阳设计应充分考虑遮阳设施的结构安全，以保证在台风或暴风雨等极端恶劣天气下遮阳设施仍然具备足够的安全性。 4. 重视遮阳装置的操作的便利性与安全性 充分考虑使用者各种情况下的操作使用需求, 避免失误操作导致的人身伤亡。 5. 遮阳装置应易于维护和清洁，以及方便构件的更换 建筑师必须重视这一点, 除了对自己的建筑外观形象负责, 也需要对建筑的使用和维护的方便性、经济性负责, 这是绿色建筑中全寿命周期成本的重要组成部分。 6. 在不同气候条件下，遮阳方式和设施的应用也不同 南方太阳辐射强烈，建筑遮阳对建筑节能及室内舒适度的贡献较大。在北方寒冷及严寒地区，采用遮阳设施的同时要考虑到冬季太阳能的利用，遮阳设计应综合考虑夏季遮阳与冬季利用太阳辐射得热两者的关系。北方寒冷及严寒地区更适宜采用可活动式遮阳设施，如活动遮阳百叶、遮阳卷帘等。 7. 注意建筑遮阳设施与建筑排烟、消防联动的有机结合 建筑师在做遮阳设计时要处理好非常时期（如火灾时）遮阳设施与建筑防排烟、消防联动等方面的关系，使遮阳设施不影响火灾时的建筑排烟和人员疏散，做到平时与紧急时两种状态的顺利转换。 8. 建筑师应与生态节能工程师密切配合 通过相关计算软件对建筑内部、外部环境进行模拟计算后，确定最适合的遮阳形式，通过精细化设计, 以求达到建筑遮阳的最佳效果。 参考文献： ① 张雪松，可持续建筑立面整合自动遮阳设计研究[J] 建筑技术及设计，2008（10）:108 ②《绿色建筑》教材编写组，绿色建筑[M]，北京：中国计划出版社，2008. ③ 魏红，新技术及产品在建筑遮阳上的运用[J]，建筑技术及设计，2008（10）:106 如果想了解更多关于新材料新技术在建筑领域的应用 |
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