建筑遮阳的现状及标准与评价进展

刘 翼 蒋 荃

（中国建筑材料科学研究总院，中国建筑材料检验认证中心有限公司，北京 100024）

1 引言

门窗等透光建筑构件是建筑外围护结构中热工性能最薄弱的环节，通过透光建筑构件的能耗，在整个建筑能耗中占有相当客观的比例，在夏季它往往成为影响建筑热舒适的致命问题，在这种情况下，遮阳设计也就理所当然地成为必不可少的环节。建筑遮阳的目的在于阻断直射阳光透过玻璃进入室内，防止阳光过分照射和加热建筑围护结构，防止直射阳光造成的强烈眩光。在所有的被动式节能措施中，建筑遮阳也许是最为立竿见影的有效方法。良好的遮阳设计不仅有助于节能，符合未来发展的要求，而且遮阳构件成为影响建筑形体和美感的关键要素。建筑外遮阳产品进入中国已有将近10年的时间，随着社会和政府对建筑节能，尤其是近几年对建筑夏季隔热的日益重视，建筑遮阳行业迎来了一个高速发展期。

2 现代建筑遮阳的发展

遮阳自古就有，最早对建筑遮阳问题的文字叙述来源于古希腊时期的作家赞诺芬，他在其著作中提到关于设置柱廊以遮挡角度较高的夏季阳光而又使角度较低的冬季阳光射入室内的问题。但那时对遮阳的理解并没有太多节能的意识，更没有科技、艺术和人文的概念。

现代建筑遮阳在欧美已有近百年的历史。人们公认的现代建筑遮阳板的发明人是建筑大师勒·柯布西耶。在1928年他首先在迦太基住宅（图 1）设计中使用了遮阳设施。1936 年他给迈耶尼等人为里约热内卢国家教育与公共卫生大楼的设计，提出采用百叶遮阳的建议。

图1 迦太基住宅

现代建筑遮阳在我国还是一个崭新的行业，从上世纪80年代末发展至今也不足20年的时间。从户内到户外，从手动到电动，从装饰到节能，中国的遮阳行业经历了一个巨大的发展过程。相对于欧美国家已近百年遮阳行业的发展历史来看，我国的遮阳行业还处于一个初级发展阶段。然而该行业却面临着大好的发展机遇，蕴含着巨大的商机。

3 我国建筑遮阳现状

中国建筑材料检验认证中心有限公司承担了中国建筑材料联合会2008年“中国终端能源效率项目——节能建材及其应用技术的调研和推广”课题，笔者承担了建筑遮阳制品调研的子课题，对我国建筑遮阳现状进行了系统的调研。

3.1 市场现状

我国建筑遮阳目前主要在一线城市应用较多。因为这些城市诸如北京、上海等较早的实行了建筑节能标准，建筑节能意识比较强。而且大量市政工程、大型标志建筑的不断兴建，使各类新型的节能产品能在第一时间。被迅速推广运用，这促使建筑遮阳市场能够快速的成长起来。而二线城市的遮阳市场还处于培育期，市场定位较低，以窗饰为主。值得一提的是，江苏省在2009年开始强制性推广建筑外遮阳，无论是对建筑节能还是遮阳行业，都具有重要的意义，尤其是江苏省的建筑遮阳企业更得到了迅速的发展。

据统计，在我国具有一定规模的企业当中，上游原材料供应商大约有300多家，总产值大约30亿元；中游的成品制造商大约有450多家，总产值大约45亿元；下游的分销企业绝大部分是布艺销售商，以民用建筑为主要目标市场，数量众多，但经营者将遮阳制品定位为窗帘布艺，视遮阳窗饰产品为其业务补充，因此，对于窗饰遮阳产品的投入十分有限，产品、服务技能、专业销售水平不高。

中国的遮阳产品市场还没有进入一个成熟时期。存在着一系列问题，主要有以下几点：

建筑遮阳的政策法规与标准体系不健全。

建筑遮阳推广力、宣传力度不够，专业设计人员对建筑遮阳的认知程度也因此不够。

遮阳节能与经济评价体系与软件还不成熟，使用方无法评估资金投入后，因建筑遮阳能带来的回收效益。

国内建筑遮阳的技术和产品选择性不足。针对中国人的文化生活习惯和建筑标准的产品极少。

目前，中国对遮阳产品节能的功能性要求需求非常突出，同时消费水平相对较低。所以，研发出适合中国市场的新产品以及补充国外其他产品是当前中国遮阳产品发展的一个方向。中国遮阳产品市场需要的是那些低能耗、节能效果好、成本低的遮阳产品。

3.2 生产技术现状

就建筑遮阳产品来说，从原料到产品包括了面料、电机、铝材、成品组装等生产企业，下面逐一进行分析。

3.2.1 铝材类

目前具有一定规模的遮阳企业大多都采用欧洲进口的铝材半成品，如百叶帘片、硬卷帘帘片等，这主要是由于目前国内遮阳行业才刚刚起步，还未引起国内铝材行业的足够重视，没有提供相应的半成品供遮阳企业选择。其实国内铝材行业的技术实力完全可以满足遮阳企业的要求，相信在不久的将来，随着遮阳行业的发展，国产将逐渐替代进口，可以在较大程度上降低建筑遮阳产品的成本。

3.2.2 面料

国外企业面料多样，选择性高，涵盖了膜质、玻纤、高耐候聚酯、纳米等，并提出了“阳光面料”的概念，基本占领了高端市场。而国内企业的产品较为单一，主要以玻纤及布质为主，主要占领中低档市场。当然，经过近几年的努力，国内企业在各方面都有了较大提升。

3.2.3 电机类

目前欧盟区域建筑遮阳用管状电机整个行业都面临压力，与中国企业进行技术合作、合资生产的可能性在增加。但就欧盟国家电机制造业总体上而言，其高技术含量电机的市场地位仍比较稳固。目前中国国内的企业较难渗透这一领域。所以国内企业急需海外合作的窗口。从技术角度，国内企业与海外企业仍有不小的差距，诸如设计理念、电气性能、生产设备、自动化程度及产品质量稳定性等。

3.2.4 成品组装类

外企遮阳企业产品的，其各种配件大多以进口为主，在国内只完成组装的任务。国内部分做高端遮阳产品的企业虽然同样使用进口原材料与配件，但在设计理念、人性化设计、组装精度、质量控制等与国外企业还有一定的差距。

3.3 工程设计现状

我国遮阳行业与发达国家相比，最突出的差距在于遮阳工程的设计。不少建筑设计单位没有将遮阳工程设计纳入建筑设计的范畴，而是完成建筑设计后再将内遮阳产品作为补充。而发达国家在建筑设计过程中将外遮阳设计与建筑立面融为一体，十分重视整体规划，具有整体美感。

在国内主要的建筑设计科研单位，缺少专门针对建筑遮阳方面的研究设计人才，大多数设计师将遮阳仅仅当作一种建筑装饰的附加配套设施，目的是为了标榜该建筑的造价及档次，过于注重表现遮阳的符号性，而忽略了节能的重要含义。或者在设计中，过于片面强度建筑物的立面效果，而忽略了基本的建筑日照设计与节能设计，虽然设计了外遮阳设施，但遮阳的节能效果并没有得到很好的体现。

北京西环广场为一典型的案例，该建筑大面积使用了玻璃幕墙，南侧和弧形屋顶采用白色铝合金型材组成的外遮阳系统。但在中低纬度地区，建筑立面遮阳首当其冲的应该是西面。据在这里上班的几位员工反映，阳光的照射常常影响到他们的正常工作，办公室里的窗帘从早到晚都被用来遮挡阳光。正对西边的公司更是深受其害，强烈的阳光即使拉下窗帘也起不了太大的作用，他们不得不用易拉宝或横幅等所用能想到的东西去遮挡阳光（见图2）。更为严重的是，即使空调满负荷运转，西侧的办公室夏季仍然炎热，热舒适度很差。

4 建筑遮阳产品标准与评价进展

4.1 遮阳标准体系建设

在欧美日等发达国家，都有建筑遮阳标准体系，其中以欧盟的遮阳标准体系最为完备。与此同时，自2006年4月1日，欧盟对所有的建筑外遮阳产品实施CE强制性认证，要求进行抗风压测试，并要求生产厂家提供产品的抗风压等级。目前，对建筑遮阳产品的节能性能要求还未纳入认证检测项目，预计未来几年内将被列入CE强制性认证。

图2 北京西环广场

由于长期以来国内大部分学者和专家更侧重于研究建筑遮阳的热工性能，缺少对遮阳产品的遮阳性能以及构件材料的固有性能、安全性能和寿命周期的检测技术和方法的研究，致使相应的检测方法标准和产品标准几乎空白，这成为限制我国建筑遮阳行业发展的瓶颈。为贯彻国家节能降耗要求，促进我国遮阳技术发展、规范我国建筑遮阳的市场，住建部自2006年至今共下达了23项遮阳标准编制计划（具体见表1），其中19项已完成审查， 9项已实施。

表1 我国建筑遮阳标准体系

4.2 建筑遮阳产品评价技术发展

在建筑遮阳广泛应用的欧洲，有完善的建筑遮阳实验室。而国内此前几乎为空白。对建筑遮阳产品的评价主要有两个方面，即常规机械性能和热工光学性能。

4.2.1 遮阳产品机械性能评价

遮阳产品机械性能主要项目为抗风性能、机械耐久性、操作力、误操作和耐积水荷载。结合标准规定的测试方法，中国建筑材料检验认证中心开发了遮阳产品操作力、机械耐久性、抗风性、耐积水荷载等测试设备（见图3）。

图3 所研发遮阳产品检测设备

所研发的操作力与机械耐久性测试设备可对直线拉动式、曲柄或操作棒转动式、拉珠式、电控式等各类操作方式的产品进行检测；抗风测试设备可以对百叶帘、曲臂遮阳篷、软卷帘、天篷帘等建筑遮阳产品进行检测，耐积水荷载测试设备可对曲臂遮阳篷进行检测。上述检测设备基本囊括了我国市面上主要遮阳产品类型，并且都具有自动加载、计时、报警、数据采集和计算等功能，实现了自动化控制。

5 建筑遮阳产品与设计新趋势

未来的建筑遮阳产品与设计应充分体现了新材料、高技术的利用，充分挖掘多功能、可调控的遮阳构件，并与清洁能源、地域文化等相结合。即便是对于木材和织物等传统材料，也应寻求通过新的工艺和造型产生相当程度的美感。今天，建筑遮阳构件的动人魅力是是与其轻盈、精致、细腻的细部节点密不可分的，无论何种材料和构造组合成的遮阳构件单元，都一方面具有完善的遮阳功能，另一方面具有令人赏心悦目的心理功效，融入了众多相对独立而又彼此相关的细部。对于金属遮阳构件来说，节点设计往往力求交接的精细，比例优美，充分表现金属的细腻、光洁的质感，使之无论从整体还是从局部都能给人以美的享受，体会到人的尺度和视角。人性化的遮阳构件透过细部设计充分展现材料特征，展现材料美、技术美，改变了人们对于“工业时代”机械美学冷冰冰、缺乏人性化尺度的看法。

5.1 遮阳与太阳能相结合

与太阳能光电和光热转换板结合的遮阳板是一种多功能的遮阳构件，它不仅避免了遮阳构件自身可能存在的吸热导致升温和热传递问题，而且巧妙地将吸收的能量转换成对建筑有用的资源加以利用，这也是建筑构件复合多功能发展的方向。德国弗莱堡沃邦生态村的屋顶和弗莱堡太阳能电池厂中庭侧面，都布满了太阳能板，既接受太阳光转换成电力，又能够遮阳。弗莱堡的旋转别墅（图4）还将光电与光热转换综合起来加以运用。冬天会把正面转向太阳，夏天则把有隔热设计的另一面转过来。

图4 弗莱堡旋转别墅

5.2 遮阳与通风相结合

在高层建筑中自然通风始终存在问题。双层玻璃幕墙综合解决了遮阳和通风问题，使之成为现代建筑围护结构的一个亮点。今天，双层幕墙在技术方面更趋成熟完善，特别在改善和提高玻璃幕墙的隔热性能及节省能源消耗等方面具有很大突破。

图5 德国国会大厦

德国国会大厦（图5）的穹顶将顶部遮阳与自然通风完美结合，使得柔和的漫反射光线可以一直延伸到最底层的议会大厅，议会大厅内的热空气则可以通过反光板围和成的倒锥体排出，可谓一举两得。

5.3 遮阳与采光一体化控制

由于一年中的不同季节，一日中的不同时间，以及天空中的云量的瞬息变化，针对不同状况调整遮阳构件的遮阳效果是必不可少的。根据阳光的强弱程度，自行调节遮阳设施的角度，夏季可以将阳光反射回室外，冬季将阳光反射至室内，从而可以有效地调节和控制室内光线和减少吸热量，以适应不同季节的天气。建筑师努力将现代自动控制技术用于建筑遮阳设计，在满足功能需要的同时，更是营造出一种美妙的光影效果和气氛，并且根据实际天气情况进行调节，达到遮阳节能与采光节能的最优化。

5.4 遮阳与地域文化相结合

建筑遮阳设计与地域文化相结合，体现了艺术性与人性化的结合，往往能够获得极具震撼力的艺术效果，通过独具匠心的遮阳设计而成为当地建筑的杰作。最让人难以置信的例子，莫过于阿拉伯世界研究中心（图6）像光圈一样调节的采光遮阳窗，它使用了最前卫的技术和构造技巧，主立面用框架和滤光器的手法处理采光，并覆盖隔栅，可以根据阳光作出精确调节，达到采光和遮阳的目的。在每一个单元格上，控制调节的电子线路板清晰可见，其遮阳板充分体现出艺术与技术的完美结合。它应用易变控光装置，的现代形式反映了阿拉伯建筑的传统几何原型。极富现代感的金属材质，纤细、精巧的金属节点，一种使用反射、折射和逆光效果的敏锐装置创造采光和遮阳的奇迹，成为阿拉伯世界研究中心最富感染力的标志。

图6 阿拉伯世界研究中心

6 结语

建筑遮阳是中低纬度地区建筑节能的关键措施，住建部及地方建设主管部门对此都高度重视，一系列推广政策相继出台。整个行业应抓住这次机遇，在发展中提升技术水平与核心竞争力，与国际接轨。随着建筑遮阳标准体系的逐步完善，我国建筑遮阳行业必将迎来一个蓬勃发展的新时期，为我国建筑节能事业做出贡献。