建筑遮阳设计与研究

赵桄柯

（新疆建筑设计研究院，新疆 乌鲁木齐830002）

0 前言

近年来，能源和资源问题引起了全世界的广泛关注，建筑节能成为当今世界的发展潮流。在我国，建筑能耗高居不下，建筑节能迫在眉睫。“十二五”期间，节能领域已成为我国高度重视的战略方向。随着我国建筑节能工作的深入，建筑遮阳的节能效果已被人们认同。因此，无论是从建筑节能，还是从室内的光热环境来考虑，建筑遮阳都是至关重要的。

1 我国古代的建筑遮阳

在我国建筑历史上，建筑遮阳始终是建筑历史长河中的重要组成部分。在我国广大地区，挑檐作为中国古代木构件建筑的重要组成部分亦是最为常见的建筑遮阳形式。多数人认为挑檐的主要功能是防雨，却忽略了挑檐的遮阳作用。院落遮阳是中国传统民居另一种典型的这样方式，由于院落四周建筑的阴影正好投射在院落中，形成了阴凉的小天井，起到了很好的遮阳作用。另外，古色古香的古建筑门窗格栅也具有遮阳作用。

2 现代遮阳技术的发展趋势

目前，随着现代科学技术的进步和建筑节能工作的推进，建筑遮阳产业已经全面进入一个高速发展阶段，其发展趋势主要包括以下几种。

2.1 新型建筑遮阳材料和工艺

目前，建筑遮阳材料非常多，如木材、混凝土、金属、塑料、金属、玻璃等。木材和混凝土仍在使用，但加工工艺更为精细和现代化。目前最受建筑师欢迎的遮阳构件材料是金属，由于金属良好的可塑性，金属遮阳构件的形态多种多样。流线型的机翼型遮阳板具有极高的抗风压能力和灵活的结构形式，能合理的反射阳光。这种遮阳板可根据不同的需求适应多种遮阳方式，应用相当广泛。[1]近年来，塑料和玻璃材质具有容易加工、可回收利用等优势，因此塑料和玻璃遮制成的遮阳产品大量出现。

2.2 建筑遮阳的智能化

由于太阳高度角和方位角随着随着季节和时刻的变化而变化，天气状况也变化无常，为适应这些变化，对遮阳构件进行调节从而改善其遮阳效果是必不可少的。随着现代科学技术的创新以及建筑智能化的普及,应实现建筑遮阳智能化,以达到遮阳的最优效果。建筑遮阳智能化是建筑智能化系统不可或缺的一部分,相信它将被越来越多的建筑所采用。

2.3 遮阳构件的多功能化

遮阳设计发展至今，随着科学技术的发展和设计理念的进步，遮阳构件开始兼作其它用途，并且这一现象已越来越普遍。遮阳构件可以同时具有挡雨、导风、导光、太阳能利用等用途。集遮阳、通风、排气等功能于一身的设计理念得到了大多数建筑师的青睐。

3 建筑遮阳设计的基本原则

3.1 遮阳设计与建筑设计同步考虑

遮阳不仅仅是附加在建筑表面的一种措施，而且是建筑不可或缺的重要组成部分,好的遮阳设计可以使遮阳和建筑本身融合到一起，成为有机的整体。这就要求建筑师在进行建筑设计时，将建筑遮阳作为一种必备的设计要素来考虑，其中主要包含以下两个方面。

3.1.1 优先考虑建筑形体遮阳

在总平面布局时，为避免夏季烈日的暴晒，建筑师应优先考虑建筑物之间相互遮挡。在平面布局中，房间应尽量避免东西向布置，并且减少东西向的开窗面积。将建筑物的大多数房间或重要房间布置为南北向或接近南北向，并充分利用阳台、外廊等自身的凹凸形成自遮阳，尽量减少遮阳构件的使用。

3.1.2 遮阳构件与建筑造型有机结合

以往的建筑设计更注重建筑的外在形式，很少考虑建筑遮阳方面的要求。大多数建筑的造型设计和遮阳构件完全分开考虑，遮阳构件由用户自行解决，某种程度上破坏了建筑的整体效果。因此，建筑师在建筑设计时，应充分考虑遮阳构件，将遮阳构件视为立面上重要的构图元素，使遮阳构件与建筑造型有机结合起来。

3.2 与其它功能要求相协调

建筑遮阳作为建筑的有机组成部分，它的存在必然会对建筑的采光、通风、视线等需求有所影响。因此，在建筑设计时，尽量保证建筑遮阳不影响这些需求，最好选择既满足遮阳要求，又有利于这些要求的遮阳方式。

3.2.1 天然采光

建筑遮阳对天然采光有两方面影响：一方面，阻挡直射光进入，防止眩光；另一方面，降低室内照度。在建筑设计时应兼顾遮阳和采光的双重要求，建筑师可以选择对采光有利的遮阳构件，如对于侧面采光，可以选择反光板（见图6）、反光百叶（见图7）、光偏转玻璃等将光线重新定向，让光线进入建筑深处，在保证遮阳效果的同时，增加远窗端的照度，从而使室内获得足够并且均匀的照度。

图6反光板

图7反光百叶

3.2.2 自然通风

遮阳设施对室内通风有一定的阻挡作用，使室内风速有所降低。实测资料表明，有遮阳的房间，室内风速约减弱22~47%，并随遮阳的形式与构造而有所不同。[2]对遮阳板的板面构造可以为实心、百叶形或蜂窝形，后两种对通风有利。对于水平遮阳板，为减少遮阳对通风的影响，最好在水平遮阳板的接近外墙的部位留槽。留槽遮阳板可将风向引向室内下方人活动的范围，从而改善室内的通风状况。经有关研究表明：当槽宽与板宽之比为3/4时，对通风的改善作用最佳。[3]另外，遮阳板和建筑外围结构受热后加热周围空气，留槽的遮阳板还有助于热空气的逸散。

3.2.3 视线

在实际工程中，几乎所有建筑遮阳在遮挡阳光的同时，不可避免的会对视线产生或多或少的遮挡，其中，挡板式遮阳方式对视线遮挡最为严重，因此，单纯的挡板式遮阳应当慎用。一般来说，除挡板式遮阳，较大的遮阳产生视线遮挡的问题比较轻微，如水平遮阳板；而较小尺度的遮阳构件如百叶帘等会对视线产生较大的影响。因此，建筑师在遮阳设计时，应该遵循这一原则：满足遮阳需求的同时，尽量不影响室内看向室外的视野。

3.2.4 冬季日照

一些地区由于冬夏两季温度、太阳辐射强度等气候条件差异很大，不同季节对遮阳有不同的要求，因此，对建筑遮阳的气候适应性提出了更高的要求。在夏季，温度高，太阳辐射强烈，需要建筑遮阳来遮挡太阳辐射；而在冬季，气温较低，辐射较弱，建筑需要有充足的太阳光照射。这就要求建筑遮阳不能对冬季的阳光遮挡过多。从这点要求出发，活动式遮阳、落叶植物遮阳以及南向窗口的水平遮阳具有较大的优势。

3.3 因地制宜，体现地方性

建筑师在进行遮阳设计时，应综合考虑当地的实际情况，与当地的气候以及文化相适应，体现建筑遮阳的地方性。

3.3.1 与当地气候相适应

我国地域辽阔，不同地区的气候特征以及太阳高度角存在较大的差异。在遮阳设计时，不能一概而论，而应根据当地的气候选择最佳的遮阳方式，并且对遮阳构件的尺寸进行精确的计算。

3.3.2 与当地文化相适应

我国建筑历史悠久，在不同的区域具形成了不同的建筑风格。建筑遮阳作为建筑的有机组成部分，是体现建筑文化内涵的一种重要手段。建筑师应深刻的了解当地的文化和习俗，从当地传统遮阳中汲取营养，从而设计出适合当地文化和居民生活的遮阳方式。

4 结语

建筑遮阳是实现建筑节能改善室内光热环境的重要技术手段。要做好建筑遮阳设计，建筑师应重视建筑遮阳，了解我国古代建筑遮阳的精髓和现代建筑遮阳的发展趋势，注意将遮阳设计与建筑设计同步考虑，与其它功能相协调，因地制宜，体现地方性，从而设计出优秀的作品。

［1］崔泽锋．建筑遮阳方式研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学,2008．

［2］刘加平,主编.建筑物理[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

［3］张扬．建筑遮阳设计研究[D]．上海:同济大学,2006．