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摘 要:现代建筑遮阳在建筑节能领域起到越来越重要的作用。相关的资料表明,窗户的遮阳获得的节能是建筑能耗10%到24%,用于遮阳的建筑投资不足2%,其效益显而易见。因此,为减少建筑热负荷和光污染,增加建筑遮阳构件是有效措施。本文阐述了建筑遮阳形式、效果及现代建筑遮阳呈现了一体化发展的趋势。
关键词:遮阳形式;遮阳效果;一体化
1. 引言
现代建筑对开放的空间和开阔外部视野的追求,使得建筑表皮上的窗洞越开越大或者形成大面积的玻璃幕墙。玻璃建筑将室内外空间融为一体,使人们充分感受自然景观、自然光线的同时,也带来建筑内部空间的采暖和制冷能耗提高的隐患。因此,针对不同朝向在建筑设计中采取适宜合理的遮阳措施是改善室内环境、降低空调能耗、提高节能效果的有效途径。而且良好的遮阳构件和构造做法是反映建筑高技术和现代感的重要组成因素。从节能效果来讲,遮阳设计是不可缺少的一种适用技术,在夏季和冬季都有很好的节能和提高舒适性的效果。特别是夏季,我们希望阻挡太阳辐射进入室内,因为即使是部分的太阳辐射透过窗户进入室内,也会造成很大的室内空调负荷,尤其是太阳辐射强度大的水平面和东西立面。这时,遮阳的设计就显得尤为重要,遮阳是隔热最有效的手段。有相关资料表明,窗户遮阳所获得的节能收益为建筑能耗的10%~24%,而用于遮阳的建筑投资则不足2%。
建筑采取遮阳措施,不但降低夏季外窗的太阳辐射透过率,大幅度降低空调设备的能耗,还可明显的改善自然通风条件下的室内热环境。据资料统计:有效的遮阳可以使室内空气最高温度降低1.4℃,平均温度降低0.7℃,使室内各表面温度降低1.2℃,从而减少使用空调的时间,获得显著地节能措施。尤其对于炎热地区,窗户遮阳是建筑节能的最主要技术措施。但遮阳还需要解决夏季有效遮挡,冬季避免遮挡的矛盾。因此,選择合适的建筑开窗朝向和遮阳措施是有效的节能手段。
2. 建筑的遮阳形式
遮阳具有防止太阳辐射、避免产生眩光、改善室内环境气候、及建筑外观上光影美学效果之功能,但也对室内的采光、通风带来不同层次的影响。遮阳系统本身而言,根据位置分为外部遮阳与内部遮阳,其中又可分为活动式遮阳及固定式遮阳。就遮阳形式来分,一般分为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。
根据地区的气候特点和房间的使用要求,可以把遮阳作为永久性的或临时性的。永久性的就是在玻璃幕墙内外设置各种形式的遮阳板和遮阳帘,临时性的就是在玻璃的内外设置轻便的布帘,竹帘,软百页,帆布蓬等。在永久性的遮阳设施中,按其构件能否活动,有可分为固定式或活动式两种。活动式的遮阳可视一年中季节的变换,一天的时间变化和天空的阴晴情况,任意调节遮阳板的角度;在寒冷的季节,可以避免遮挡阳光,争取日照。以下介绍常见到的几种遮阳方式:
2.1 水平式遮阳。
水平式遮阳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,故适用于接近南向的窗口,或北回归线以南低纬度地区的北向附近的窗口。水平式遮阳必须与建筑结构相结合,因此仅限于新建的建筑。
水平遮阳板的缺点是易受风荷载,在北方地区易积雪。如果窗户高度较大,为减小遮阳板出挑长度,可以使其边缘突出或向下倾斜,以减小出挑长度;或沿窗户高度方向分层设置,美国新墨西哥州阿尔伯克基城的桑迪亚国家实验室南立面上的水平遮阳板起到了遮蔽中庭窗户的作用,并且构成了具有审美意义的建筑特征。
2.2 垂直式遮阳。
垂直式遮阳能够有效地遮挡高度角较大的、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不起遮挡作用。故主要适用于东北、北和西北向附近的窗口。
2.3 综合式遮阳(格栅式遮阳)。
综合式遮阳结合了前两者的优点,能够有效地遮挡中等高度角的、从窗前斜射下来的阳光,遮阳效果比较均匀,故主要适用于东南或西南向附近的窗口。
2.4 挡板式遮阳。
挡板式遮阳包括百叶、花格等,能够有效地遮挡高度角较小的、正射窗口的阳光。主要适用于东西向附近的窗口。在设计中往往根据实际情况和艺术构思综合运用,不拘于以上四种类型。勒.柯布西耶设计的印度艾哈万达巴德的棉纺织协会大楼西立面上的格栅式遮阳,由水平遮阳板和成一定斜角的垂直遮阳板组合而成,其中水平遮阳板遮挡刚到下午时的阳光,那时太阳高度角较大,而斜置的垂直遮阳板又类似于挡板式遮阳的形式,遮挡黄昏前低角度的西晒。
2.5 活动式遮阳。
固定遮阳会对冬季太阳能采暖产生不利影响,活动式遮阳从某种程度上缓解了这种影响,能根据需要人工调节角度,几乎可以遮挡任何角度的直射阳光,太阳传感器自动控制的活动遮阳装置节能效果更佳,但其初始成本和维护成本都比固定遮阳要高很多。活动式遮阳包括活动式水平遮阳板,活动式垂直遮阳板,活动式挡板遮阳板,即推拉式遮阳,遮阳卷帘等。此外还有活动百叶遮阳。有升降式百叶帘和百叶护窗等形式。百叶帘既可以升降,也可以调节角度,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。
2.6 绿化遮阳。
除了以上遮阳形式,还可以利用绿化遮阳: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。植物除了在建筑室外环境中能起到调节微气候的作用,在现代建筑中也常常和建筑的立面相结合,这需要在设计方案阶段就将植物的种植和维护问题考虑在内。建筑师恩里克.布朗和博尔雅于多布罗设计的智利圣地亚哥Consorcio-Vida办公楼利用种植架上的藤蔓植物来抵挡强烈的西晒,被称为“空中花园”。其种植架有2~4层高,距离外墙大约1.5m,可阻挡大约60%的太阳得热。
3、结语
随着生活的不断提高,对建筑节能要求,对建筑舒适度的要求的不断提高,人们若想在室内通过窗洞感受自然景观、自然光线的同时就必须改善室内环境、降低空调能耗、提高节能效果。因此,针对不同朝向在建筑设计中采取适宜合理的遮阳措施更是必不可少的节能措施。
关键词:遮阳形式;遮阳效果;一体化
1. 引言
现代建筑对开放的空间和开阔外部视野的追求,使得建筑表皮上的窗洞越开越大或者形成大面积的玻璃幕墙。玻璃建筑将室内外空间融为一体,使人们充分感受自然景观、自然光线的同时,也带来建筑内部空间的采暖和制冷能耗提高的隐患。因此,针对不同朝向在建筑设计中采取适宜合理的遮阳措施是改善室内环境、降低空调能耗、提高节能效果的有效途径。而且良好的遮阳构件和构造做法是反映建筑高技术和现代感的重要组成因素。从节能效果来讲,遮阳设计是不可缺少的一种适用技术,在夏季和冬季都有很好的节能和提高舒适性的效果。特别是夏季,我们希望阻挡太阳辐射进入室内,因为即使是部分的太阳辐射透过窗户进入室内,也会造成很大的室内空调负荷,尤其是太阳辐射强度大的水平面和东西立面。这时,遮阳的设计就显得尤为重要,遮阳是隔热最有效的手段。有相关资料表明,窗户遮阳所获得的节能收益为建筑能耗的10%~24%,而用于遮阳的建筑投资则不足2%。
建筑采取遮阳措施,不但降低夏季外窗的太阳辐射透过率,大幅度降低空调设备的能耗,还可明显的改善自然通风条件下的室内热环境。据资料统计:有效的遮阳可以使室内空气最高温度降低1.4℃,平均温度降低0.7℃,使室内各表面温度降低1.2℃,从而减少使用空调的时间,获得显著地节能措施。尤其对于炎热地区,窗户遮阳是建筑节能的最主要技术措施。但遮阳还需要解决夏季有效遮挡,冬季避免遮挡的矛盾。因此,選择合适的建筑开窗朝向和遮阳措施是有效的节能手段。
2. 建筑的遮阳形式
遮阳具有防止太阳辐射、避免产生眩光、改善室内环境气候、及建筑外观上光影美学效果之功能,但也对室内的采光、通风带来不同层次的影响。遮阳系统本身而言,根据位置分为外部遮阳与内部遮阳,其中又可分为活动式遮阳及固定式遮阳。就遮阳形式来分,一般分为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。
根据地区的气候特点和房间的使用要求,可以把遮阳作为永久性的或临时性的。永久性的就是在玻璃幕墙内外设置各种形式的遮阳板和遮阳帘,临时性的就是在玻璃的内外设置轻便的布帘,竹帘,软百页,帆布蓬等。在永久性的遮阳设施中,按其构件能否活动,有可分为固定式或活动式两种。活动式的遮阳可视一年中季节的变换,一天的时间变化和天空的阴晴情况,任意调节遮阳板的角度;在寒冷的季节,可以避免遮挡阳光,争取日照。以下介绍常见到的几种遮阳方式:
2.1 水平式遮阳。
水平式遮阳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,故适用于接近南向的窗口,或北回归线以南低纬度地区的北向附近的窗口。水平式遮阳必须与建筑结构相结合,因此仅限于新建的建筑。
水平遮阳板的缺点是易受风荷载,在北方地区易积雪。如果窗户高度较大,为减小遮阳板出挑长度,可以使其边缘突出或向下倾斜,以减小出挑长度;或沿窗户高度方向分层设置,美国新墨西哥州阿尔伯克基城的桑迪亚国家实验室南立面上的水平遮阳板起到了遮蔽中庭窗户的作用,并且构成了具有审美意义的建筑特征。
2.2 垂直式遮阳。
垂直式遮阳能够有效地遮挡高度角较大的、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不起遮挡作用。故主要适用于东北、北和西北向附近的窗口。
2.3 综合式遮阳(格栅式遮阳)。
综合式遮阳结合了前两者的优点,能够有效地遮挡中等高度角的、从窗前斜射下来的阳光,遮阳效果比较均匀,故主要适用于东南或西南向附近的窗口。
2.4 挡板式遮阳。
挡板式遮阳包括百叶、花格等,能够有效地遮挡高度角较小的、正射窗口的阳光。主要适用于东西向附近的窗口。在设计中往往根据实际情况和艺术构思综合运用,不拘于以上四种类型。勒.柯布西耶设计的印度艾哈万达巴德的棉纺织协会大楼西立面上的格栅式遮阳,由水平遮阳板和成一定斜角的垂直遮阳板组合而成,其中水平遮阳板遮挡刚到下午时的阳光,那时太阳高度角较大,而斜置的垂直遮阳板又类似于挡板式遮阳的形式,遮挡黄昏前低角度的西晒。
2.5 活动式遮阳。
固定遮阳会对冬季太阳能采暖产生不利影响,活动式遮阳从某种程度上缓解了这种影响,能根据需要人工调节角度,几乎可以遮挡任何角度的直射阳光,太阳传感器自动控制的活动遮阳装置节能效果更佳,但其初始成本和维护成本都比固定遮阳要高很多。活动式遮阳包括活动式水平遮阳板,活动式垂直遮阳板,活动式挡板遮阳板,即推拉式遮阳,遮阳卷帘等。此外还有活动百叶遮阳。有升降式百叶帘和百叶护窗等形式。百叶帘既可以升降,也可以调节角度,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。
2.6 绿化遮阳。
除了以上遮阳形式,还可以利用绿化遮阳: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。植物除了在建筑室外环境中能起到调节微气候的作用,在现代建筑中也常常和建筑的立面相结合,这需要在设计方案阶段就将植物的种植和维护问题考虑在内。建筑师恩里克.布朗和博尔雅于多布罗设计的智利圣地亚哥Consorcio-Vida办公楼利用种植架上的藤蔓植物来抵挡强烈的西晒,被称为“空中花园”。其种植架有2~4层高,距离外墙大约1.5m,可阻挡大约60%的太阳得热。
3、结语
随着生活的不断提高,对建筑节能要求,对建筑舒适度的要求的不断提高,人们若想在室内通过窗洞感受自然景观、自然光线的同时就必须改善室内环境、降低空调能耗、提高节能效果。因此,针对不同朝向在建筑设计中采取适宜合理的遮阳措施更是必不可少的节能措施。