论文部分内容阅读
摘要：随着国家对节能建筑的日益重视，节能设计已成为设计师必须考虑的重要环节。本文通过对建筑遮阳的基本形式的分析，阐述了遮阳艺术的处理方法，并通过工程实例对遮阳设计的前景提出希望。
关键词：节能设计建筑能耗 遮阳艺术
一、引言
现代建筑是能源消耗的重要组成部分，建筑能耗在社会总能耗中占很大的比例，目前中国既有建筑中，95%以上是高能耗建筑。1992年，建筑能耗占全社会能耗的15%，2000年为27.5%，2020年将会增加到40%，所以建筑节能设计成为建筑设计的重要环节。我们知道外墙、外门窗及屋顶都是能源损失的重要部位，在进行节能计算时，也都在外墙保温层的厚度、玻璃及型材的选择及屋顶保温上大做文章，殊不知，夏热冬冷地区的建筑外遮阳是最节能的措施之一，因为通过外窗进入室内的太阳辐射热将导致室内环境过热和空调能耗的增加。研究证明，外窗的能耗约是墙体的3倍、屋面的4倍，占建筑围护结构总能耗的30%-35%。因此建筑遮阳必须引起设计者的高度重视。
二、建筑遮阳的措施
建筑遮阳的措施主要分为三类：利用绿化遮阳；结合建筑构件处理的窗口遮阳；专门设置的遮阳设施。
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。
结合建筑构件处理的窗口遮阳：水平式、垂直式、综合式和挡板式。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。故它适用于接近南向的窗口，低纬度地区的北向附近的窗口。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、日没时平射窗口的阳光，它不起遮挡作用。故垂直式遮阳主要适用于东北、西北向附近的窗口。综合式遮阳能够有效地遮擋高度角中等的、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。挡板式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。
专门设置的遮阳设施：即活动遮阳，包括遮阳卷帘、活动百叶遮阳等。
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，能够遮挡住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。
活动百叶遮阳包含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、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。
三、建筑遮阳在立面上的处理手法
建筑外遮阳在建筑节能方面如此重要，为什么长期以来却未得到设计者及用户的大力推广及使用呢？首先，设计者认为各种形式的遮阳板在很大程度上影响了建筑的立面造型；其次，遮阳对夏季日照控制所起的作用未被足够重视；最后夸大了遮阳对采光、通风和视野的不利影响。进入新世纪后，技术的进步和生活质量的提高，必然要求国内建筑设计领域应综合考虑遮阳因素对造型艺术的影响。从现代艺术原则出发，做到立面上“一次到位”，不再搞“二次装修”，使中国现代建筑遮阳真正融入整个现代建筑艺术中。
在具体设计时，可以从以下几方面着手：
把握韵律感与尺寸感。将连续的窗洞与外遮阳构件作为建筑的基本构图要素，运用这些“线”造型打破立面上一成不变的“面”元素，通过间隔、比例来规范建筑的尺度(如高度、楼层等)，就会使建筑立面的整体统一性表现得一览无余，同时使韵律美油然而生，体现建筑自身的韵律，真实地反映出建筑的尺度。
注意虚实对比与凹凸变化。不同形式的遮阳板在很大程度上影响了建筑的立面造型，如果处理得好会使建筑更加协调生动。突出建筑的虚实凹凸对比可以使建筑的个性十足，让建筑更加栩栩如生，体现了现代建筑美学的装饰原则——形式追随功能。
注重细部与材质。为了使建筑在统一中有变化，避免单调以达到一定的美观要求，也常在反映该建筑性格的重要部位，如用遮阳百叶结合一定造型的窗户，使得墙面与窗户简单组合，插入了细部元素，不仅可以强化建筑的个性，同时因为材料的质感不同，也会给人以不同的感觉。如天然石材和面砖的质地粗糙，具有厚重及坚固感；百叶的表面感觉则轻巧、细腻。立面设计中常常利用质感的处理来增强建筑物的表现力。
四、建筑遮阳的工程实例
随着我们对建筑遮阳认识的深入，在实际工程中，我们有意识的开始运用这种节能手段。长沙供水城北分公司基地，位于长沙市开福区、浏阳河路113#。红线范围内土地面积共4131.89平方米。该建筑为一栋多层办公楼，由于外墙开窗面积较大，为了减少建筑能耗，我们设计了屋面绿化遮阳，将葡萄藤、树篱或者爬行植物栽种在屋面边缘，隔热效果明显，同时也丰富了第五立面。见附图一。
附图一
华韵城市海岸位于湖南省长沙市岳麓区银盆南路东侧，主体建筑由一栋小高层住宅与三栋高层住宅组成，层数为十至三十二层不等，小区总用地面积为26762.08m2,总建筑面积110798.53m2。在方案设计时，就将外遮阳的理念运用其中，尤其在B区，东西方向的外立面上我们大量使用了外遮阳，使建筑虚实凹凸对比强烈，厚重的面砖与细腻的百叶穿插，不同的质感增强了建筑的表现力。在节能计算时，我们也进行了对比，如果取消百叶遮阳，外墙的保温层厚度要做到45mm，增加百叶遮阳后，保温层厚度只要做到30mm，建筑能耗降低也很明显。附能耗比较表，效果图见附图二。
附图二
能耗比较表
能源种类 能耗(kWh) 单位面积能耗#
(kWh/m2)
遮阳 遮阳前 遮阳后 遮阳前 遮阳后
空调耗电量 131125 108263 34.70 28.65
采暖耗电量 89974 99458 23.81 25.32
总计 221099 207721 58.51 53.97
五、建筑遮阳的市场前景
目前，长沙将建筑外遮阳融入节能设计的工程并不多见，能将外遮阳与建筑造型有机统一的成功案例更是少之又少，而在国外，建筑遮阳技术特别是活动遮阳技术，已有巨大的发展，已发展为一个技术先进、产品众多的产业部门，并在各种建筑中得到广泛应用。如果活动遮阳设施做成智能型的，可自动调节、可群体调节、可单个调节、可随太阳高度角调节或随天气阴晴风雨调节，在享受良好视觉，保证空气质量的条件下，做到高效节能、高度凉爽舒适、美观大方、经久耐用。同时，推进遮阳产品工业化、规模化生产，降低产品造价，我相信市场前景十分广阔。
总之，建筑遮阳设计应充分发挥其艺术魅力，将节能建筑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，使之成为真正的具有诗意的绿色建筑。
参考文献：
[1]北京土木建筑学会主编建筑节能工程设计手册经济科学出版社2005
[2]彭小云 邰惠鑫 天然采光的生态方法华中建筑2002.5
[3]张雯 张三明 建筑遮阳与节能建筑节能2004.5
[4]赵青杨漫谈建筑遮阳建筑知识2002.6
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：节能设计建筑能耗 遮阳艺术
一、引言
现代建筑是能源消耗的重要组成部分，建筑能耗在社会总能耗中占很大的比例，目前中国既有建筑中，95%以上是高能耗建筑。1992年，建筑能耗占全社会能耗的15%，2000年为27.5%，2020年将会增加到40%，所以建筑节能设计成为建筑设计的重要环节。我们知道外墙、外门窗及屋顶都是能源损失的重要部位，在进行节能计算时，也都在外墙保温层的厚度、玻璃及型材的选择及屋顶保温上大做文章，殊不知，夏热冬冷地区的建筑外遮阳是最节能的措施之一，因为通过外窗进入室内的太阳辐射热将导致室内环境过热和空调能耗的增加。研究证明，外窗的能耗约是墙体的3倍、屋面的4倍，占建筑围护结构总能耗的30%-35%。因此建筑遮阳必须引起设计者的高度重视。
二、建筑遮阳的措施
建筑遮阳的措施主要分为三类：利用绿化遮阳；结合建筑构件处理的窗口遮阳；专门设置的遮阳设施。
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。
结合建筑构件处理的窗口遮阳：水平式、垂直式、综合式和挡板式。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。故它适用于接近南向的窗口，低纬度地区的北向附近的窗口。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、日没时平射窗口的阳光，它不起遮挡作用。故垂直式遮阳主要适用于东北、西北向附近的窗口。综合式遮阳能够有效地遮擋高度角中等的、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。挡板式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。
专门设置的遮阳设施：即活动遮阳，包括遮阳卷帘、活动百叶遮阳等。
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，能够遮挡住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。
活动百叶遮阳包含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、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。
三、建筑遮阳在立面上的处理手法
建筑外遮阳在建筑节能方面如此重要，为什么长期以来却未得到设计者及用户的大力推广及使用呢？首先，设计者认为各种形式的遮阳板在很大程度上影响了建筑的立面造型；其次，遮阳对夏季日照控制所起的作用未被足够重视；最后夸大了遮阳对采光、通风和视野的不利影响。进入新世纪后，技术的进步和生活质量的提高，必然要求国内建筑设计领域应综合考虑遮阳因素对造型艺术的影响。从现代艺术原则出发，做到立面上“一次到位”，不再搞“二次装修”，使中国现代建筑遮阳真正融入整个现代建筑艺术中。
在具体设计时，可以从以下几方面着手：
把握韵律感与尺寸感。将连续的窗洞与外遮阳构件作为建筑的基本构图要素，运用这些“线”造型打破立面上一成不变的“面”元素，通过间隔、比例来规范建筑的尺度(如高度、楼层等)，就会使建筑立面的整体统一性表现得一览无余，同时使韵律美油然而生，体现建筑自身的韵律，真实地反映出建筑的尺度。
注意虚实对比与凹凸变化。不同形式的遮阳板在很大程度上影响了建筑的立面造型，如果处理得好会使建筑更加协调生动。突出建筑的虚实凹凸对比可以使建筑的个性十足，让建筑更加栩栩如生，体现了现代建筑美学的装饰原则——形式追随功能。
注重细部与材质。为了使建筑在统一中有变化，避免单调以达到一定的美观要求，也常在反映该建筑性格的重要部位，如用遮阳百叶结合一定造型的窗户，使得墙面与窗户简单组合，插入了细部元素，不仅可以强化建筑的个性，同时因为材料的质感不同，也会给人以不同的感觉。如天然石材和面砖的质地粗糙，具有厚重及坚固感；百叶的表面感觉则轻巧、细腻。立面设计中常常利用质感的处理来增强建筑物的表现力。
四、建筑遮阳的工程实例
随着我们对建筑遮阳认识的深入，在实际工程中，我们有意识的开始运用这种节能手段。长沙供水城北分公司基地，位于长沙市开福区、浏阳河路113#。红线范围内土地面积共4131.89平方米。该建筑为一栋多层办公楼，由于外墙开窗面积较大，为了减少建筑能耗，我们设计了屋面绿化遮阳，将葡萄藤、树篱或者爬行植物栽种在屋面边缘，隔热效果明显，同时也丰富了第五立面。见附图一。
附图一
华韵城市海岸位于湖南省长沙市岳麓区银盆南路东侧，主体建筑由一栋小高层住宅与三栋高层住宅组成，层数为十至三十二层不等，小区总用地面积为26762.08m2,总建筑面积110798.53m2。在方案设计时，就将外遮阳的理念运用其中，尤其在B区，东西方向的外立面上我们大量使用了外遮阳，使建筑虚实凹凸对比强烈，厚重的面砖与细腻的百叶穿插，不同的质感增强了建筑的表现力。在节能计算时，我们也进行了对比，如果取消百叶遮阳，外墙的保温层厚度要做到45mm，增加百叶遮阳后，保温层厚度只要做到30mm，建筑能耗降低也很明显。附能耗比较表，效果图见附图二。
附图二
能耗比较表
能源种类 能耗(kWh) 单位面积能耗#
(kWh/m2)
遮阳 遮阳前 遮阳后 遮阳前 遮阳后
空调耗电量 131125 108263 34.70 28.65
采暖耗电量 89974 99458 23.81 25.32
总计 221099 207721 58.51 53.97
五、建筑遮阳的市场前景
目前，长沙将建筑外遮阳融入节能设计的工程并不多见，能将外遮阳与建筑造型有机统一的成功案例更是少之又少，而在国外，建筑遮阳技术特别是活动遮阳技术，已有巨大的发展，已发展为一个技术先进、产品众多的产业部门，并在各种建筑中得到广泛应用。如果活动遮阳设施做成智能型的，可自动调节、可群体调节、可单个调节、可随太阳高度角调节或随天气阴晴风雨调节，在享受良好视觉，保证空气质量的条件下，做到高效节能、高度凉爽舒适、美观大方、经久耐用。同时，推进遮阳产品工业化、规模化生产，降低产品造价，我相信市场前景十分广阔。
总之，建筑遮阳设计应充分发挥其艺术魅力，将节能建筑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，使之成为真正的具有诗意的绿色建筑。
参考文献：
[1]北京土木建筑学会主编建筑节能工程设计手册经济科学出版社2005
[2]彭小云 邰惠鑫 天然采光的生态方法华中建筑2002.5
[3]张雯 张三明 建筑遮阳与节能建筑节能2004.5
[4]赵青杨漫谈建筑遮阳建筑知识2002.6
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。