基于遮阳形式的建筑立面设计*

黄海静 刘雁飞 HUANG Haijing, LIU Yanfei

基于遮阳形式的建筑立面设计*

黄海静 刘雁飞 HUANG Haijing, LIU Yanfei

建筑节能和遮阳美学的发展对建筑遮阳提出了更高的要求，建筑遮阳不仅是一种有效的建筑节能手段，也是一种新的建筑造型手法和设计思路。在我国，不少遮阳设计未能与立面设计有机结合，实现其功能合理、形式新颖的设计目的，反而成为立面设计中的负担。本文从遮阳形式入手，通过研究其建筑立面表现手法和建筑立面形态塑造，进而探讨建筑遮阳与立面设计的有机结合。

建筑遮阳；遮阳形式；表现手法；形态塑造

0 引 言

当前，我国建筑能耗占全国总能耗的27.5%以上[1]，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，这一比值将进一步提高，建筑已成为我国节能的重地。建筑遮阳作为一种有效地建筑节能手段，长期以来都是建筑师关注的重点，而近年来随着“遮阳美学（Shady Aesthetics）”①的兴起，人们意识到，优秀的建筑遮阳设计不单单能够取得降低建筑的节能成效，还能够为建筑立面带来更加有创意和丰富的艺术特效[2]，因此，对遮阳设计提出了更高的要求。

近年来，国内外学者关于遮阳与建筑形式结合的研究成果颇丰，国外主要集中在气候与建筑关系及建筑表皮技术的研究，并由此出现了以“低技术”②和“高技术”③遮阳形式为特征的实践探索[3]；国内则侧重于基本遮阳形式及其艺术表现手法的研究，如岳鹏在《建筑遮阳技术手册》中关于遮阳与立面造型的研究。本文着重以遮阳形式特点为主，研究其对建筑立面形态的塑造，以期对遮阳与建筑形式相结合进一步研究，并为建筑设计提供参考。

1 基于遮阳形式的建筑立面设计现状

建筑外立面指建筑与外部空间直接接触的界面及其展现出来的形象和构成方式，是建筑内外空间界面处的构件及其组合方式的统称[4]。建筑遮阳作为建筑立面体系不可分离的一部分，其多样的遮阳形式对建筑立面的艺术效果也产生一定影响。

当前我国建筑立面遮阳设计出现以下典型几类问题（图1）：（1）缺乏遮阳考虑，事后设计。一些建筑遮阳往往是业主在建筑落成后根据自己的喜好和财力附加在建筑上，不仅对原建筑立面造型造成破坏，甚至因连接不稳而产生安全隐患[5]；（2）遮阳材料与形式单一，艺术效果差。一些建筑遮阳仅停留在最基本的遮阳形式和遮阳材料上，多样化与创新程度不够[6]，建筑节能效果与立面艺术效果较差。（3）片面追求遮阳形式，缺乏合理性。一些建筑遮阳过于追求形式及符号性，未考虑与周边环境协调、功能的合理性等，遮阳形式与建筑风格不符，遮阳实际效果不佳。

图1 3类立面遮阳设计存在的问题Fig.1 shading facade design problems of three kinds

在建筑设计中，将遮阳作为立面的有机组成部分，进行统一设计，使其达到功能合理、形式新颖是我们所面临的问题，而对于遮阳的立面表现手法和立面形态塑造的研究，将有利于我们解决这一问题。

2 基于遮阳形式的建筑立面表现手法

建筑遮阳造型设计应在满足遮阳降温功能的前提下，考虑其造型功能的作用，其表现手法主要有以下几个方面。

2.1 局部与整体

建筑遮阳构件在立面设计中的造型可分为三种，点式、线式与面式[7]（图2）。点式遮阳是以点对点的形式，分别使用遮阳构件对每个窗口进行遮阳保护，排列整齐的点形成规则感，分散的点形成自由感；线式遮阳主要与条形窗、水平连续窗相对应，运用条形遮阳构件对其进行遮阳保护，将条形遮阳构件作为建筑立面的基本构图元素，强调了建筑的连续性；面式遮阳通过点式或线式百叶的连接组合，形成大面积的密集遮阳构件，在建筑立面的表现中往往会取代建筑原有表皮，产生以遮阳构件为视觉中心的立面效果，面式遮阳构件与墙面形成一个整体的、有表现力和感染力的建筑立面。

2.2 节奏与韵律

在建筑立面造型中，通过遮阳构件有组织的变化、有规律的重复，形成节奏感，可以取得多样统一的效果，呈现出渐变的韵律美。常用的韵律手法有交错韵律、渐变韵律、连续韵律和起伏韵律等（图3）。建筑遮阳构件通过色彩、材质、构图规律等形成的节奏感，在视觉上产生了物象的内聚扩散、移动诱导和强化反复等韵律，使建筑产生动中有静、静中有动的节奏韵律感，成为视觉环境中最易被感知的物象[8]。

2.3 虚实与凹凸

图2 3种遮阳布局Fig.2 three kinds of shade layout

利用遮阳构件的虚实造成视觉上的对比，形成视觉上的张力，给人以生动、强烈的印象。“虚”是指遮阳构件中形成的虚空部分能给人以空透、开敞、轻盈的感觉；“实”是指立面实体部分能给人以不同程度的封闭、厚重、坚实的感觉[9]。立面的凹凸关系是形成虚实对比的主要处理手法，通过对遮阳构件凹凸部分的处理，可以丰富轮廓、加强光影变化、组织节奏韵律、突出重点，通过墙面开窗、凹陷等手法，同样可以取得丰富的艺术效果（图4）。

图3 遮阳的节奏与韵律Fig.3 rhythm and rhyme of shading

2.4 层次与光影

有意识地利用遮阳构件创造丰富的层次感，是现代建筑造型设计中常用的手法。遮阳与建筑主体保持一定距离，富于秩序感的遮阳构件在阳光下呈现韵律般的光影关系，使建筑造型更加丰富、生动有趣而充满变幻，另外，运用出挑框架式遮阳构件在丰富建筑表皮层次的同时加强了建筑光影变化（图5）。

2.5 色彩与材质

在各种视觉要素中，色彩是最敏感、最富表情的，可以附加大量的信息使建筑视觉造型的表达具有广泛的可能性和灵活性。色彩构图应有利于实现建筑造型总的调子和气氛，弥补基调的某些不足[10]。合理地利用彩色遮阳板通过颜色的对比可更好地烘托出建筑的特点，色彩鲜明的遮阳设施具有动态的信息，丰富人们对色彩的感知。

遮阳设计中质感的处理也十分重要。不同材质的遮阳构件能使人产生不同的心理感受，粗糙的混凝土和石材显得厚重坚实，朴实无华的竹片、木材使人感到自然亲切，平整光滑的金属材料则让人感到轻巧细腻。材料的质感由于观察视距的不同也产生不同的视觉感受。因此，在建筑立面遮阳造型设计中应充分利用材料质感的特性，根据观察者的视距，通过巧妙处理、有机组合进一步加强和丰富建筑遮阳构件的表现力（图6）。

3 基于遮阳形式的建筑立面形态塑造

不同的遮阳形式可塑造不同的立面形态，建筑遮阳造型设计应结合立面形态表达意图确定适宜的遮阳形式（表1）。

3.1 建筑立面“自然化”——植被外遮阳

利用植物遮阳是一种非常有效的自然遮阳方式，植物不仅可以遮挡阳光直射，降低室内温度，同时可以美化环境，改善局部气候。植物遮阳的效果主要取决于树叶的类型和植被的密度，落叶植被可在夏季提供遮阳，常青植被可整年提供遮阳。

图4 遮阳的虚实与凹凸Fig.4 concave and convex of shading

图5 遮阳的层次与光影Fig.5 level and lighting of shading

植被外遮阳将自然要素嵌入到建筑外表皮中，不同于固体材料的整齐划一，植物随季节变化，生长衰亡，枯荣演替，带来形态、色彩、光影的变换，强调了建筑生动、有趣的性格，丰富了建筑的结构，柔化了建筑的硬质界面，同时强化了人与自然的互动。植被遮阳承载了生态系统的运营，在视觉上凸显了建筑与自然的和谐共生，赋予建筑立面以生命感[11]（图7）。

图6 遮阳的色彩与材质Fig.6 the color and material of shade

表1 遮阳形式与立面形态Tab.1 shade forms and facade forms

3.2 建筑立面“雕塑化”——形体自遮阳

形体自遮阳是指没有明显的遮阳构件，通过建筑形体自身的凹凸变化形成阴影区，将门窗洞口置于阴影之内达到遮阳效果，从而创造一个较为舒适的室内环境。

形体遮阳可以是窗户部分缩进，也可以是局部的厚墙体、檐口、阳台或建筑本身的凹凸变化，还可以是整体上的遮阳形体[12]。采用形体遮阳的建筑立面往往有深凹的洞口、突兀的体块，使建筑的立面形态呈现出“雕塑感”（图8）。

3.3 建筑立面“格构化”——综合式外遮阳

综合式遮阳由水平式及垂直式遮阳板组成，具有水平遮阳和垂直遮阳的双重特点，它能有效的遮挡中等太阳高度角从窗前斜射下来的阳光，遮阳效果比较均匀。

由混凝土花格、深凹窗洞等构成的遮阳系统往往形成“格构化”[13]的立面形态，通过对“格构式”元素尺寸大小的进一步细分，以及利用材料与色彩的变化，可以衍生出了多层级“格构”。可调节的综合式遮阳具有更大的灵活性，其水平和垂直遮阳可以根据环境需求来调整角度，从而形成能应变时季更迭和微气候的“可变格构”（图9）。

3.4 建筑立面“密质化”——网板、格栅式外遮阳

网板式外遮阳多采用金属孔板或金属网制成，密格栅式外遮阳一般以木质、金属或合成材料制成，两者形成建筑围护结构之外的一层表皮，使得光热经过表皮的过滤再接触里面的围护结构，削弱过强的太阳辐射和过高的自然光照度，达到遮阳效果。

网板、格栅式外遮阳的遮阳效率和表皮密质度主要取决于遮阳网板的网眼孔径和间距及密格栅的截面面积和间距[14]，通过穿孔、镂空等方式形成的表皮如蒙在建筑外墙面的“面纱”，表现出“密质化”的特性（图10）。另外利用表皮密质度的差异化可形成带有图案或文字的特殊立面效果。

图7 “自然化”遮阳立面Fig.7 “naturalized” shading facade

图8 “雕塑化”遮阳立面Fig.8 “sculptural” shading facade

3.5 建筑立面“动态化”——可调节外遮阳

可调节外遮阳装置是目前应用较多的一种外遮阳形式，根据不同季节的日照角度、日照时间和环境条件，可手动调节或电动调节遮阳装置的角度和位置来控制光线，使夏天强烈的光线被挡在室外，降低制冷能耗；冬季温暖的阳光能射进室内，减少采暖负荷。

可调节外遮阳一般由遮阳百页、安装连接组件、调节装置等组成，由建筑师和工程师共同设计。当用户根据需要调节遮阳装置的角度和位置时，外遮阳的开闭位置和范围的变化形成了建筑外界面虚实关系的动态转换，体现了建筑应变不同物理环境时特有的“表情”和“神态”，个性化的表皮形态亦显示了使用者对环境舒适差异的需求（图11）。

3.6 建筑立面“立体化”——金属折板外遮阳

金属折板外遮阳是一种典型的综合式外遮阳形式，其打破了传统遮阳板单一的形态，利用金属的易塑性，将遮阳构件进行倾斜和局部弯折，从而增加具有挡板效果的遮阳面，实现对多角度太阳辐射的遮挡。

多维度的金属遮阳构件组合赋予建筑立面灵动的肌理，形成立体感强烈、富有变化的立面艺术效果，在阳光的照射下产生富有韵律的光影效果，为建筑立面增添了另一个立体空间层次[15]（图12）。

图9 “格构化”遮阳立面Fig.9 “latticed” shading facade

图10 “密质化”遮阳立面Fig.10 “ compact" shading facade

图11 “动态化”遮阳立面Fig.11 “dynamic" shading facade

图12 “立体化”遮阳立面Fig.12 “three-dimensional” shading facade

4 结 语

建筑遮阳作为建筑立面的有机组成部分，在立面设计中占有重要的地位，一个好的建筑遮阳方案不仅要达到遮阳性能的要求，还要为建筑立面带来更加丰富和有创意的艺术效果。基于遮阳形式的建筑立面设计需要注意两个方面，一方面是要考虑遮阳造型功能的作用，利用其艺术表现手法创造出丰富的立面效果；另一方面是要结合建筑立面形态表达意图选择适宜的遮阳形式，并对其进行合理设计，以实现遮阳与立面形态的完美结合。

注释：

① 玛丽埃塔·米勒和弗里茨·格里芬（Marietta Millet and Fritz Griffin）在《阴影美学》一书中对建筑遮阳设施的美学潜力进行研究，并称之为“遮阳美学”（“Shady Aesthetics”）。认为遮阳设施可以成为创造建筑形体的调节者，是建筑形式的一种表达媒介。这一概念在近年来有关遮阳形式的研究中被广泛提起。

② “低技术”遮阳形式，以印度柯里亚以及埃及哈桑·法赛等为代表。其特点是，吸取传统设计中的优秀营养，以相对较低的建造投入换取较高的遮阳效果,建筑具有很强的地域性特色。

③ “高技术”遮阳形式，以诺曼·福斯特、伦佐·皮阿诺等建筑师为代表。其特点是，遮阳构件向着多功能、高效率、轻盈、精致的方向发展，遮阳措施也得以融入其中，造价较高。

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图表来源：

图1：作者拍摄

图2-3：网络《建筑外立面设计与遮阳的结合》http://fantasyiris.blog.163.com/blog/static/17 1274433201133004710674/

图4-5、8：筑龙网http://www.zhulong.com/

图6：整理自www.treehugger.com

图7：整理自http://qing.blog.sina.com. cn/3410404810/cb46a5ca32004ivx.html http://sz.city8.com/house/944500.html

图9：整理自 http://news.siin.cn/search/大楼-p-35.html

图10-12：在库言库网http://www.ikuku.cn/

表1：作者绘制

（编辑：刘志勇）

Facade Design Based on Shading Form

The development of building energy efficiency and shady aesthetics require higher demands on architectural shading. Architectural shade is not only an effective means of building energy efficiency, but also a new architectural modeling technique and design idea. In our country, a lot of shade designs have not been combined with the facade design, and failed to achieve its design purposes with reasonable functions and innovative forms, and on the contrary, they have become the burden in the facade design. This paper starts with the shade forms, and explores the combination of architectural shading and facade designs, by studying the facade form designs and the facade performance practices of architectural shading.

Architectural Shading; Shade Forms; Performance Practices; Shape Design

10.13791/j.cnki.hsfwest.20150212

黄海静, 刘雁飞. 基于遮阳形式的建筑立面设计[J]. 西部人居环境学刊, 2015, 30(02): 59-64.* 中央高校基本科研专项自然科学类项目（106112014CDJZR19006）

TU981

B

2095-6304(2015)02-0059-06

黄海静： 重庆大学建筑城规学院，山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，副教授，1227063041@qq.com

刘雁飞： 重庆大学建筑城规学院，硕士研究生

2014-12-19