夏热冬冷地区建筑遮阳设计研究与应用探讨

张博华

【摘要】建筑遮阳是通过减小外窗进入室内的太阳辐射，降低外窗的负荷和能耗，减少空气渗透，从而降低建筑整体能耗的重要措施。合理的建筑遮阳设计，对于建筑节能具有重要意义。本文主要探讨建筑遮阳节能设计技术要求、遮阳类型、建筑遮阳与建筑立面设计一体化等方面内容，并结合工程实例进行分析，可为今后建筑遮阳设计提供参考。

【关键词】夏热冬冷地区;建筑遮阳;建筑节能;一体化

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

我国是一个发展中大国，同时也是一个建筑大国，每年新建房屋面积超过了每年所有发达国家建成建筑面积的总和。随着我国全面建设小康社会工作的逐步推进，迅猛发展的建设事业，迅速增长了建筑能耗。建筑节能已经成为关系我国建设低碳经济、节能减排目标的实现、经济保持可持续发展的重要环节之一。安徽省作为夏热冬冷地区，太阳辐射通过窗户进入室内，是夏季房间过热的主要原因，也是构成空调负荷的主要部分，设置建筑遮阳是减少太阳辐射进入室内的一个有效措施。夏季窗户遮阳有利于节能，而冬季则希望有更多的阳光进入室内，故提倡采用活动外遮阳，可做到夏季放下遮阳设施达到较小的遮阳系数;冬季收起遮阳设施，使阳光尽可能进入室内，充分利用太阳热辐射提高室内温度，减少能耗，提高建筑的整体品质。建筑遮阳在建筑节能中的作用主要有以下三点：

（1）遮阳隔热及节能环保。对于生命是必不可少的阳光，是能量主要的来源，但过度的阳光辐射对人体及家居产品等都具有不同程度的损伤。设计合理的建筑遮阳产品可以有效的遮挡阳光辐射，舒缓室内温度的大幅上升，从而降低室内空调能耗，减少温室气体排放，节能环保。建筑遮阳可起到营造适宜的室内温度环境，提供舒适室内空间的效果。

（2）调节光线。从天然采光的观点来看，遮阳措施会阻挡直射阳光，防止眩光，使室内照度分布比较均匀，有助于视觉的正常工作。对周围环境来说，遮阳可分散玻璃幕墙的玻璃（尤其是镀膜玻璃）的反射光，避免了大面积玻璃反光造成光污染。合理的窗饰遮阳系统可有效调节室内光线强度，创造适宜的光线环境。

（3）改善室内光环境。设计合理的遮阳措施可以有效的阻挡直射阳光进入，将阳光辐射转化为柔和的漫射光，避免光污染，创造适宜的光线环境[1]。

基于以上优点，建筑遮陽设计已经成为当代建筑设计不可忽视的一部分。本文重点探讨了夏热冬冷地区建筑遮阳节能设计的技术要求、遮阳的类型、建筑遮阳与立面设计一体化等设计重点。

1、技术应用

1.1 建筑节能技术要求

根据夏热冬冷地区气候特征、经济技术条件、建筑功能等因素确定建筑遮阳的形式和措施，满足建筑夏季遮阳、冬季阳光入射、冬季夜间保温以及自然通风、采光、视野等要求。安徽省为夏热冬冷地区，地方标准对建筑遮阳工程技术做出了相应的规定。《安徽省公共建筑节能设计标准（DB34/5076-2017）》对公共建筑建筑遮阳提出明确要求，公共建筑东、南、西向外窗（包括透光幕墙）的遮阳措施，应兼顾冬季日照取暖及通风，且优行采用活动外遮阳[3];《居住建筑节能设计标准（DB341466-2019）》对居住建筑外门窗遮阳提出明确要求，要求1.东偏北30至东偏南60，西偏北30至西偏南60范围的外门窗设置遮阳时，应设置可以遮住窗户正面的活动外遮阳;2.南向外门窗设置遮阳设施时，宜设置水平遮阳或可以遮住窗户正面的活动外遮阳;3.当外门窗玻璃遮阳系数≥0.60时，外窗设置完全遮阳完全遮住正面的活动外遮阳（含可开启式百叶窗、内置中空百叶玻璃）;4.当南向阳台进深大于等于1.5米时，可认定通向阳台的外门窗满足夏季综合遮阳系数的要求;5.建筑外遮阳装置应与结构牢固连接[4]。

1.2 遮阳装置形式

建筑遮阳的形式和种类非常多，遮阳设施从总体上可以分为外遮阳、内遮阳、中间遮阳、自遮阳形式。外遮阳可选用活动外遮阳和固定外遮阳。活动外遮阳宜选用活动百叶帘、遮阳篷、遮阳卷帘以及遮阳板等。固定外遮阳宜选用水平式遮阳、垂直式遮阳、挡板式遮阳、综合式遮阳等形式。内遮阳宜选用百叶帘、百叶窗、卷帘、百叶扇、建筑节能玻璃膜等。中间遮阳宜选用内置遮阳中空玻璃制品。玻璃自遮阳应选择热反射玻璃、低辐射玻璃等遮阳系数小、性能符合相关标准要求的玻璃。屋顶绿化遮阳等形式[4]。在建筑设计方案前期，结合建筑遮阳的相关要求进行建筑设计，如本人设计在中铁五号院项目的居住建筑时，通过调节建筑的开间窗墙比来确定外门窗的大小，考虑建筑立面及经济因素，将建筑的东向开间窗墙比控制在0.25以内，西向不开窗，以达到建筑东西向不设外遮阳的要求;南向开间窗墙比控制在0.35以内，外门窗玻璃遮阳系数≥0.60，外门窗夏季综合遮阳系数航外遮阳要求≤0.50，以达到建筑南向不设外遮阳的要求。

2、建筑遮阳设计

2.1 遮阳材料的技术要求

活动外遮阳主要采用百叶帘、卷帘、遮阳篷、遮阳板等形式;固定式外遮阳主要采用混凝土外遮阳、金属外遮阳、塑料外遮阳、木制外遮阳;遮阳系数、规格、等级数量等要求符合《安徽省建筑遮阳工程技术规程》DB34/T5029-2015规定。内遮阳的主要形式有：百叶帘、百折帘、折叠帘、软卷帘、百叶扇、室内天篷帘等，其材料应能反射太阳辐射的材料，并根据太阳辐射情况调节其角度和位置，内遮阳装置伸展和收回、开启和关闭应操作方便，操作过程运行平衡，闭合系统应做到防雾防滴。中间遮阳的装置及其组成材料的性能指标应符合《内置遮阳中空玻璃制品》JG/T255的规定。

遮阳装置用金属材料应采用的铝合金建筑型材和带材应符合《铝合金建筑型材第l部分基材》GB5237.1的规定，百叶窗用铝合金带材应符合《百叶窗用铝合金带材》YS/T621的规定。铝合金板材应符合《工业用铝板材》GB/T3880和《铝及铝合金带材的尺寸允许偏差》GB/T3149的规定，化学性能应符合《变形铝合金化学成分》GB/T3190的规定。

遮阳用遮阳玻璃应符合下列要求：1.遮阳用玻璃应采用安全玻璃，并符合标准《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》GB15763.2和《建筑用安全玻璃第2部分：夹层玻璃》GB15763.3的相关规定。2.当采用镀膜玻璃时，其性能应符合国家标准《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.2的规定。3.当采用贴隔热膜玻璃时，其性能应符合现行行业标准《贴膜玻璃》JC846标准的规定。建筑节能贴膜玻璃的透光率、红外阻隔率应符合表4.4.3的规定。在不受其它外力作用下，其正常使用年限不低于15年，不脱落，不掉色。生产企业须提供使用寿命检测报告，并出具不低于10年的质量保证。

外遮阳构件所使用的天然木材百叶片上的直条纹理长度应大于叶片长度的3/4，帘式百叶的叶片不应有死节。透纹理的装饰材料.应符合标准《建筑遮阳通用要求》JG/T274的规定;遮阳产品中塑料的性能应符合标准《塑料模塑件尺寸公差》GB/T14486，《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》GB18580、《室内装饰装修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量》GB18586和《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》GB20286的规定。

化纤编织绳、带材料的阻燃性能应符合《公共场所阻燃制品及组件燃燒性能要求和标识》GB20286中阻燃B1级（织物）的规定;建筑节能玻璃膜应根据工程设计要求，选用不同类型的建筑节能玻璃膜;钢筋混凝土外遮阳构件的原材料应符合相关标准的规定，其强度应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定和设计要求。

2.2 建筑遮阳与建筑立面一体化

外遮阳设计应与建筑立面设计相结合，进行—体化设计，遮阳装置设计考虑构造简洁、经济实用、耐久美观等因素，便于清洁和，与建筑的周围环境整体相协调。现代建筑应更多的利用可再生能源，如在建筑遮阳设计与太阳能热水系统和太阳能光伏系统结合，进行太阳能利用与建筑一体化设计。建筑遮阳设计与立面一体化设计不仅解决了建筑的节能设计要求，同时也促进的建筑立面的多样性，达到技术与美学的辩证统一。如由本人设计的中铁五号院项目沿街配套公建的立面设计中，在优先控制窗墙比的前提下，对立面进行了外遮阳的设计：将遮阳与立面造型相结合，设置突出700mm、宽宽300mm、间隔2500mm的垂直构件，进一步减少太阳辐射，从而达到立面设计与建筑节能的一体化。

结语：

建筑遮阳设计是建筑节能设计重要的一部分，对于室内光环境优化以及室内的热舒适度均会产生积极影响，同时建筑遮阳设计也应考虑不同地域环境的因素，结合建筑功能和建筑立面造型，选择适宜的遮阳形式，呈现集功能、经济与外观为一体的低能耗建筑。当然由于此项技术涉及材料生产、设计、施工等多个环节，在实际应用中也出现了一些弊端，但总得来说是利大于弊的，需要从保证材料性能、设计完善、施工质量等多方面着手，层层把控，才能保证此技术发挥其应有的作用。

参考文献：

[1]龙惟定，武涌.《建筑节能技术》.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]安徽省住房和城乡建设厅，安徽省质量技术监督局.安徽省建筑遮阳工程技术规程：DB34/T2029-2015.合肥：安徽省工程建设标准设计办公室，2015.

[3]安徽省住房和城乡建设厅，安徽省质量技术监督局.安徽省公共建筑节能设计标准：DB34/5076-2017[S].合肥：安徽省工程建设标准设计办公室，2017.

[4]安徽省住房和城乡建设厅，安徽省市场监督管理局.居住建筑节能设计标准：DB34/1466-2019.合肥：安徽省工程建设标准设计办公室，2019.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑遮阳工程技术规范：JGJ237-2011.北京。中国建筑工业出版社出版，2011.