住宅建筑外遮阳设计的常见问题及对策探析

胡永东 （华东建筑设计研究院有限公司安徽分公司，安徽合肥230088）

1 外遮阳的重要性

在合肥等城市，大多都有这样的经历，炎炎夏日，从室内将手贴在南向或东西向窗户玻璃上，会感受到玻璃的温度很高，尤其是下午三四点钟时的西向窗户。笔者现居住的房子，主卫和书房朝西，虽然用的是中空玻璃，但夏日午后对此感受特别深刻，室内温度明显高于其他房间。

根据《住宅设计规范》（GB50096-1999）（2003年版）第5.2.3条，寒冷、夏热冬冷和夏热冬暖地区，住宅建筑的西向居住空间朝西外窗均应采取遮阳措施；屋顶和西向外墙应采取隔热措施。根据《住宅设计规范》（GB50096-2011）第7.1.8条，除严寒地区外，居住空间朝西外窗应采取外遮阳措施，居住空间朝东外窗宜采取外遮阳措施。当采用天窗、斜屋顶窗采光时，应采取活动遮阳措施。另《安徽省居住建筑节能设计标准》（DB34/1466-2019）规定，外门窗综合遮阳系数及外遮阳设置要求应按不同开间窗墙比并符合下表规定。有外遮阳时，外门窗综合遮阳系数取外门窗遮阳系数与外遮阳系数乘积；无外遮阳时，外门窗综合遮阳系数取外门窗遮阳系数。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。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；建筑外遮阳装置应与结构牢固连接。

从国家规范和地方标准的用词可看出，以前对此要求不太高，现在的要求是越来越高，一方面反映了大家对生活品质的不断追求，另一方面也说明了绿色建筑设计的重要性越来越高。绿色建筑设计，应按被动措施优先的原则，优化建筑体型、内部空间布局，充分利用天然采光与自然通风，采用绿色建材与产品，加强围护结构保温、隔热措施，提高供暖、空调和电气照明系统的能源利用效率，在全寿命周期内降低建筑总能耗，提高室内舒适度。

对于外门窗的传热系数，以普遍采用的隔热金属型材为例，根据安徽省居住建筑节能设计标准，当玻璃采用6中透光Low-E+12A+6的中空玻璃规格时，其整窗传热系数为2.4～2.5W/(㎡·K)，当玻璃采用5中透光Low-E+9A+5+9A+5的三玻双腔中空玻璃规格时，其整窗传热系数为 2.0～2.2W/(㎡·K)，其隔热性能提升不太明显。这就需要充分考虑其他的遮阳与防热措施（根据民用建筑设计术语标准，建筑遮阳即利用建筑构件或材料特性遮挡阳光辐射的设施；建筑防热即抵挡夏季室外热作用，防止室内过热所采取的建筑设计综合措施）。当采用内遮阳如窗帘或百叶时，由于热量大量透过玻璃进入室内，室内空气温度会居高不下，大幅增加空调能耗。而外遮阳，即在户外设置百叶窗、卷帘等遮阳设备，具有自然的节能功效，可遮挡阳光辐射、抵挡夏季室外热作用，防止室内过热，可以较大地节省空调耗能。

外门窗夏季综合遮阳系数及外遮阳要求

2 常规设计

外窗遮阳防热的方式较多，市场上相关产品也多种多样。现阶段，合肥等地区，对于根据节能计算需要采用外遮阳设施的，日常设计中多采用中置百叶窗（内置可调百叶的中空玻璃）或外卷帘的方式。采用中置百叶窗时，其优势是不用担心百叶受到室外风力的影响，只是由于部分热量到达了中间空气层，其遮阳防热效果有所折减。从遮阳防热角度看，窗户外侧设置卷帘的效果是非常明显的。近年来，我们有的项目采用了中置百叶窗，也有的项目采用了窗户外侧设置卷帘的方式，构造大样如图1所示，卷帘盒设在窗户顶部外挑的混凝土板下方，卷帘的导轨与窗框紧邻。

图1 外遮阳构造大样1

3 存在问题

在对已完成的项目进行实地踏勘后，感觉遮阳效果均有实质性提升，但也发现有些细节值得推敲：

①采用中置百叶窗后，如果外窗的立面分格偏小，则百叶数量多，调节百叶会比较繁琐，另外由于各家各户对中置百叶的调节不可能统一，使得中置百叶高度不一致，外观稍显凌乱；

②采用外加卷帘后，当卷帘完全遮住窗户正面时，室内非常暗，影响了正常采光，就算在正午，室内日常活动也需开灯，这就带来了电资源的浪费，不符合绿色建筑的节能原则，更不符合碳达峰、碳中和的精神。

4 对策

从实际案例出发，笔者认为，可从如下几点来考虑。

①优选户型，如有条件，则不设朝东西向开窗的房间，尤其是朝西开窗的起居室、卧室及书房，减少夏季的热。对于朝东西向开窗的卫生间、厨房，因其对视野要求较低，只需要保证通风采光，可在保证通风采光的前提下结合空调机位或造型在窗户外侧做固定的能够遮住窗户正面的垂直遮阳（可手动调节角度）。

②当所选户型存在朝东向开窗的起居室、卧室及书房时，优化开间窗墙比，控制在限值以下，减少夏季的热，以避免设置外遮阳。对于南向窗同样如此（根据节能设计标准，当南向阳台进深不小于1.5m时，可认定通向阳台的门窗满足标准），对于朝西向开窗的起居室、卧室及书房，则一定要采取遮阳措施，优先选择活动外遮阳，即外加卷帘的方式。

③对于朝东朝南开窗、根据窗墙比需设置外遮阳的，当采用中置百叶窗时，建议考虑到外立面的一致性，避免凌乱。另外，外窗的立面分格大小宜适中，以避免增加中置百叶的数量，从而减少日常居家调节百叶的工作。当采用外加卷帘的方式时，建议适当增加卷帘与外窗的间距，使得卷帘完全遮住窗户正面时，其两侧或下方还有光线进入室内，对应构造如图2所示。因规范要求建筑外遮阳装置应与结构牢固连接，可考虑采用两种形式：a.每层窗顶设置混凝土挑板，卷帘盒固定在混凝土挑板下方，卷帘两侧的金属轨道下端固定在下层混凝土挑板上方，保证安全性与耐久性，如图3所示；b.每层窗顶设置混凝土挑板，窗户两侧也设置外伸的混凝土构件，卷帘盒固定在混凝土挑板下方，卷帘两侧的金属轨道固定在背后的竖向混凝土构件表面，如图4所示。至于采用哪种形式，可结合建筑造型与装配式设计的角度统筹确定。

图2 外遮阳构造大样2

图3 外遮阳平面示意3

图4 外遮阳平面示意4

④对于转角窗、转角凸窗（凸出外墙面大于600mm）的朝东朝西部分，应设置遮阳设施，以加强防热效果。对于凸出外墙面小于等于600mm的凸窗，其侧面如为透明部分，是否设置遮阳设施呢？作者建议设置较妥，以减少夏季的热。

⑤当东西向有生活阳台时，相应东西向此开间的窗墙比势必较大，虽然外门窗上方有水平外挑构件，但遮阳效果不佳，还是要设置垂直遮阳设施，才能很好地解决夏季遮阳防热问题，节约空调能耗。建议在阳台外侧结合水平线条设置卷帘，南向与东西向设置，北向不设，这样，当卷帘完全遮住阳台窗户正面（东西向与南向）时，既解决了遮阳防热问题，还可以通过北侧外窗采光，以达到正常的采光标准，满足日常生活的需求，效果还是比较好的，其构造形式可参考图1，即卷帘紧贴外窗设置。

⑥采用外遮阳设施时，因展开后面积大，且背面为外窗，材料的防火性能应满足现行建筑设计防火规范中A级材料的要求，以杜绝火灾隐患。

5 结语

在追求品质的年代，越来越多的设计师、开发企业和业主开始重视住宅的遮阳设计。随着建筑材料的不断研发提升，建筑遮阳防热的产品肯定会越来越多，效果会越来越好，对各种各样的细节考虑得会更加周到细致，与建筑的一体化处理的方式也会上新的台阶。