建築遮陽

建築遮陽是為了避免陽光直射室內，防止建築物的外圍護結構被陽光過分加熱，從而防止局部過熱和眩光的產生，以及保護室內各種物品而採取的一種必要的措施。它的合理設計是改善夏季室內熱舒適狀況和降低建築物能耗的重要因素。

基本介紹

• 中文名：建築遮陽
• 外文名：architectural shading  
• 作用：控制太陽輻射得熱
• 形式：永久性，臨時性
• 效果：降溫，節能
• 適用性：因地制宜

簡介

無論對於透明的窗戶部分，還是對於其他不透明的建築圍護結構，如屋頂、外牆等。大部分太陽輻射都可通過它們進入室內，又由於溫室效應使房間溫度迅速升高，這是造成夏季室內溫度過高的主要原因之一。現代建築由於立面上廣泛套用大面積玻璃，加上工業化到來的輕質結構的普遍使用，加劇了室內熱物理環境的惡化，這種情況甚至在寒冷地區也存在，因此對於這部分太陽輻射熱的控制就非常重要。而控制房間太陽輻射得熱量主要涉及三個方面：窗戶的朝向和大小；建築圍護結構材料的選擇；建築遮陽技術。在這三個要素中，遮陽技術是控制太陽輻射得熱的最有效也是最經濟的辦法。

作用

良好的建築遮陽設計具有許多好的作用，主要有以下幾點：

（1）有效地防止太陽輻射進入室內，不僅改善室內熱環境，而且可以大大降低建築的夏季空調製冷負荷。研究表明，大面積玻璃幕牆外圍設計1m深的遮陽板，可以節約大約15%的空調耗電量。

（2）可以避免建築圍護結構被過度加熱而通過二次輻射和對流的方式加大室內熱負荷。除了可以大大減少通過建築圍護結構進入室內的熱量，還能降低建築圍護結構的日溫度波幅，從而起到了防止圍護結構熱裂，延長其使用壽命的作用。

（3）建築遮陽能夠有效地防止眩光，起到改善室內光環境的作用。合理的遮陽措施可以阻擋直射陽光進入，或將其轉化為比較柔和的漫射光，從而滿足人們對照明質量的要求。

（4）可以防止直射陽光，尤其是其中紫外線對室內物品的損害。

基於以上優點，建築遮陽技術已經成為當代建築環境設計不可忽視的一部分。

建築遮陽的形式

建築遮陽的形式和種類非常多，遮陽設施從總體上可以分為永久性和臨時性兩大類，臨時性遮陽是指在視窗設定的布簾、竹簾、軟百葉、帆布篷等。永久性遮陽是指在建築圍護結構上各部分安裝的長期使用的遮陽構件。夏季太陽輻射造成室內過熱的途徑分為通過視窗直接進入室內和加熱外圍護結構表面兩種。以遮擋太陽輻射傳熱途徑為依據將建築遮陽分為視窗遮陽、屋頂遮陽、牆面遮陽和入口遮陽。

建築遮陽的效果

建築圍護結構設定遮陽後，能夠阻擋大量的太陽輻射熱量進入室內，降低室內氣溫，同時也會對室內採光和自然通風造成一定的影響。

遮陽的降溫效果

圖1是在廣州西向房間進行遮陽測試所測得的結果。可以看出，遮陽對防止室內空氣溫度上升是有作用的。即使在開窗的情況下，有無遮陽情況下室內氣溫的最大差值可達1.2℃，平均差值為1℃。這在炎熱的夏季，對室內熱環境的改善具有一定的意義。而在閉窗的情況下，遮陽防止室溫上升的作用更為明顯，有無遮陽情況下室內氣溫的最大差值達到2℃，平均差值達1.4℃。而且由於設定了遮陽，室溫波幅較小，室內最高溫度出現的時間也推遲了，這對空調房間減少冷負荷是很有利的，而且房間內的溫度場分布更均勻。

圖1 遮陽對室內氣溫的影響

遮陽的節能效果

建築遮陽主要在兩方面對於建築節能起到重要的作用：一方面，遮陽措施能有效阻擋大量的太陽輻射進入室內，降低建築物夏季空調製冷負荷；另一方面，遮陽板能將直射陽光轉化成柔和的漫射光，改善室內光環境質量，從而減少日間人工照明能耗。建築遮陽設計的節能效果一般用遮陽係數來描述。遮陽係數是指照射時間內，透進有遮陽視窗的太陽輻射量與透進無遮陽視窗的太陽輻射量的比值。係數愈小，說明透過視窗的太陽輻射熱量愈小，防熱效果愈好。遮陽設施遮擋太陽輻射熱量的效果除取決於遮陽形式外，還與遮陽設施的構造處理、安裝位置、材料與顏色等因素有關。

遮陽的調光效果

建築遮陽對於天然採光有兩個方面的影響：一方面，建築遮陽可以阻擋直射陽光進入，或將其轉化為比較柔和的漫射光，避免眩光直射工作面，從而滿足人們對照明質量的要求，減少日間人工照明的能耗；另一方面，建築遮陽措施確實會降低室內照度水平。據觀察，一般室內照度大約降低53%~73%，但室內照度的分布則比較均勻。

遮陽對通風的影響

遮陽設施的適用對於房間的自然通風有著兩方面的影響。一方面，遮陽板會對房間的通風有一定的阻擋作用，使室內的風速有所降低，實驗資料表明，在有遮陽的房間，室內的風速約減弱22%~47%，視遮陽的構造方式而異；另一方面，遮陽板對建築的通風又會起到一定的引導作用。

遮陽技術的適用性

遮陽的措施多種多樣，針對特定建築項目的不同地理位置、朝向以及建築的不同用途，不存在某一種遮陽措施普遍適用的情況。我國幅員遼闊，按照建築熱工分區共分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、溫和地區和夏熱冬暖地區五個建築熱工氣候區。不同的遮陽形式在不同的氣候區有著不同的適用性。總體上應滿足以下原則：在嚴寒地區和寒冷地區，對於夏季的遮陽措施要兼顧考慮不能阻擋冬季對太陽熱能的利用，宜採取如竹簾、軟百葉、布篷等可拆除的遮陽措施；在夏熱冬冷地區和溫和地區，夏季遮陽措施對冬季的影響相對小一些，宜採用活動式遮陽；在夏熱冬暖地區，夏季的遮陽可不考慮冬季對太陽輻射的遮擋，可採取固定式遮陽，但仍以活動式遮陽為最佳。