一、建筑節能的意義與定義

　　建筑使用過(guò)程中所消耗的能量,即通常所說(shuō)的建筑能耗,在社會(huì )總能耗中占很大的比例。中國改革開(kāi)放30年,創(chuàng )造了世界人類(lèi)建筑史上的奇跡:1985-2004的20年間,全國竣工建筑的面積達105.6億m2,約占現有建筑面積的1/4,預計到2020年還將新增建筑面積300億m2。然而,目前中國既有建筑中,95%以上是高能耗建筑。1992年,建筑能耗占全社會(huì )能耗的15%,2000年為27.5%,2020年將會(huì )增加到40%,如果加上原材料的運輸和損耗等,建筑能耗可能高達50%。這既反映了我國城鄉生活水平的提高,也反映了我國高速發(fā)展的建筑和能源需求形勢。由于建筑能耗在社會(huì )總能耗中所占的重大比例,建筑節能成為世界節能浪潮的主流之一,建筑節能技術(shù)已經(jīng)成為當今世界建筑技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。

　　二、建筑遮陽(yáng)的意義

　　目前,國家大力倡導綠色建筑、節能建筑,并且出臺了多項具體的規范規程,對建筑節能設計提出了很多具體的要求。遮陽(yáng)設施能合理控制太陽(yáng)光線(xiàn)進(jìn)入室內,減少建筑空調能耗和人工照明用電,改善室內光環(huán)境。采取有效的遮陽(yáng)措施,降低外窗太陽(yáng)輻射形成的建筑空調負荷,是實(shí)現建筑節能的最有效方法之一。一方面,遮陽(yáng)通過(guò)阻擋陽(yáng)光直射輻射和漫輻射的熱,控制熱量進(jìn)入室內,降低室溫、改善室內熱環(huán)境,使空調高峰負荷大大削減。另一方面,適量的陽(yáng)光又使人感到舒適,有利于人體視覺(jué)功效的高效發(fā)揮和生理機能的正常運行,給人們愉悅的心理感受。

　　三、建筑遮陽(yáng)設計方法

　　遮陽(yáng)的措施主要分為三類(lèi):1、利用綠化的遮陽(yáng);2、結合建筑構件處理的窗口遮陽(yáng);3、專(zhuān)門(mén)設置的遮陽(yáng)設施。

　　(一)利用綠化的遮陽(yáng)

　　對于低層建筑來(lái)說(shuō),綠化遮陽(yáng)是一種既有效又經(jīng)濟美觀(guān)的遮陽(yáng)措施。綠化遮陽(yáng)可以通過(guò)在窗外一定距離種樹(shù),也可以通過(guò)在窗外或陽(yáng)臺上種植攀援植物實(shí)現對墻面的遮陽(yáng),還有屋頂花園等形式。落葉樹(shù)木可以在夏季提供遮陽(yáng),常青樹(shù)可以整年提供遮陽(yáng)。植物還能通過(guò)蒸發(fā)周?chē)�的空氣降低地面的反射。常青的灌木和草坪也能很好地降低地面反射和建筑反射�?

　　(1)建筑周?chē)�植�?shù)。在建筑周邊一定距離種樹(shù),可以對低層的戶(hù)型提供有效的窗口與墻面遮陽(yáng)。一般適宜選用高大、樹(shù)枝伸展較寬、夏天茂盛、冬天落葉的喬木。當利用植物進(jìn)行窗口遮陽(yáng)的時(shí)候,應當注意不能影響自然通風(fēng)與采光。在夏季主導風(fēng)的方向上,不應種植太密的樹(shù)木,比如大灌木和喬木,以免降低風(fēng)速甚至改變風(fēng)向,造成自然通風(fēng)受阻。此外,茂密的樹(shù)葉也不宜靠窗口太近,以免遮擋自然光線(xiàn)的進(jìn)入。

　　(2)屋面綠化遮陽(yáng)。屋頂花園,隔熱效果是顯著(zhù)的,對于第五立面的美化也是有意的。

　　(3)墻面綠化遮陽(yáng)。綠化墻面遮陽(yáng),一般選擇爬騰植物如爬山虎、牽�；�、爆竹花等爬墻生長(cháng)。必要的時(shí)候可以搭架拉繩,以輔助其生長(cháng)。

　　(二)結合建筑構件處理的窗口遮陽(yáng)

　　遮陽(yáng)的基本形式可分為四種:水平式、垂直式、綜合式和擋板式。

　　1. 水平式遮陽(yáng)

　　這種遮陽(yáng)形式能夠有效地遮擋高度角較大的、從窗口上方投射下來(lái)的陽(yáng)光。故它適用于接近南向的窗口,低緯度地區的北向附近的窗口。

　　2. 垂直式遮陽(yáng)

　　垂直式遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角較小的、從窗側斜射過(guò)來(lái)的陽(yáng)光。但對于高度角較大的、從窗口上方投射下來(lái)的陽(yáng)光,或接近日出、日沒(méi)時(shí)平射窗口的陽(yáng)光,它不起遮擋作用。故垂直式遮陽(yáng)主要適用于東北、北河西北向附近的窗口。

　　3. 綜合式遮陽(yáng)

　　綜合式遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角中等的、從窗前斜射下來(lái)的陽(yáng)光,遮陽(yáng)效果比較均勻。故它主要適用于東南或西南向附近的窗口。

　　4. 擋板式遮陽(yáng)

　　這種形式的遮陽(yáng)能夠有效地遮擋高度角較小的、正射窗口的陽(yáng)光、故它主要適用于東西向附近的窗口。

　　在設計遮陽(yáng)時(shí),應根據建筑所在地區的氣候條件、建筑的朝向、房間的使用功能等因素,綜合進(jìn)行遮陽(yáng)設計,可以通過(guò)永久性的建筑構件,如:外檐廊、陽(yáng)臺、外挑遮陽(yáng)板等,制作永久性遮陽(yáng)設施。

　　(三)專(zhuān)門(mén)設置的遮陽(yáng)設施

　　(1)活動(dòng)窗口外遮陽(yáng)

　　固定遮陽(yáng)不可避免的會(huì )帶來(lái)與采光、自然通風(fēng)、冬季采暖、視野等方面的矛盾�；顒�(dòng)遮陽(yáng)可以根據使用者根據環(huán)境變化和個(gè)人喜歡,自由的控制遮陽(yáng)系統的工作狀況。 形式:遮陽(yáng)卷簾、活動(dòng)百葉遮陽(yáng)、遮陽(yáng)篷、遮陽(yáng)紗幕等。

　　A.遮陽(yáng)卷簾。窗外遮陽(yáng)卷簾是一種有效的遮陽(yáng)措施,適用于各個(gè)朝向的窗戶(hù)。當卷簾完全放下的時(shí)候,能夠遮擋住幾乎所有的太陽(yáng)輻射,這時(shí)候進(jìn)入外窗的熱量只有卷簾吸收的太陽(yáng)輻射能量向內傳遞的部分。這時(shí)候,如果采用導熱系數小的玻璃,則進(jìn)入窗戶(hù)的太陽(yáng)熱量非常少。此外也可以適當拉開(kāi)遮陽(yáng)卷簾與窗戶(hù)玻璃之間的距離,利用自然通風(fēng)帶走卷簾上的熱量,也能有效的減少卷簾上的熱量向室內傳遞。

　　B.活動(dòng)百葉遮陽(yáng)。有升降式百葉簾和百葉護窗等形式。百葉簾既可以升降,也可以調節角度,在遮陽(yáng)和采光,通風(fēng)之間達到了平衡,因而在辦公樓宇及民用住宅上得到了很大的應用。根據材料的不同,分為鋁百葉簾、木百葉簾和塑料百葉簾。百葉護窗的功能類(lèi)似于外卷簾,在構造上更為簡(jiǎn)單,一般為推拉的形式或者外開(kāi)的形式,在國外得到大量的應用。

　　C.遮陽(yáng)蓬。遮陽(yáng)蓬比較常見(jiàn),但質(zhì)量和這樣效果一般,目前市場(chǎng)使用有些雜亂。

　　D.遮陽(yáng)紗幕。遮陽(yáng)紗幕既能遮擋陽(yáng)光輻射,又能根據材料選擇控制可見(jiàn)光的進(jìn)入量,防止紫外線(xiàn),并能避免眩 光的干擾,是一種適合于炎熱地區的外遮陽(yáng)方式。紗幕的材料主要是玻璃纖維。具有耐火防腐,堅固耐久。

　　(2)窗口中置式遮陽(yáng)

　　中置式遮陽(yáng)的遮陽(yáng)設施通常位于雙層玻璃的中間,和窗框及玻璃組合成為整扇窗戶(hù),有著(zhù)較強的整體性,一般是由工廠(chǎng)一體生產(chǎn)成型的。

　　(3)窗口內遮陽(yáng)

　　內遮陽(yáng)的形式有:百葉窗簾、垂直窗簾、卷簾等。材料則多種多樣,有布料、塑料(PVC)、金屬、竹、木等等。 內遮陽(yáng)也有不足的地方。當采用內遮陽(yáng)的時(shí)候,太陽(yáng)輻射穿過(guò)玻璃,使內遮陽(yáng)簾自身受熱升溫。這部分熱量實(shí)際上已經(jīng)進(jìn)入室內,有很大一部分將通過(guò)對流和輻射的方式,使室內的溫度升高。

　　(4)玻璃自遮陽(yáng)

　　玻璃自遮陽(yáng)利用窗戶(hù)玻璃自身的遮陽(yáng)性能,阻斷部分陽(yáng)光進(jìn)入室內。玻璃直身的遮陽(yáng)性能對節能的影響很大,應該選擇遮陽(yáng)系數小的玻璃。遮陽(yáng)性能好的玻璃常見(jiàn)的有吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃。這幾種玻璃的遮陽(yáng)系數低,具有良好的遮陽(yáng)效果。值得注意的是,前兩種玻璃對采光有不同程度的影響,而低輻射玻璃的透光性能良好。

　　四、建筑遮陽(yáng)整合設計

　　建筑遮陽(yáng)整合設計是指將建筑遮陽(yáng)、太陽(yáng)能利用等技術(shù)納入建筑設計全過(guò)程,以達到有效控制建筑室內環(huán)境(包括濕熱環(huán)境、光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境)、降低建筑使用能耗、滿(mǎn)足建筑美觀(guān)經(jīng)濟實(shí)用的要求。

　　目前,很多研究人員正在研究考慮如何很好地綜合建筑遮陽(yáng)板與太陽(yáng)能收集器的設計,光伏發(fā)電與建筑遮陽(yáng)相結合就是其中一項。光伏發(fā)電與建筑相結合(BIPV)是光伏發(fā)電大規模推廣應用的重要發(fā)展方向,而與建筑遮陽(yáng)相結合是其主要實(shí)現形式之一,對于節約建筑能耗、改善室內環(huán)境及以可再生能源替代傳統石化能源等具有重要意義。但是由于目前國內市場(chǎng)該技術(shù)的應用還不成熟,推廣還存在一定的難度。

　　五、總結

　　建筑遮陽(yáng)設計應貫穿在規劃和建筑方案、施工圖設計、建筑施工和日常運行維護的的整個(gè)過(guò)程中,應綜合考慮建筑所處地域的緯度和氣候特點(diǎn),太陽(yáng)能利用的不同類(lèi)型和技術(shù)要求,利用的不同類(lèi)型和技術(shù)要求,建筑造型、平面功能與遮陽(yáng)部位、構造節點(diǎn)等因素,做到既符合建筑造型和使用功能要求,又滿(mǎn)足高質(zhì)量的室內健康環(huán)境需求。