孟海迎 沈 浩

（河北工業(yè)大學(xué)，中國(guó) 天津300401）

雖著生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展和人口數(shù)量的迅速增加，人類社會(huì)對(duì)大空間建筑的需求也與日俱增，如展廳、商場(chǎng)、交通樞紐等人員密集使用的建筑從功能上要求建筑要具備大體量大空間，同時(shí)大空間也能充分體現(xiàn)出具體建筑的獨(dú)特性格。大空間建筑是一定社會(huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)條件下人類利用自然、改造自然而獲得的空間場(chǎng)所，大空間建筑的功能內(nèi)容豐富多樣，然而，不管建筑的具體內(nèi)容如何，本質(zhì)上都是人的需要，有的是行為活動(dòng)的需要、有的是精神活動(dòng)的需要、有的是為特殊環(huán)境的需要。在人類文明取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，人類文明取得輝煌成績(jī)的同時(shí)，建筑節(jié)能的概念也逐漸被人們所重視。

能源作為現(xiàn)代社會(huì)中的重要資源之一，己經(jīng)日益顯現(xiàn)出它的珍貴性。 在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家，建筑物消耗了近40%的能源，經(jīng)過(guò)粗略的估算，其中的2/3 到3/4 本可通過(guò)正確的建筑措施節(jié)省下來(lái)。這種潛力不僅存在于建筑設(shè)備之中，同時(shí)也為建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)全新概念。 建筑遮陽(yáng)，在《建筑構(gòu)造》里的定義為——“為了避免陽(yáng)光直射室內(nèi)，防止局部過(guò)熱和眩光的產(chǎn)生，以及保護(hù)物品而采取的建筑措施”。大空間建筑由于內(nèi)部采光對(duì)照度的需求就使得頂部天窗需要有較大的面積，而作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分， 外窗是造成建筑能耗損失的首要因素，建筑遮陽(yáng)反射和吸收了大部分的太陽(yáng)輻射熱，避免太陽(yáng)輻射熱透過(guò)外窗直接進(jìn)入室內(nèi)空間，有利于防止室內(nèi)過(guò)熱，在提高室內(nèi)熱舒適性,在降低空調(diào)能耗方面發(fā)揮著重要作用。

1 大空間頂部采光遮陽(yáng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

大空間建筑頂部采光已廣泛應(yīng)用于大空間建筑中，采用的遮陽(yáng)形式也多種多樣。1）采用開(kāi)北向天窗的方式，在滿足室內(nèi)采光的同時(shí)，有效避免了直射光射入，如印度班加羅爾國(guó)際機(jī)場(chǎng)；2）利用圍護(hù)材料遮陽(yáng)，如日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)，采用吸熱玻璃、反射玻璃、Low-E 玻璃的玻璃系統(tǒng)遮陽(yáng)，又如采用特殊膜結(jié)構(gòu)的水立方；3）采用遮陽(yáng)設(shè)施：（1）固定的遮陽(yáng)設(shè)施，如采用散射板遮陽(yáng)的日本關(guān)西機(jī)場(chǎng)，采用棱鏡折光板的廈門體育館，又如使用密孔遮陽(yáng)板的美國(guó)圣何塞國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓，采用垂直遮陽(yáng)板遮陽(yáng)天津火車站。 （2）可調(diào)的遮陽(yáng)設(shè)施，如梅納拉商廈，如深圳會(huì)展中心采用可調(diào)節(jié)式機(jī)翼型遮陽(yáng)百葉板。 （3）德國(guó)國(guó)會(huì)大廈穹頂采用可自動(dòng)追蹤太陽(yáng)運(yùn)行軌跡并做相應(yīng)運(yùn)動(dòng)的遮陽(yáng)“扇”。

現(xiàn)今發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑外墻及屋頂單位面積的能耗僅為我國(guó)1/3～1/5，其中窗體單位面積的能耗僅我國(guó)的1/2～1/3。 通過(guò)采用經(jīng)濟(jì)合理的遮陽(yáng)措施在保證建筑正常使用功能的基礎(chǔ)上盡可能的節(jié)約能源已成為遮陽(yáng)的發(fā)展趨勢(shì)。

2 國(guó)內(nèi)外的研究概況

建筑遮陽(yáng)作為一種節(jié)能效果顯著的可持續(xù)技術(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)深受國(guó)內(nèi)外建筑技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域的重視。在同緯度的地區(qū)和較發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視遮陽(yáng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，在建筑遮陽(yáng)技術(shù)的應(yīng)用方面提出了相應(yīng)的法規(guī)，對(duì)綠色建筑的評(píng)估體系中也都規(guī)定了相應(yīng)的條款。

內(nèi)外遮陽(yáng)的遮陽(yáng)性能是存在較大差異的。 理論上認(rèn)為，外遮陽(yáng)的遮陽(yáng)效果優(yōu)于內(nèi)遮陽(yáng)，這也是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的。 根據(jù)在德國(guó)、比利時(shí)、法國(guó)和美國(guó)的研究報(bào)告顯示，玻璃纖維遮陽(yáng)織物應(yīng)用于室外時(shí)，遮陽(yáng)織物可將太陽(yáng)輻射熱在接觸到玻璃前就阻擋在室外， 可以阻隔88%的太陽(yáng)輻射，應(yīng)用在室內(nèi)可達(dá)64%，使用室外遮陽(yáng)簾可以最大降低室內(nèi)溫度達(dá)5～15℃。 如使用空調(diào)則能大大減少空調(diào)的電費(fèi)開(kāi)支，空調(diào)用電量降低超過(guò)60%。

2.1 國(guó)外研究概況

在遮陽(yáng)研究方面，國(guó)外的遮陽(yáng)研究相對(duì)較為規(guī)范。 所采用的研究方法主要是理論計(jì)算研究、計(jì)算機(jī)模擬分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究，并取得許多的研究成果。目前北美地區(qū)在遮陽(yáng)性能方面的研究處于世界領(lǐng)先地位。

1992 年，日本在“住宅新節(jié)能基準(zhǔn)與指針”中，在舊有節(jié)能法令的基礎(chǔ)上，特別加入了有關(guān)遮陽(yáng)的規(guī)定，即日照取得系數(shù)μ 最高值的規(guī)定，將μ 值作為建筑物外表面的“遮陽(yáng)基準(zhǔn)”，然而對(duì)產(chǎn)品該項(xiàng)指標(biāo)的確認(rèn)難度偏大， 尚無(wú)合適的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)； 在德國(guó)的新建筑節(jié)能規(guī)范EVEn2002 中，技術(shù)要求從單項(xiàng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最低保溫隔熱指標(biāo)轉(zhuǎn)到嚴(yán)格有效的能耗控制，操作性較強(qiáng)，其中更是將建筑遮陽(yáng)技術(shù)的規(guī)定作為規(guī)范的核心部分；在東南亞國(guó)家和地區(qū)中，例如新加坡、馬來(lái)西亞的建筑節(jié)能法規(guī)中，如今都已使用OTTV(外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總傳熱值)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能限制，而OTTV 節(jié)能法令中對(duì)建筑的遮陽(yáng)能力作出了底限限制；我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)頒布的“建筑物節(jié)約能源設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范”中提出了代表圍護(hù)結(jié)構(gòu)“遮陽(yáng)性能”的“等價(jià)開(kāi)窗率Rep”的概念，該指標(biāo)綜合了遮陽(yáng)性能和通風(fēng)性能，便于實(shí)施。 但OTTV 方程對(duì)于建筑得熱的相關(guān)增益組分， 并未給出準(zhǔn)確的說(shuō)明, 且OTTV 和等價(jià)開(kāi)窗率Rep能偶表示出建筑物的遮陽(yáng)、保溫程度，卻無(wú)法反映建筑物能耗量，無(wú)法保證能耗量與綜合熱性能的線性關(guān)系。

2.2 國(guó)內(nèi)研究概況

相對(duì)國(guó)外，我國(guó)對(duì)建筑遮陽(yáng)的研究較晚，但是伴隨著人們對(duì)建筑節(jié)能的重視，遮陽(yáng)理論的研究和學(xué)習(xí)也逐漸發(fā)展起來(lái)。 同濟(jì)大學(xué)李崢嶸教授在長(zhǎng)江流域的上海地區(qū)的相關(guān)研究成果表明，相同的布簾或軟百葉簾等遮陽(yáng)設(shè)施，內(nèi)遮陽(yáng)變?yōu)橥庹陉?yáng)后，由窗口傳入室內(nèi)的熱量由60%降低為30%。清華大學(xué)和華南理工大學(xué)等高校早在幾年前就各自獨(dú)立開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的遮陽(yáng)計(jì)算軟件，可以便利地驗(yàn)算遮陽(yáng)尺寸和進(jìn)行遮陽(yáng)效果模擬；我國(guó)學(xué)者研究“建筑遮陽(yáng)”的主要成果突出表現(xiàn)在概念的完整性上，強(qiáng)調(diào)遮陽(yáng)的理念，不但明確了窗口構(gòu)造遮陽(yáng)的基本形式，還提出了綠化遮陽(yáng)、簡(jiǎn)易遮陽(yáng)、簾幕材料的隔熱遮陽(yáng)。

此外， 國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范也開(kāi)始逐步把建筑遮陽(yáng)作為重要內(nèi)容。1986 年頒布《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)程》、1993 年頒布《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范GB50176-93)》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)JGJ26 一95》、《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)GB501783-93)》、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ75 一2003）》、《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ134-2001）》中均對(duì)建筑外窗的遮陽(yáng)作出了規(guī)定。

［1］涂鋒祥.運(yùn)用遮陽(yáng)技術(shù)推進(jìn)建筑節(jié)能[J].建筑科技,2005（15）:33-34.

［2］李東哲.廈門體育館天然光環(huán)境設(shè)計(jì)研究[D].天津大學(xué),2003.

［3］閆羽.遮陽(yáng)百葉在深圳會(huì)展中心工程中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2004（9）:39-41.

［4］蘇志剛,楊靖.遮陽(yáng)設(shè)計(jì)從研究到實(shí)施[J].建筑學(xué)報(bào),2004（4）:76-77.