玻璃幕墙遮阳设计探析

摘要：在节能降耗为当今国际上建筑发展总趋势的环境下，建筑节能的一个重要措施就是对幕墙进行遮阳设计。对玻璃幕墙进行遮阳设计，可以最大限度减少阳光的直接照射,从而避免室内过热,是建筑防热、节能环保的主要措施之一。本文对玻璃幕墙遮阳设计的重要性，对遮阳系统的构造和方式进行探讨进行了探讨。

关键词：玻璃幕墙；遮阳；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

一、引言

玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代高层建筑时代的显著特征，玻璃幕墙不仅实现了建筑护结构中墙体与门窗的合二为一，而且把建筑围护结构的使用功能与装饰功能巧妙地融为一体，使建筑更具现代感和装饰艺术性。玻璃幕墙的这种良好特性，使它一经问世就得到人们的重视和青睐。

建筑幕墙不同于填充墙，它是由面板和支承结构组成的完整的结构系统;它在自身平面内可以承受较大的变形或者相对于主体结构可以有足够的位移能力;它是不分担主体结构所受的荷载和作用的围护结构。幕墙通常由面板(玻璃、铝板、石板、陶瓷板等)玻璃组件据资料介绍普通玻璃应用于建筑上，有1/3能量是通过玻璃的传导而损失的。玻璃幕墙在提供良好采光的同时却又带来了采暖与制冷能耗高的隐患，这是建筑能耗的一个薄弱环节。因此，研究玻璃幕墙的节能设计对建筑节能工作的开展有重要意义。

二、玻璃幕墙遮阳设计的必要性

人们正面对着资源枯竭、环境恶化、生态破坏等一系列问题。据统计，在发展中国家，建筑能耗占总能耗的27.6%，随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，这个比例会不断增长。强调低污染、低耗能的绿色环保建筑应顺应时代的要求，我国颂布了一系列法规和政策对建筑节能和使用资源做出了规定。玻璃幕墙遮阳设计是十分必要。建筑结构的节能设计，由开窗、遮阳到隔热材料等因素环环相扣，这些因素影响建筑物的耗能。主要因素有：

1、窗墙开窗率是影响外墙节能的最重要因素之一，减少窗口面积率也是降低能源重要的手段之一，但考虑到确保有充足的自然采光，以免会产生心理的封闭感。但对玻璃幕墙透明效果的追求，可以通过减少窗口面积或提高遮光来满足能源需求。

2、外遮阳和玻璃遮蔽是影响外墙节能的第二重要因素，玻璃材料和外部遮阳效果可能会受屏蔽率大小的影响，但安装遮阳板后效果比较明显。玻璃材料可以选择反射性玻璃，高反射率玻璃和吸热玻璃（但反射率反光太多会造成眩光污染）。

3、建筑朝向是影响外墙节能设计的第三要素（总体比例占12%）。大面积的玻璃幕墙应避免东照西晒。建筑应朝北南方向配置。

三、遮阳的作用与效果

由于玻璃幕墙由玻璃和金属结构组成，而玻璃表面换热性强，热透射率高，故对室内热条件有极大的影响。在夏季，阳光透过玻璃射入室内，是造成室内过热的主要原因。特别在南方炎热地区，如果人体再受到阳光的直接照射，将会感到炎热难受。在玻璃幕墙上设置遮阳系统，可以最大限度减少阳光的直接照射，从而避免室内过热，是炎热地区建筑防热的主要措施之一。

四、遮阳的形式及构造设计

遮有防止太阳辐射、避免产生眩光、改善室内环境气候、及建筑外观上光影美学效果之功能，但也对室内的采光、通风带来不同层次的影响。遮阳系统本身而言，根据位置分为外部遮阳与内部遮阳，其中又可分为活动式遮阳及固定式遮阳。就遮阳形式来分，一般分为四种：水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式。

根据地区的气候特点和房间的使用要求，可以把遮阳作为永久性的或临时性的。永久性的就是在玻璃幕墙内外设置各种形式的遮阳板和遮阳帘，临时性的就是在玻璃的内外设置轻便的布帘，竹帘，软百页，帆布蓬等。

五、遮阳系统智能化设计

智能遮阳系统是建筑智能化系统不可或缺的一部分。遮阳系统为改善室内环境而设。如今一种新型的玻璃幕墙智能玻璃幕墙技术先后在德国、英国等西欧国家得到发展。

智能玻璃幕墙广义上包括玻璃幕墙、通风系统、空调系统、环境监测系统、楼宇自动控制系统。其技术核心是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙一一热通道幕墙。它主要由一个单层玻璃幕糟和一个双层玻璃幕墙组成。在两个幕墙中间有一个缓冲区，在缓冲区的上下两端有进风和排风设施。幕墙工作原理在于冬天内外两层幕墙中间的热通道，由于阳光的照射温度升高，像一个温室。这样等于提高了内侧幕墙的外表面温度，减少了建筑物采暧的运行费用。夏天内外两层幕墙中的热通道内温度很高，这时打开热通道上下两端的进排风口，在热通道内由于热效应产生气流，运动的气流带走通道内的热量，这样可以降低内侧幕墙的外表面温度，减少空调负荷，节省能源。通过将外侧幕墙设计成封闭式，内侧幕墙设计成开启式，通道内上下两端进排风口的调节使通道内形成负压，利用室内两侧幕墙的压差和开启扇可以在建筑物内形成气流，进行通风。由于智能玻璃幕墙为3层玻璃，外侧为全封闭式，可大大减少外界噪声对建筑内部的干扰。在通道内中增加日光控制装置（如百叶、光反射板、热反射板等），可以满足建筑自然采光的要求。智能玻璃幕墙从设计构思、内容组成和工作过程各方面看都是一个各专业协调合作的多功能系统，它与传统玻璃幕墙有很大差别。

六、玻璃幕墙遮阳形式设计

如果没有有效的外遮阳措施来配合，玻璃的温室效应往往会造成夏季室内过热，特别是对于窗墙比较大的东、西、南立面。玻璃幕墙可以通过选择合理的玻璃材质来影响太阳光的辐射,但是装设遮阳板、遮阳百页等外遮阳远比改变玻璃材质的效果大。遮阳形式来分，一般分为四种:水平遮阳、垂直遮阳、综合式遮阳和挡板式遮阳。

(1)水平式遮阳在玻璃前采用伸出重叠的平板这种形式的遮阳，能有效地遮挡太阳高度角较大的，从玻璃幕墙上方投射下来的阳光。故它适用于南向的玻璃幕墙建筑物。

(2)垂直式遮阳。设于玻璃前之凸出板的垂直式遮阳，能有效地遮挡角度较小的，从玻璃窗侧斜射进来的阳光。但对于角度较大的，从玻璃窗上面射下来的阳光，或接近日出、日没时平射的阳光，它不起遮挡作用。故垂直式的遮阳主要适用于东北、北和西北向附近的玻璃幕墙建筑。

(3)综合式遮阳。能有效地遮挡高度角中等的，从玻璃窗前射下来的阳光。遮阳效果比较均匀，故它适用于东南或西南向的玻璃幕墙建筑。综合式遮阳既有水平遮阳构件，又有垂直遮阳构件，能有效地遮挡高度角中等的从玻璃窗前射下来的阳光。遮阳效果比较均匀,适用于东南或西南向的玻璃幕墙。

(4)挡板式遮阳这种形式的遮阳，能有效地遮挡高度角较小的，正射窗口的阳光。故它主要用于东西向的玻璃幕墙建筑。由于遮阳系统对室内采光、通风及冬季日照等亦带来不同层次的影响。目前出现一种遮阳采光系统，其采用遮阳板和导光板组合的遮采光系统，形式一般为在建筑玻璃幕墙或窗上部装设一水平遮阳设施，其功用除了可直接阻碍太阳的直射光热外，更可间接利用遮阳板设计将太阳光反射至天花板，再经天花板将自然光导入室内较深处。

结束语

在节能问题日益受到重视的今天, 玻璃幕墙的设计首先应该考虑遮阳设计。玻璃幕墙的遮阳系统设计的好坏, 不仅影响建筑本身的使用, 也影响建筑物的外观。因此建筑师在建筑设计的同时应充分考虑遮阳的设计, 让遮阳设施成为建筑不可分割的一部分, 而不仅仅将其作为一个遮阳的附属物, 或者是一个装饰构件。目前, 许多幕墙公司也在积极与建筑师合作, 进行遮阳方面的研究, 以促进玻璃幕墙向更好的方面发展。总之，玻璃幕墙的遮阳设计涉及因素众多，不仅与形式有关，而且与构造设计也有很大的关联，需要设计人员在工作实践中不断摸索和总结。

参考文献

[1]陈武文.玻璃幕墙的遮阳节能技术[ N]，方大集团股份有限公司网站；

[2]陈海辉.一种新型幕墙的节能原理及设计经验，重庆建筑大学学报,2005(1)。