摘要:玻璃幕墙的高能耗引起了广泛关注，遮阳是玻璃幕墙节能的主要措施之一，《公共建筑节能设计标准》也明确了对建筑的遮阳要求。遮阳能有效遮挡太阳辐射热，防止室内温度局部过快上升，使室内温度场均匀，从而提高人体舒适性、降低建筑物夏季制冷负荷，同时遮阳也可以作为建筑立面形式的一个活跃元素为建筑师创作所用，但遮阳会对室内通风和采光产生不利影响。遮阳的形式很多，各种形式适用于不同的朝向。文章对此进行了较详细的阐述。
   关键词:玻璃幕墙;遮阳;节能材料

1、遮阳的必要性
   在我国建筑能耗已占社会总能耗的25%，随着经济发展和人民生活水平提高，这个比例还会不断增长，低能耗、低污染的绿色建筑顺应时代要求而生。
   自1985年在北京长城饭店工程中首次使用玻璃幕墙以来，玻璃幕墙在我国得到广泛使用。玻璃幕墙作为建筑的外围护结构，是热交换最活跃、最敏感的部位，是传统墙体热损失的5-6倍，玻璃幕墙的能耗约占整个建筑能耗的40%左右，所以玻璃幕墙的节能有极其重要的地位。
   玻璃幕墙的节能可以从材料和构造两个方面来实施。
   材料方面，可采用镀膜玻璃、Low-E玻璃、热反射玻璃、中空玻璃等玻璃材料和铝塑复合型材、断热桥型材等型材材料来减少热传导和热辐射。
   构造方面，通过构造处理好玻璃幕墙本身的热传导，减少能耗。采用遮阳措施最大限度减少阳光的直接照射是夏季制冷量大的玻璃幕墙建筑节能的主要措施。

2、遮阳的作用
   玻璃幕墙由玻璃和金属型材组成，玻璃表面换热性强，热透射率高，对室内热环境有极大的影响。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。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，是夏季制冷量大的玻璃幕墙建筑防热的主要措施。

2.1遮阳的积极作用
   1)遮阳对太阳辐射的作用。外围护结构的保温隔热性能受许多因素的影响，其中影响最大的指标就是遮阳系数。遮阳系数受到材料本身特性和环境的控制。遮阳系数愈小，透过外围护结构的太阳辐射热量愈小，防热效果愈好。玻璃幕墙建筑设置遮阳效果更为显著。
   2)遮阳对室内温度的作用。遮阳防止室内温度上升有明显作用，在广州某西向房间观测表明:在闭窗的情况下，有无遮阳，室温最大差值达2.0ºC，平均差值1.4ºC。而且有遮阳时，房间温度波幅值较小，室温出现最大值的时间延迟，室内温度场均匀。因此，遮阳可以减少夏季空调的制冷负荷。
   3)遮阳对建筑外观的作用。金属玻璃幕墙能以轻巧的金属板设计成优美的遮阳形式并成为建筑造型有趣的一部份。遮阳系统在玻璃幕墙外观的玻璃墙体上形成光影效果，体现出现代建筑艺术美学效果。在欧洲建筑界，已经把外遮阳系统作为一种活跃的立面元素，加以利用，甚至称之为双层立面形式。一层是建筑物本身的立面，另一层则是动态的遮阳状态的立面形式。这种具有“动感”的建筑物形象不是因为建筑立面的时尚需要，而是现代技术解决人类对建筑节能和享受自然需求而产生的一种新的现代建筑形态。

2.2遮阳的不利影响
   1)遮阳对室内通风的影响。遮阳设施对室内通风有一定的阻挡作用，在开启窗通风的情况下，室内的风速会减弱22%-47%，具体视遮阳设施的构造情况而定。而对玻璃表面上升的热空气有阻挡作用，不利散热，因此在遮阳的构造设计时应加以注意。
   2)遮阳对采光的影响。从天然采光的观点来看，遮阳会阻挡直射阳光，防止眩光，使室内照度分布比较均匀，有助于视觉的正常工作。对周围环境来说，遮阳可分散玻璃幕墙的玻璃优其是镀膜玻璃)的反射光，避免了大面积玻璃反光造成光污染。但是，由于遮阳有挡光作用，从而会降低室内照度，在阴雨天更为不利。因此，在遮阳系统设计时要有充分的考虑，尽量满足室内天然采光的要求。

3、遮阳的形式和构造
3.1遮阳的形式
   遮阳的形式很多，按其安装位置可分为外遮阳和内遮阳;按其构件的可调节性可分为固定遮阳和可调节遮阳。
   1)外遮阳和内遮阳。遮阳构件安装在室外称为外遮阳，遮阳构件安装在室内称为内遮阳。室内百叶只可挡去17%太阳辐射热，而室外南向仰角45的水平遮阳板，可轻易遮去68%的太阳辐射热，两者间的遮阳效果相差甚大。装在窗口内侧的布帘、软百页等遮阳设施，其所吸收的太阳辐射热，大部分将散发给室内空气。装在外侧的遮阳板，则吸收的辐射热，大部分将散发给室外的空气，从而减轻了室内温度的影响。外遮阳的节能效果明显优于内遮阳。
   2)固定遮阳和可调节遮阳。固定遮阳系统的构件是固定的，通常作为外遮阳，并且具有很好的外观可视性，为建筑师提供更多的设计手段。典型的设施有水平遮阳板、垂直遮阳板或板条格形板等等。在阻挡直射阳光上很有效，但是在阻挡散射和反射光上不是很有效。可调节遮阳系统的构件是活动的，遮阳设施能安装在室外、室内或是在两层玻璃窗之间。可调节的外遮阳设施能够阻挡阳光，需要时也能允许阳光进入。尤其在处理低角度的直射、散射和反射光时非常有效。不像固定遮阳设施，它能够使室内照度不过多地降低，能适应大部分地区的气候。如果调节系统灵活，可调节的遮阳构件可以被收缩到窗口的顶部或是窗口的一侧，甚至完全撤掉。内遮阳的百叶帘和窗帘都属于这一类，外遮阳，如布篷、软百叶帘和百叶窗也属于这一类。这类遮阳设施兼顾夏季遮阳和冬季得热两方面的要求，而且在遮阳的同时还能够满足通风的要求。

3.2遮阳的适用朝向
   不论采用何种遮阳形式，就我国所处地理纬度来说，各遮阳构件的基本形式适应的朝向范围如下:
   1)水平式遮阳。在玻璃前采用伸出的平板。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。适用于建筑物南向的玻璃幕墙。
   2)垂直式遮阳。设于玻璃前的垂直凸出板，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。故垂直式遮阳主要适用于东、西向附近的玻璃幕墙。
   3)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。

3.3遮阳的构造
   遮阳的节能效果除与遮阳形式有关外，还与构造设计有很大的关系，设计时要特别注意以下几点:
   1)遮阳板面的组合与构造。在满足阻挡直线阳光的前提下，可以有不同板面组合的形式，应该选择对通风、采光、视野和立面处理等要求更为有利的形式。为了便于热空气的散逸，并减少对通风、采光的影响，常将板面做成百页的或部分做成百页的，或中间层做成百页的。
   2)遮阳板的安装位置。遮阳板安装的位置对防热和通风的影响很大。将板面紧靠墙面布置时，受热表面加热而上升的热空气将受室外风压作用导入室内，这种情况对综合式遮阳尤为严重，为了克服这个缺点，板面应该离开玻璃墙面一定的距离安装，以使大部分热空气沿着墙面排走，且应使遮阳板尽可能减少挡风，最好还能兼起导风入室的作用。
   3)材料与颜色。为了减轻自重，遮阳构件以采用轻质量为宜。遮阳构件经常暴露在室外，受日晒雨淋，容易损坏，因此要材料坚固耐久。如果遮阳是活动式的，又要求轻便灵活，以便调节或拆除。材料的外表面对太阳辐射热的吸收系数要小，设计时可根据上述的要求并结合实际情况来选择适宜的遮阳材料。遮阳构件的颜色对隔热效果也有影响。以安装在玻璃幕墙内侧的百叶帘为例，暗色、中间色和白色的遮阳系数分别为:86%、74%和62%。白色的比暗色的要减少24%。为了加强表面的反射，减少吸收，遮阳帘朝向阳光的一面，应为浅色发亮的颜色，而在背阳光的一面应为较暗的无光泽颜色，以免引起眩光。

4、结语
   遮阳对建筑艺术与建筑技术的作用和效果，尤其是建筑节能与智能化方面，需要不断的开发和研究。对国内外建筑遮阳技术的调研、对适用性遮阳构造方案研究、对遮阳构造性能系数的研究、对遮阳系统节能软件的开发和遮阳构造艺术性的评价将是以后的工作重点。
   同时也希望国内企业和同行在掌握和学习国外新技术的同时，能够全面地研究遮阳系统相关技术的发展和配套产品的开发，真正使国内的玻璃幕墙的遮阳系统跟上时代步伐。

作者：

吕在学 中煤国际工程集团南京设计研究院
宋端菊 杭州中宇建筑设计有限公司南京分公司