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摘要:夏热冬暖地区光照时间长,太阳辐射强烈,面对此种气候环境,在进行高层建筑建设时,必须要提高对室内热环境的重视,做好遮阳设计,以免阳光直射到屋内,造成屋内温度上升。高层办公建筑外遮阳方案的选择与设计,核心是要最大程度上降低阳光照射强度,保证建筑围护结构不会因为加热而温度升高对室内温度产生影响。设计时需要总结以往经验,根据当地气候与地理环境特征,确定设计与优化要点,降低空调能耗,达到节能效果,本文就此进行简单研究。
关键词:夏热冬暖;高层办公建筑;外遮阳
将夏热冬暖地区高层建筑工程作为对象,对其外遮阳方案进行设计,需要保证可以满足基础功能外,还要兼顾节能降耗理念,通过外部遮阳与空调系统的相互配合,营造舒适的室内环境。高层办公建筑工程很多会采用玻璃幕墙形式,对外遮阳设计方案有着更为严格的要求,应根据工程建设实际需求,来对比和选择最为合适的遮阳方案,在降低施工难度的同时,保证良好的遮阳效果。
一、建筑遮阳常见形式
1.临时遮阳
遮阳作为高层建筑工程设计的要点内容,在对其进行设计时,需要结合建设要求与实际情况来选择相应的方式,利用其材料特征与设置方法,来与光线保持一定角度,通过对阳光的遮挡,来避免光照直射内部空间,提高室内温度的舒适性。对于季节性光照特点明显的地区,一般可以选择应用临时性遮阳措施处理。例如绿化遮阳,通过落叶乔木的种植与搭配来达到遮阳效果,同时还可以美化环境,常见的如白杨、藤架等。或者是折叠布蓬,利用可灵活折叠的铁架布蓬,根据需求来折起或放下,达到遮阳效果。另外,也可以在建筑室内设置活动软百叶帘,常见的如硬木薄片和铝合金片等形式,设置成横式或竖式上下留空穿叠,可根据光线射入情况进行调整。
2.永久遮阳
永久性遮阳形式也比较多,如水平式、垂直式、挡板式、立面花格式以及综合式等,相互之间存在一定差异性,可以根据实际需求来灵活选择。其中,水平式这样可以有效遮挡太阳高角度,避免窗口前上方投射的直射阳光对室内环境产生影响。而垂直式遮阳则主要针对侧面摄入的阳光,以免阳光高度角较小阳光的影响。立面花格式遮阳形式现在已经成为建筑里面活跃元素,常见如长方形、六角菱形、八角套方等,不仅具有遮阳效果,还可以起到装饰作用。在针对夏热冬暖地区的高层办公建筑遮阳进行设计时,可以选择其中一种或者几种相互组合搭配形式处理,有效调整摄入室内的阳光数量,在保证自然采光效果的同时,控制光照对室内温度产生的影响[1]。
二、高层办公建筑遮阳设计原则
1.节能性原则
夏热冬暖地区建筑工程,受气候特征影响,空调系统对于室内环境的调节具有重要影响,相应的产生的电能损耗也比较多。基于此在对高层办公建筑外遮阳方案设计时,需要落实节能性原则,保护不可再生能源,通过科学合理的遮阳方式,来减少阳光照射以及辐射对室内环境产生的影响,搭配自然通风系统,来尽量减少空调能耗[2]。同时,还要注意建筑建设对环境产生的影响,积极应用先进技术,减少施工对环境的影响。
2.适应性原则
充分结合夏热冬暖地区气候特征,选择与当地生态环境相适应的遮阳方式。对于夏热冬暖地区来讲,其属于典型亚热带季风气候,年均降水量大,因此所选遮阳形式需要具有良好的防水、防潮以及耐久性能,保证具有较长的使用时间,减少气候条件对其材料性能产生的不良影响,促使建筑与气候维持稳定状态,提高室内环境的舒适性。
3.美观性原则
高层办公建筑工程作为城市建设的重要项目,在一定程度上影响城市景观效果,因此在选择外遮阳形式时,除了要做好功能分析外,还要提高对外观性的重视,确保可以符合人们审美要求,并通过应用合理材质的材料,以及造型和颜色的搭配,来提高建筑外观美观效果[3]。外遮阳已经成为建筑立面主要元素,设计时可以加入适量的时代元素,尤其是可以结合建筑自身功能性,添加与自身相关的内容,形成具有自身特色的建筑工程。
三、高层办公建筑遮阳设计方式
1.气候特征分析
夏热冬暖地区长夏无冬,年均气温与日均气温差小,日照较小以及太阳高度角小,但是具有强烈的辐射,这样在针对此类地区高层办公建筑遮阳方案进行设计时,首先需要对气候特征进行分析,然后对比确定最为合适的遮阳方式。要求所选遮阳方式具有良好的隔热效果,综合应对日照小辐射强情况,且可以提高太阳能利用率,并缓解缝、潮湿以及隔热之间的矛盾。另外,对于沿海地区暴雨与台风天气比较多,这样遮阳材料需要具有性能持久性与耐潮性。同时,还要重点解决集中时段的空调能耗负荷大问题,达到节能降耗目的。
2.遮阳方式选择
不同遮阳方式之间差异性明显,具有的功能也各不相同,在设计时需要针对夏热冬暖地区季节特点,以及建筑特定功能需求,来确定每年以及每日遮阳时间段。总结以往经验计算确定太阳临界照射角度,综合分析各项因素后完成遮阳方案的设计。第一,日照。遮阳主要目的是阻隔摄入室内的多余光线,应基于建筑所处地区太阳运行规律,根据太阳高度角与方位角,因地制宜的选择遮阳方式。第二,太阳辐射。太阳可以通过直接辐射、天空散射辐射以及地面反射辐射三种方式对建筑工程产生影响,且刨除天气因素,屋顶需要承受强烈的太阳辐射,然后依次为东西向、南向、北向。对于南向窗户必须要进行遮阳处理,并对东西向房间进行阳光直射效果调整,避免内环境温度产生影响。第三,地域气候。一般夏热冬暖地区,夏季遮阳多会选择外置式水平遮阳百叶、遮阳板等,并保证不会影响自然通风效果,且基于冬季特点,可以调整遮阳板为可调节形式。
3.功能外观融合
对于高层办公建筑外遮阳设计,除了要确定其功能性外,还需要兼顾美观性,与建筑建设要求进行一体化研究和设计。尽量选择应用统一的建筑遮阳构件,确保立面结构的整体性,并从细节上来对建筑局部与整体关系进行调整。假如选择应用两种不同形式的横向与竖向综合遮阳方式,通过设计候,来实现实墙与虚之间的自然过渡,通过虚实对比,来突出外观效果[4]。另外,还可以通过形状与色彩的搭配,来提高视觉上的丰富性,使得建筑遮阳里面设计与视觉造型灵活性更高。
4.综合性能分析
外遮阳仅仅为建筑工程的基础功能之一,与围护结构存在密切联系,如果设计不当虽然可以保证一定基础遮阳效果,但是却会与其他功能系统产生矛盾,影响建筑整体性能的发挥。因此,在实际设计时,需要基于综合功能需求进行分析,将遮阳与建筑其他部分进行一体化研究,努力满足各方功能需求。例如挡板式外遮阳,虽然可以有效遮挡东西向直射光,但是会对自然通风效果产生严重影响。为兼顾两者需求,可以选择应用水平遮阳板或者竖向百叶遮阳,同时实现隔热、采光与通风需求。
结束语
将夏热冬暖地区高层办公建筑工程作为对象,对其外遮阳形式进行设计分析,需要遵循专业性原则,确定遮阳基础要求,并兼顾与其他系统功能的影响,基于地理气候特征,选择最为合适的遮阳方式,通过细节控制,来达到最佳的应用效果,提高室内环境的舒适性。
参考文献:
[1]张昊天.夏热冬暖地区建筑外遮阳与建筑一体化设计分析[J].硅谷,2014,(21):240+239.
[2]陈勇明.夏热冬暖地区建筑外遮阳与建筑一体化设计研究[D].重庆大学,2014.
[3]胡达明.夏热冬暖地区建筑遮阳设计策略及案例分析[J].福建建设科技,2014,(03):63-65+77.
[4]陈勇明.夏热冬暖地区建筑遮阳设计原则初探[J].安徽建筑,2014,(02):7-8+12.