安徽省產品質量監督檢驗研究院 葛大中
建筑主體節能最重要的方面是有效的建筑單體設計，主要包括隔熱（窗、墻、屋頂）、遮陽、通風。合理的建筑物遮陽設計可以使空調系統的運行能耗降低約15%～30%。
合肥屬于夏熱冬冷地區，冬季溫度一般為零下6℃，甚至出現過零下10℃，夏季氣溫高達40℃，由于城市的熱島效應，市區實際溫度可達45℃以上，合肥市作為安徽的省會城市，在建筑節能要求走在全省的最前列，為了貫徹執行國家和安徽省節約能源、保護環境的法規、政策和技術規范、標準，提高能源利用效率，改善公共建筑室內熱環境，合肥市參照了國家最新標準《公共建筑節能設計標準》（GB 50189-2015），制定了《合肥市公共建筑節能設計標準》DB34/T 5060-2016，與2017年1月1日實施，玻璃幕墻作為甲一類公共建筑提出了嚴格的節能要求，傳熱系數要達到1.7 W/(m2·k)～2.2W/(m2·k)，遮陽系數按照夏季太陽得熱系數SHGC≤0.44，最嚴需要達到≤0.24，如此高的指標要求，對玻璃幕墻優化設計尤其重要。
一、玻璃幕墻遮陽的必要性
玻璃幕墻是公共建筑外圍護結構的主導，是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，是傳統墻體失熱損失的5～6倍，其能耗約占整個建筑能耗的40%左右，故玻璃幕墻的節能有極其重要的地位。眾所知周，玻璃幕墻的使用壽命達五十年之久，其節能效果當然遠勝于短壽命的冷氣機、冰箱、鍋爐等，因而，玻璃幕墻建筑的節能比其他建筑產品節能更為重要，發展玻璃幕墻的遮陽技術也是建筑節約能源最有力的工具。
二、玻璃幕墻遮陽的研究：
1、外墻的開窗率是外墻節能的最重要因素，降低開窗面積率是節能最重要手段，但是降低開窗率也必須確保和顧及適當的自然采光，并免除心理的封閉感。但是對于追求通透效果的玻璃幕墻而言，只能采用降低開啟窗面積并加強不透光地方的隔熱設計來達到節能要求。
2、外遮陽和玻璃遮蔽是外墻節能的第二重要因素，玻璃材質及外遮陽都影響遮蔽率的大小，但是裝設遮陽板、遮陽百頁等外遮陽遠比改變玻璃材質的效果大。玻璃材質可選擇高反射率的反射玻璃和吸熱玻璃（反射率太大的反射玻璃會造成眩光污染的公害），所以要選擇適當的反射玻璃，離線低輻射Low-E鍍膜玻璃是現代設計的首選。
3、建筑方位因素是外墻節能設計的第三要素（占13.8%的比重）。大面積的玻璃幕墻應避免東照西曬，建筑的長向應朝南北向放置。
因此，采用遮陽措施不僅是玻璃幕墻建筑節能設計的必要手段，而且也是標準較高的玻璃幕墻建筑在建筑設計上的必要手段。
三、遮陽的作用與效果
由于玻璃幕墻由玻璃和金屬結構組成，而玻璃表面換熱性強，熱透射率高，故對室內熱條件有極大的影響。在夏季，陽光透過玻璃射入室內，是造成室內過熱的主要原因。對于合肥作為夏熱冬冷地區，如果人體再受到陽光的直接照射，將會感到炎熱難受。在玻璃幕墻上設置遮陽系統，可以最大限度減少陽光的直接照射，從而避免室內過熱，是江淮地區建筑防熱的主要措施之一。
1、遮陽對太陽輻射的作用
外圍護結構的保溫隔熱性能受許多因素的影響，其中影響最大的指標就是遮陽系數。一般來說，遮陽系數受到材料本身特性和環境的控制。遮陽系數就是透過有遮陽措施的圍護結構和沒有遮陽措施的圍護結構的太陽輻射熱量的比值。遮陽系數愈小，透過外圍護結構的太陽輻射熱量愈小，防熱效果愈好。由此可見，遮陽對遮擋太陽輻射熱的效果是相當大的，玻璃幕墻建筑設置遮陽措施更是效果明顯。
2、遮陽對室內溫度作用
遮陽對防止室內溫度上升有明顯作用，在夏熱地區試驗觀測表明，在閉窗的情況下，有無遮陽，室溫差值較大。而且有遮陽時，房間溫度波幅值較小，室溫出現最大值的時間延遲，室內溫度場均勻。因此，遮陽對空調房間可減少冷負荷，所以對空調建筑來說，遮陽更是節約電能的主要措施之一。
3、遮陽對采光的作用
從天然采光的觀點來看，遮陽措施會阻擋直射陽光，防止眩光，使室內照度分布比較均勻，有助于視覺的正常工作。對周圍環境來說，遮陽可分散玻璃幕墻的玻璃（尤其是鍍膜玻璃）的反射光，避免了大面積玻璃反光造成光污染。但是，由于遮陽措施有擋光作用，從而會降低室內照度，在陰雨天尤為不利。因此，在遮陽系統設計時要有充分的考慮，盡量滿足室內天然采光的要求。側面采光有可能導致房間內的亮度過高，有時會引起眩光。選擇何種形式的玻璃需要兼顧采光和節能兩個方面的要求。采用遮陽篷可以兼顧能效和采光。
4、遮陽對建筑外觀的作用
現代玻璃幕墻外遮陽等遮陽設施巧妙設計已經融合為建筑造型一部份，遮陽系統在玻璃幕墻外觀的玻璃墻體上形成光影效果，體現出現代建筑藝術美學效果。在合肥的建筑界，已經把外遮陽系統作為一種活躍的立面元素，加以利用，甚至稱之為雙層立面形式。一層是建筑物本身的立面，另一層則是動態的遮陽狀態的立面形式。這種具有“動感”的建筑物形象不是因為建筑立面的時尚需要，而是現代技術解決人類對建筑節能和享受自然需求而產生的一種新的現代建筑形態。
5、遮陽對房間通風的影響
遮陽設施對房間通風有一定的阻擋作用，在開啟窗通風的情況下，室內的風速會減弱22%～47%，具體視遮陽設施的構造情況而定；對玻璃表面上升的熱空氣有阻擋作用，不利散熱，在遮陽的構造設計時應加以注意。
四、遮陽的形式及構造設計
遮陽具有防止太陽輻射、避免產生眩光、改善室內環境氣候、及建筑外觀上光影美學效果之功能，但也對室內的采光、通風帶來不同層次的影響。遮陽系統本身而言，根據位置分為外部遮陽與內部遮陽，其中又可分為活動式遮陽及固定式遮陽。就遮陽形式來分，一般分為以下幾種：外置式（包含水平遮陽、垂直遮陽、擋板式）、內置式、綜合式遮陽。根據地區的氣候特點和房間的使用要求，可以把遮陽作為永久性的或臨時性的。永久性的就是在玻璃幕墻內外設置各種形式的遮陽板和遮陽簾，臨時性的就是在玻璃的內外設置輕便的布簾，竹簾，軟百頁，帆布蓬等。在永久性的遮陽設施中，按其構件能否活動，有可分為固定式或活動式兩種。活動式的遮陽可視一年中季節的變換，一天的時間變化和天空的陰晴情況，任意調節遮陽板的角度；在寒冷的季節，可以避免遮擋陽光，爭取日照。
遮陽的效果除與遮陽形式有關外，還與構造設計有很大的關系，設計時要特別注意以下幾點：
1、 遮陽板面的組合與構造
在滿足阻擋直線陽光的前提下，可以有不同板面組合的形式，應該選擇對通風，采光，視野，構造和立面處理等要求更為有利的形式。為了使于熱空氣的散逸，并減少對通風，采光的影響，常將板面做成百頁的或部分做成百頁的，或中間層做成百頁的。
2、遮陽板的安裝位置
遮陽板安裝的位置對防熱和通風的影響很大。例如將板面緊靠墻面布置時，受熱表面加熱而上升的熱空氣將受室外風壓作用導入室內。這種情況對綜合式遮陽更為嚴重，為了克服這個缺點，板面應該離開玻璃墻面一定的距離安裝，以使大部分熱空氣沿著墻面排走，且應使遮陽板盡可能減少擋風，最好還能兼起導風入室作用。
3、外遮陽和內遮陽
一般來講，室外南向仰角45°的水平遮陽板，可輕易遮去68%的太陽輻射熱。裝在窗口內側的布簾，軟百頁等遮陽設施，其所吸收的太陽輻射熱，大部分散發給室內空氣。裝在外側的遮陽板，吸收的輻射熱，大部分散發給室外的空氣，從而減輕了對室內溫度的影響。因此采用外遮陽（遮陽板）是最好的建筑節能之道。遮陽系統智能化設計遮陽系統智能化的諸多優點被忽略，或僅僅作為樓宇的點綴而已。我們認為智能遮陽系統是建筑智能化系統不可或缺的一部分。遮陽系統為改善室內環境而設，如今一種新型的智能玻璃幕墻技術在合肥也得到了發展。
智能玻璃幕墻廣義上包括玻璃幕墻、通風系統、空調系統環境檢測系統、樓宇自動控制系統。其技術核心是一種有別與傳統幕墻的特殊幕墻-熱通道幕墻，它的最大特點是由內外兩層幕墻之間形成一個通風換氣層，由于此換氣層中空氣的流通或循環的作用，使內層幕墻的溫度接近室內溫度，減小溫差因而它比傳統的幕墻采暖時節約能源42%-52%，制冷時節約能源38%-60%。在空氣腔中增加日光控制裝置（如百頁、光反射板、熱反射板等），可以同時滿足建筑自然通風、自然采光的要求。另外由于雙層幕墻的使用，整個幕墻的隔音效果得到了很大的提高。
五、總結
合理的遮陽系統對玻璃幕墻建筑的藝術與技術的作用和效果，尤其是在建筑節能與智能化方面，都需要我們不斷地去開發和研究。對國內外建筑遮陽技術的調研；對適用性遮陽構造方案的研究；對遮陽構造性能系數的研究；對適用遮陽系統節能軟件的開發；對遮陽構造藝術性的評價將是我們以后的工作重點。建筑遮陽不應該僅是一組組物理數字計算，只要合理的整合技術和藝術，就可以成為具有表現力的建筑立面要素，成為可呼吸的建筑表皮，更好的發揮其作用，來實現建筑節能。
