在能源危機(jī)和環(huán)境問題不斷困擾現(xiàn)代人的生產(chǎn)和生活的今天，社會(huì)各界人士紛紛致力于不同角度和立場(chǎng)來解決這兩個(gè)頑疾。建筑業(yè)作為能耗大戶更應(yīng)該積極地研究解決這些問題的途徑和方法。

 

　　現(xiàn)代建筑中，從墻面到屋頂越來越多的采用玻璃，玻璃的通透性能使人們充分感受到自然+自然景觀、自然光線和自然空間，但它同時(shí)帶來采暖和制冷上能耗提高的隱患，又是與生態(tài)建筑這一歷史發(fā)展趨勢(shì)相抵觸的。而傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)——建筑遮陽，能防止有害的直射陽光，減少傳入室內(nèi)的太陽輻射熱量，是消除或防止夏季室內(nèi)過熱的有效措施之一。所以遮陽設(shè)計(jì)的應(yīng)用在建筑節(jié)能大環(huán)境中變得越來越重要。

 

1 建筑遮陽的作用

 

　　遮陽系統(tǒng)的傳統(tǒng)作用是通過降低過熱和眩光來提高室內(nèi)熱舒適性和視覺舒適性，并且還能提高隔絕性——獨(dú)處而不受干擾。遮陽設(shè)施可以發(fā)揮一個(gè)方面或所有三個(gè)方面的作用。上個(gè)世紀(jì)初空調(diào)的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)自然降溫技術(shù)的使用大大降低。一段時(shí)期內(nèi)傳統(tǒng)的自然降溫技術(shù)被完全地忽略了，直到二十世紀(jì)七十年代早期的能源危機(jī)才推動(dòng)了傳統(tǒng)技術(shù)的復(fù)蘇。僅僅在二十世紀(jì)九十年代，傳統(tǒng)技術(shù)才重新應(yīng)用到公共建筑領(lǐng)域中。

 

　　遮陽設(shè)施可以被設(shè)計(jì)通過遮蔽不透明或透明表面來限制直射太陽輻射進(jìn)入室內(nèi)。第二個(gè)作用是限制散射輻射和反射輻射進(jìn)入室內(nèi)。

 

　　太陽輻射是由在光譜中可見光和不可見光等比例的電磁輻射組成的。不可見光部 分包括紫外線和紅外線。光譜中的可見光部分占有大概太陽能的50%，一般用光通量、照度、發(fā)光強(qiáng)度、亮度等參數(shù)來描述。

 

　　到達(dá)一個(gè)表面的太陽輻射可能來自三個(gè)部分：太陽直射輻射（短波輻射），天空散射輻射，來自周圍表面和建筑的反射輻射。外遮陽設(shè)施能阻擋直接輻射部分，和降低散射輻射和反射輻射的影響，但是也能影響日光、眩光、視覺和通風(fēng)。氣候條件和建筑類型、使用等參數(shù)將影響這些因素的相對(duì)重要性。直射輻射得熱對(duì)于居住建筑在供熱季節(jié)是好的、有利的。但是對(duì)于醫(yī)院無論什么氣候條件，直射輻射任何時(shí)候都是不利的。

 

2 常用的遮陽系統(tǒng)

 

2.1 固定遮陽系統(tǒng)

 

　　固定遮陽設(shè)施通常作為外遮陽，并且具有很好的外觀可視性，為建筑師提供更多的設(shè)計(jì)手段。典型的設(shè)施有水平式遮陽板、垂直式遮陽板或是板條格形無花板等等。那種隱藏式窗戶也是一種固定遮陽設(shè)施。它們相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單和便宜，并且在阻擋直射陽光上很有效，但是在阻擋散射和反射光上不是很有效。

 

　　水平式遮陽板是一種最常見的固定遮陽設(shè)施，并且是用于控制太陽高度角比較大的直射太陽輻射的最簡(jiǎn)單的設(shè)施。在北半球，它主要被用在南向立面上。在比較低的緯度上，它傾向于被用在東向和西向的立面上。在比較溫暖的氣候下，如地中海式氣候，制冷是必要的，遮陽板經(jīng)常被做成百葉來使空氣能夠自由通過立面。

 

　　綜合式遮陽板是綜合式遮陽，實(shí)際上是水平遮陽和垂直遮陽的組合，可據(jù)窗口朝向的方位而定，設(shè)計(jì)成對(duì)稱或不對(duì)稱的，能有效遮擋太陽高度角中等的直射太陽光，從窗口前方斜射下來的陽光，遮陽效果均勻，主要適用于東南或西南向窗口遮陽，其次也適用于東北或西北向窗口遮陽。

 

　　擋板式遮陽板，這種遮陽特別利于遮擋平射過來的陽光，適用于東向、西向或接近該朝向的窗戶。

 

　　立面花格式遮陽結(jié)構(gòu)，有時(shí)可以成為很好的建筑墻體元素，而成為建筑立面的活躍因素。白角套方，六角菱形、長(zhǎng)方形等，仿佛花墻洞、漏窗一般、既可裝飾又可遮陽。

 

　　在固定遮陽設(shè)施設(shè)計(jì)中，洞口的朝向是主要的決定因素。在南向立面上完好設(shè)計(jì)的水平式遮陽板能在盛夏時(shí)提供好的遮陽，同時(shí)在冬季時(shí)允許太陽輻射滲入。為了使遮陽板能夠在早上和下午比較低的太陽高度角時(shí)也能有效，應(yīng)該在窗口兩側(cè)延長(zhǎng)遮陽板的長(zhǎng)度。遮陽板的長(zhǎng)度應(yīng)該決定于洞口的寬度和緯度。挑出寬度決定于緯度、窗高和窗戶到遮陽板的豎向距離。

 

　　固定遮陽設(shè)施在低角度的早上和下午不能有效地阻擋太陽輻射熱，尤其是在東向和西向立面上。固定垂直式遮陽板能在這方面提供一些保護(hù)，但是同時(shí)也降低了室內(nèi)照度。仔細(xì)布置的植物或是活動(dòng)式外遮陽設(shè)施能夠在比較低的太陽高度角的時(shí)候一樣提供比較好的控制。

 

2.2 可調(diào)節(jié)遮陽系統(tǒng)

 

　　可調(diào)節(jié)式或活動(dòng)式遮陽設(shè)施能安裝在室外，室內(nèi)或是在兩層或三層玻璃窗之間?？烧{(diào)節(jié)遮陽設(shè)施經(jīng)常被使用在室內(nèi)，在室內(nèi)它很容易被控制而且還很便宜。然而，它也能應(yīng)用于室外遮陽設(shè)施。在可調(diào)節(jié)的外遮陽設(shè)施能夠阻擋陽光的同時(shí)，需要時(shí)也能允許陽光進(jìn)入。尤其在處理低角度的直射、散射和反射光時(shí)非常有效。不像固定遮陽設(shè)施，它能夠使室內(nèi)照度不過多地降低。能適應(yīng)大部分地區(qū)的氣候。然而，它的成功決定于堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和正確的使用，假如是自動(dòng)的話，它可能是昂貴的。

 

　　對(duì)于自動(dòng)的可調(diào)節(jié)遮陽設(shè)施，如果想能節(jié)能，決定于氣候和調(diào)節(jié)的頻率。可調(diào)節(jié)的外遮陽系統(tǒng)主要關(guān)心的是耐用性，它們比內(nèi)遮陽和固定式遮陽設(shè)施需要更多的維護(hù)。

 

2.3 可收縮的遮陽系統(tǒng)

 

　　可收縮的遮陽設(shè)施可以被收縮到窗口的頂部或是窗口的一側(cè)，甚至完全撤掉。內(nèi)遮陽的百葉簾和窗簾都屬于這一類，外遮陽，如布篷、軟百葉簾和百葉窗也屬于這一類。這類遮陽設(shè)施不用考慮在設(shè)計(jì)上兼顧夏季遮陽和冬季得熱兩方面的要求。而且在遮陽的同時(shí)，它還能夠滿足通風(fēng)的要求。

 

　　•可折疊布篷裝于鐵架可折疊的布篷，用時(shí)放下，不用時(shí)折起，并可調(diào)整。

 

　　•內(nèi)置活動(dòng)軟百葉板，簾大多裝置于室內(nèi)，一種為合金鋁片或硬木薄片。成橫式或豎式上下留空穿疊，同時(shí)隨太陽射入情況可全放全遮，或局部放下，不用時(shí)全部折疊于窗頂。而且百葉角度可調(diào)整，既可以遮陽，又利于通風(fēng)；另一種是簾幕織物窗簾，它可以使光亮表面的眩光及反射光線大幅度減小，紫外線照射減弱，營(yíng)造清雅舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時(shí)大大節(jié)省能源。而且手調(diào)彈簧控制系統(tǒng)、手調(diào)鏈條控制系統(tǒng)或電動(dòng)控制系統(tǒng)也方便了控制。

 

　　此種形式遮陽的缺點(diǎn)是由于內(nèi)遮陽懸于室內(nèi)，故仍有太陽輻射余熱進(jìn)入室內(nèi)，易于在玻璃窗內(nèi)引起溫室效應(yīng)，不可避免的使室內(nèi)熱量積聚，效率較之外遮陽要低。

 

　　•外遮陽卷簾,如上所述，外遮陽卷簾在遮陽效率上遠(yuǎn)高于內(nèi)遮陽。在歐洲被廣泛應(yīng)用，其不僅優(yōu)于室內(nèi)遮陽效果，美觀大方，而且兼具防護(hù)功能，是國(guó)內(nèi)建筑外遮陽防護(hù)的新潮流。

 

2.3 植物遮陽系統(tǒng)

 

　　在建筑附近或上面種植樹木、攀爬植物、灌木和一些建筑結(jié)構(gòu)如藤架、梁，再結(jié)合城市形狀，能夠幫助調(diào)節(jié)微氣候。合適的使用以上措施，對(duì)于內(nèi)遮陽和外遮陽的需求就會(huì)減少。選擇性的種植不僅可以遮擋窗口、其他洞口，還可以遮擋整個(gè)立面和屋頂，繼而降低了熱傳導(dǎo)和熱輻射得熱。

 

　　落葉樹木可以在夏季提供遮陽，常青樹可以整年提供遮陽。植物還能通過蒸發(fā)周圍的空氣降低地面的反射。常青的灌木和草坪對(duì)于降低地面反射和建筑反射很有用。常青的植物對(duì)于擋風(fēng)也很有效。

 

　　植物的遮陽效果主要決定于植物的類型、品種和年齡。這些因素決定了樹葉的類型和植被的密度。如果是落葉樹木，樹葉的密度隨著季節(jié)的變化而變化，Givoni指出植物會(huì)以下面幾種方式影響室內(nèi)溫度和室內(nèi)負(fù)荷：

　　1）高的樹木和藤架位于距離墻和窗口的較近的地方時(shí)，將能提供很好的遮陽同時(shí)不會(huì)降低通風(fēng)。

　　2）墻上的攀爬植物和離墻近的灌木將不僅提供遮陽而且降低墻附近的風(fēng)速。

　　3）外墻表面附近的空氣溫度降低了，降低了傳導(dǎo)和滲風(fēng)得熱。

　　4）建筑周邊的草坪植物降低了反射輻射和長(zhǎng)波輻射，從而降低了太陽輻射得熱和長(zhǎng)波輻射得熱。

　　5）空調(diào)冷卻器附近的植物降低了周邊的溫度，因而提高了系統(tǒng)的COP，以至于減少了用于制冷使用的電能。

　　6）建筑東、西兩側(cè)的植物能夠在夏季有效地阻擋太陽得熱。

 

　　在夏季最熱的時(shí)候，由樹木或灌木遮擋的墻體表面的溫度可以降低高達(dá)15度，攀爬植物可以降低達(dá)12度。Givoni的研究也發(fā)現(xiàn)，植物的隔熱性能也可能在某些情況下降低它遮陽功能的效果。由于墻體的長(zhǎng)波損失也被降低了，所以通過植物遮擋墻體可能達(dá)不到預(yù)期的效果。墻體的顏色和植物與墻體的距離都是非常重要的影響因素。

 

2.4 高級(jí)玻璃遮陽系統(tǒng)

 

　　所有的高級(jí)玻璃遮陽系統(tǒng)都是通過某些方式影響光線和熱通過玻璃的。它們的性能可以通過測(cè)量它們的反射率、吸收率、透過率和發(fā)射率得到。

 

　　上面提到的每一個(gè)特性都被生產(chǎn)商提到，是在標(biāo)準(zhǔn)條件下計(jì)算的。玻璃結(jié)構(gòu)的透過率在計(jì)算冷負(fù)荷時(shí)是最重要的因素。它包括三方面的內(nèi)容：熱透過率，光透過率和總的太陽透過率。熱透過率是來自物體長(zhǎng)波輻射、天空和地面的散射輻射。光透過率指的是太陽輻射光中的可見光部分，占有透過日光的大部分?？偟奶柾高^率指的是太陽輻射中的直射部分和由玻璃結(jié)構(gòu)吸收后再發(fā)射的長(zhǎng)波輻射。

 

　　高級(jí)玻璃遮陽系統(tǒng)通常被用于遮陽和隔熱，但在一些情況下也用于日光調(diào)節(jié)。它們被證明當(dāng)沒有遮陽設(shè)施的情況下可以很好的替代遮陽設(shè)施。這些玻璃遮陽系統(tǒng)可以在生產(chǎn)過程中鍍上一層薄膜，使得他們對(duì)于不同波長(zhǎng)的光譜具有很好的選擇性。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，高級(jí)玻璃遮陽系統(tǒng)也得到極大的發(fā)展，但是一些高級(jí)玻璃類型還停留在雛形階段，限制了他們的使用。例如變色玻璃，被廣泛用于太陽鏡，但很難用于建筑目的。

 

2.5 城市形態(tài)

　　在氣候炎熱的地區(qū)，城市的布局環(huán)境一般比較擁擠。街道比較狹窄，在酷夏的季節(jié)，部分街道或整個(gè)街道都被布篷或水平遮擋板所覆蓋，在最熱的時(shí)候，甚至被附近的建筑遮擋。傾斜的地面被設(shè)計(jì)來加強(qiáng)建筑的相互遮擋。這些措施的主要目的就是提供一個(gè)舒適的室內(nèi)室外環(huán)境。這些設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致較差的通風(fēng)，所以像日光一樣，通風(fēng)也應(yīng)該被和遮陽一起考慮進(jìn)去。

 

　　在寒冷氣候條件下，城市設(shè)計(jì)更多的受到冬季供熱需求的影響。

 

　　在有些氣候地區(qū)，兩個(gè)季節(jié)的需求都要考慮。第一，夏季周圍較高的空氣溫度和較強(qiáng)的太陽輻射能產(chǎn)生強(qiáng)烈的得熱。第二，直射和反射太陽輻射能產(chǎn)生較高的眩光。完好的城市設(shè)計(jì)構(gòu)思能抵消消極的影響。建筑間距，主要表現(xiàn)在公共街道上，是主要考慮的因素，能夠通過計(jì)算來確定在供冷季節(jié)遮擋能取得多少節(jié)能。

 

3 遮陽系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

 

　　目前國(guó)內(nèi)外都很重視遮陽技術(shù)的研究和發(fā)展。在歐洲，提到建筑遮陽，大部分為建筑外遮陽，因?yàn)槿绻捎媒ㄖ飪?nèi)遮陽，實(shí)際上是僅僅擋住光線，并不能擋住熱量，當(dāng)光線遇到內(nèi)遮陽產(chǎn)品時(shí)，其輻射熱已經(jīng)透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)，并會(huì)使玻璃的溫度升得很高，從而達(dá)不到建筑節(jié)能的目的。建筑物外遮陽在歐洲應(yīng)用很普遍，即使是日照不太充足的國(guó)家和地區(qū)，都廣泛的在建筑上使用遮陽產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)，我們?cè)谝酝慕ㄖ锌赡芨幼⒅亟ㄖ耐庠谛问剑òㄩT窗和幕墻在內(nèi)），很少考慮建筑在遮陽、節(jié)能方面的要求，所以在目前國(guó)內(nèi)建筑中很少見到合理、有效的遮陽系統(tǒng)。但可喜的是，在近一、兩年，國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)一些采用現(xiàn)代遮陽系統(tǒng)的建筑，說明我國(guó)已經(jīng)開始建筑節(jié)能遮陽方面的實(shí)踐工作。

 

3.1 相關(guān)研究方法

 

　　隨著氣溫的變暖和能源的緊張，遮陽技術(shù)越來越受到建筑行業(yè)的重視。目前用于遮陽系統(tǒng)研究的方法主要有實(shí)驗(yàn)法、理論推導(dǎo)、軟件模擬等。

 

•實(shí)驗(yàn)法

　　實(shí)驗(yàn)是一種很傳統(tǒng)的方法。目前，主要的實(shí)驗(yàn)方法是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量遮陽設(shè)施對(duì)室內(nèi)照度、室內(nèi)溫濕度、玻璃表面溫度、熱流量、墻和玻璃表面溫度和墻、玻璃的輻射強(qiáng)度等參數(shù)的影響。

 

•理論推導(dǎo)

　　理論推導(dǎo)也是一種傳統(tǒng)常用的方法。理論推導(dǎo)的方法一般是提出一個(gè)控制變量（如遮陽系數(shù)、遮擋系數(shù)、有效得熱量、透光率、遮陽衰減系數(shù)等）來評(píng)價(jià)遮陽設(shè)施某些參數(shù)（如外遮陽百葉的間距與寬度的比值、外遮陽板的寬度等）對(duì)于這個(gè)關(guān)鍵變量的影響。

 

•軟件模擬

　　由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，軟件模擬正成為科研常用的工具。目前，針對(duì)外遮陽的問題提出了很多新的理論推導(dǎo)模型和算法，繼而在這基礎(chǔ)上提出了很多新的軟件。如，TRNSYS、ECOTECT、TRNSHD、LT Method 3.0和WINSHADE等等。

 

3.2 遮陽技術(shù)研究存在的問題

 

　　由于遮陽系統(tǒng)本身的復(fù)雜性、對(duì)于氣候和地理位置的依賴性，缺乏有效的模擬和設(shè)計(jì)工具等障礙，目前仍然存在很多的問題需要解決：

 

　　•因?yàn)檎陉栐O(shè)施不僅可以遮擋太陽的輻射得熱量而改變室內(nèi)的空調(diào)供暖的負(fù)荷，而且改變進(jìn)入室內(nèi)的日光而改變室內(nèi)的燈光負(fù)，所以光和熱的效應(yīng)對(duì)于遮陽的設(shè)計(jì)都有很大的影響。但是目前的研究大都把兩者分開了，單獨(dú)通過光或熱的方面來研究。因此，如何有效的結(jié)合光和熱的效應(yīng)來研究遮陽設(shè)施是當(dāng)前需要解決的問題。

 

　　•外遮陽設(shè)施（如外遮陽百葉、建筑之間的遮陽等）不僅影響室內(nèi)的光、熱負(fù)荷，而且也將影響建筑的通風(fēng)狀況。但是對(duì)于這方面的研究還是比較少的，因此，需要對(duì)此方面進(jìn)行大量地研究。

 

　　•遮陽的理論推導(dǎo)上，目前主要著眼于太陽直射輻射得熱量等變量的影響，很少考慮考慮太陽散射輻射得熱量的影響，這可能也是有關(guān)太陽輻射理論基礎(chǔ)方面研究的不足有關(guān)。所以也需要對(duì)此作進(jìn)一步的研究。

 

　　•隨著建筑節(jié)能觀念的深入人心，建筑遮陽越來越受建筑師的關(guān)心。遮陽產(chǎn)品也發(fā)展得越來越快，出現(xiàn)了很新的遮陽設(shè)施。但是對(duì)于這些新的遮陽設(shè)施研究的還少，所以也需要對(duì)此進(jìn)行大量地研究。

 

4 遮陽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題

 

　　遮陽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該綜合考慮以下幾個(gè)因素：太陽能的控制，日光和通風(fēng)的需要。室內(nèi)日光水平和自然通風(fēng)某種程度上不應(yīng)該妥協(xié)，額外的人工照明或機(jī)械通風(fēng)是需要的。

 

　　好的遮陽設(shè)計(jì)的目的能簡(jiǎn)單的定義為：

 

　　在需要的時(shí)候，能調(diào)節(jié)或阻擋太陽直射輻射

　　•控制散射輻射和反射輻射

　　•防止室內(nèi)和室外的眩光

　　日光和通風(fēng)沒有包括在內(nèi)。

 

4.1 遮陽與制冷

 

　　遮陽系統(tǒng)具有很多的功能和作用，其中最主要就是阻擋直射太陽輻射和降低過多不必要的室內(nèi)冷負(fù)荷。這種保護(hù)是通過遮擋建筑的玻璃和其他洞口達(dá)到的。遮擋建筑立面和屋頂能極大地降低室內(nèi)冷負(fù)荷，尤其是當(dāng)這些表面不隔熱的時(shí)候。遮擋建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和洞口直接降低了對(duì)于制冷的需求：遮陽系統(tǒng)降低建筑冷負(fù)荷的潛力不應(yīng)該被低估。

 

　　公共建筑的室內(nèi)得熱很高，除了受到室內(nèi)辦公設(shè)備和人員的影響外，太陽輻射對(duì)于室內(nèi)冷負(fù)荷起到了相當(dāng)大的影響。太陽輻射中的直射部分比散射部分起到更大的作用。由于太陽直射到達(dá)玻璃和洞口時(shí)，將熱量直接傳遞給室內(nèi)，即形成了瞬時(shí)冷負(fù)荷。又由于太陽輻射的直射部分是直線運(yùn)動(dòng)的，所以它能被外遮陽設(shè)施有效地阻擋。對(duì)于散射和反射部分，由于他們的入射角度的范圍很廣，所以很難由外遮陽控制，可能由內(nèi)遮陽或是軟百葉簾設(shè)施控制會(huì)更有效。然而，內(nèi)遮陽阻擋室內(nèi)得熱的有效性是很有限的。

 

　　太陽直射輻射和高的室外空氣溫度將使熱流通過建筑立面進(jìn)入室內(nèi)。傳導(dǎo)熱流的速度主要決定于建筑立面材料的熱惰性。一個(gè)被遮擋的建筑立面仍然將受到室外空氣溫度和散射、反射的影響，但是它不將受到太陽直射輻射的影響。所以一個(gè)被遮擋的墻將比一個(gè)未被遮擋的墻傳遞更少的熱量，繼而也降低了室內(nèi)冷負(fù)荷。

 

　　通過遮擋降低室內(nèi)冷負(fù)荷的同時(shí)，室內(nèi)日光水平的降低可能導(dǎo)致人工照明負(fù)荷的增加。這將部分抵消由于遮陽而帶來的室內(nèi)冷負(fù)荷的益處。

 

　　一個(gè)系統(tǒng)如果能夠在室內(nèi)分配光線，降低窗口面積處的眩光，以及增加在房間后部的照度，那它就是可取的。太陽得熱被減少應(yīng)該在不損害照度和通風(fēng)的情況下?？梢曰顒?dòng)的外遮陽設(shè)施通常能很好地取得這一點(diǎn)：理論上，外遮陽設(shè)施的上表面都涂有反射材料。Yener描述一個(gè)計(jì)算模型，用來設(shè)計(jì)固定遮陽設(shè)施，保證燈光負(fù)荷不會(huì)明顯的增大的情況下，使熱舒適性和視覺舒適性滿足要求，而且眩光也被限制在允許范圍內(nèi)。

 

4.2 遮陽與燈光

 

　　盡管在一個(gè)室內(nèi)的整個(gè)照度是很重要的，但是光的均勻性是決定室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量的決定因素。遮陽設(shè)施有再反射和再分配光的作用。遮陽的設(shè)施有從簡(jiǎn)單的光柵到高級(jí)的玻璃遮陽系統(tǒng)，還有軟百葉簾，反射百葉，垂直遮陽板和玻璃薄膜。他們的主要作用就是提高光水平的一致性。這包括降低窗口附近的光照，提高室內(nèi)離窗較遠(yuǎn)環(huán)境的光照等等。

 

　　不同的系統(tǒng)起到不同的作用，但是他們都有一個(gè)共同的目標(biāo)：他們能提高室內(nèi)光水平的均勻性，典型的就是將窗口附近的光線重新分配到進(jìn)深較大的地方。潛在的眩光處也可以通過改變光線的方法來避免。一些實(shí)驗(yàn)表明通過提高光照水平的一致性，人們能夠適應(yīng)更低的整體光水平。當(dāng)光線被完全分配到整個(gè)室內(nèi)空間的時(shí)候，即使實(shí)際的光照水平低于理想的水平，人們也很少傾向去開燈。當(dāng)人們的眼睛要適應(yīng)更高的照度梯度的時(shí)候，傾向開燈的可能性就會(huì)增大。那種即能阻擋不必要的太陽輻射，又能重新分配太陽光的遮陽設(shè)施，自然就有可能在兩個(gè)方面上取得能耗最小。首先，通過遮陽降低了室內(nèi)冷負(fù)荷；其次，通過提高室內(nèi)照度的一致性降低了人工照明的使用，從而降低了室內(nèi)燈光負(fù)荷。

 

4.3 遮陽與熱舒適性

 

　　熱舒適性可以簡(jiǎn)單地被定義為人們對(duì)于周圍熱環(huán)境的感覺滿意度。人們的活動(dòng)水平、衣著和室內(nèi)微氣候如，空氣溫度、空氣濕度和空氣流速等因素，都是影響人們熱舒適性的基本參數(shù)。不舒適一般是由于整體上過冷或過熱引起的。它也可能由于一股不理想的氣流或身體上部和下部形成的比較大的溫差引起的。

 

　　人類的熱平衡系統(tǒng)允許我們?cè)谝粋€(gè)熱環(huán)境中適應(yīng)比較大的變化范圍。這個(gè)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是視丘下部的腺體，它的設(shè)置平衡點(diǎn)為37oC。當(dāng)這個(gè)腺體察覺到這個(gè)溫度變化時(shí)，一系列生理反應(yīng)會(huì)驅(qū)使身體重新回到37oC。當(dāng)身體的生理反應(yīng)，如出汗或戰(zhàn)栗，不能調(diào)節(jié)恢復(fù)這個(gè)溫度時(shí)，人們就會(huì)感到不舒適。

　　根據(jù)Szokolay的方法，這個(gè)使人們既不感到熱也不感到冷的點(diǎn)稱為熱平衡點(diǎn)。它決定于氣候變量、生理因素和室外綜合溫度，如下式：

　　Tn = 17.6 + 0.31 x Tav,

　　其中 18.5 < Tn < 28.5oC。

 

　　這個(gè)熱平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡，因?yàn)榻ㄖ?nèi)的溫度在一天內(nèi)總是變化的。這個(gè)平衡除了受到建筑設(shè)備的影響外，還有以下兩個(gè)重要因素的影響：

　　1）室內(nèi)溫度：由于太陽輻射和室外溫度的變化，所以室內(nèi)溫度一直在改變?nèi)梭w得失熱的速率。

　　2）建筑的熱惰性：因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)不會(huì)立刻隨著輻射和室外溫度變化而變化。

 

　　人體的得失熱量過程受到以下幾個(gè)因素影響，如傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射、新陳代謝和蒸發(fā)。熱平衡時(shí)，

　　　　　Met - Evp +/- Cnd +/- Cnv +/- Rad = 0

　　　　　其中:

　　　　　　　　Met = 新陳代謝

　　　　　　　　Cnd = 熱傳導(dǎo)

　　　　　　　　Cnv = 熱對(duì)流

　　　　　　　　Rad = 熱輻射

　　　　　　　　Evp = 蒸發(fā)

 

4.4 遮陽與視覺舒適性

 

　　視覺舒適性通常是決定光環(huán)境的主要因素。視覺舒適性受到人為的主觀因素和年齡影響，還受到日期、季節(jié)的變化的影響。當(dāng)下面的內(nèi)容滿足的時(shí)候一個(gè)滿意的亮度環(huán)境是可能取得的。

 

　　•合適的照度

　　•眩光控制

　　•用于工作的適度對(duì)比度

　　•用于工作的適度色彩

 

　　在建筑的日光設(shè)計(jì)上，足夠的照度是第一要求的。光線的正確分配對(duì)于視覺舒適性也是很重要的。僅僅提供一個(gè)好的表面照度是不夠的。像前面提到的，均勻的日光分配能夠彌補(bǔ)照度的降低。

 

　　當(dāng)眼睛從一個(gè)明亮的地方到一個(gè)暗淡的地方時(shí)，眼睛將要調(diào)整來適應(yīng)照度的變化，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生短暫的視盲。這就是眼睛要適應(yīng)眩光時(shí)人們會(huì)產(chǎn)生不舒適的原因。研究表明：來自自然光的眩光比來自人工燈光的眩光更容易適應(yīng)。不過，眩光應(yīng)該被避免。

 

　　人工光源的色彩應(yīng)該盡可能的接近自然光的顏色。自然光能夠提供最好的色彩。理論上，高級(jí)玻璃遮陽系統(tǒng)（如，三棱鏡）不應(yīng)該干擾日光的顏色質(zhì)量。

 

5 結(jié)論

 

　　遮陽系統(tǒng)的作用對(duì)于建筑節(jié)能是極其重要的。但由于現(xiàn)代遮陽技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展才剛剛起步，研究水平和使用狀況都相對(duì)滯后，所以需要我們的建筑師、結(jié)構(gòu)工程師和建筑設(shè)備工程師的共同努力，推動(dòng)遮陽技術(shù)在我國(guó)的健康蓬勃發(fā)展。