建筑的遮陽藝術(shù)

建筑的遮陽藝術(shù)

[摘要]本文通過對建筑遮陽的基本形式和目前遮陽現(xiàn)狀的分析,提出了建筑設(shè)計者可以通過韻律感與尺寸感、虛實對比與凹凸變化、層次感與光影效果、動感與節(jié)奏感等有效的處理方式,讓遮陽不僅成為節(jié)能、降耗等重要手段,同時成為建筑造型元素的一部分,使建筑遮陽與建筑物成為有機的整體。

[關(guān)鍵詞]節(jié)能建筑遮陽建筑藝術(shù)建筑造型

節(jié)能、降耗、能源的有效利用越來越受到社會的普遍重視。在我國,建筑耗能占全國總能耗的首位,節(jié)能是建筑、乃至社會發(fā)展的必然要求和趨勢。

隨著社會的發(fā)展,國民經(jīng)濟的快速增長,空調(diào)日益普及,建筑能耗中夏季空調(diào)的能耗占著重要部分。炎熱的夏季,太陽輻射透過窗戶直接進(jìn)入室內(nèi)的熱量,是造成室內(nèi)過熱或增加空調(diào)制冷負(fù)荷的重要原因。因此,建筑遮陽是夏季隔熱最有效的措施。對減少空調(diào)能耗發(fā)揮著重要作用。

一、建筑遮陽的基本形式

1.固定遮陽

(1)水平式:水平式遮陽板適宜于遮擋從窗頂上面射來的太陽,如圖1所示。

(2)垂直式:適宜遮擋從窗側(cè)面射來的陽光,有利于遮擋太陽高度角較低的陽光。因此多用于低緯度地區(qū)的北向或接近北向的窗戶,如圖2所示。

(3)綜合式:是將水平和垂直兩式綜合起來的遮陽形式,同時遮擋從頂部和側(cè)部的陽光。如圖3所示。

(4)擋板式:這種遮陽特別利于遮擋平射過來的陽光,如圖4所示。

2.活動遮陽

(1)遮陽篷:遮陽篷的材料常常是織物或者鋁合金,遮陽效果因其安裝方式、材料和顏色而有所不同。如今專業(yè)生的遮陽篷一般都能調(diào)節(jié)角度,以遮擋不同高度角的陽光。它還為墻壁遮擋了太陽輻射,有利于室內(nèi)過熱。

(2)遮陽紗幕:遮陽紗幕在安裝上與防蟲紗窗類似,緊貼著窗戶外側(cè)。紗幕的材料主要是玻璃纖維,耐火防腐,堅固耐久,紗幕的稀疏度是決定有多少光線能夠穿過紗幕的關(guān)鍵因素之一,如稀疏度為14%,即阻擋了86%的太陽輻射。

(3)遮陽百葉:安裝在窗戶外側(cè)的百葉適用于對隔熱和防護要求較高的場合,有卷簾、折疊、平開、推拉等開啟方式。它們不僅在夏季遮陽,在冬季還對窗戶起到作用,如避免寒風(fēng)侵襲。金屬百葉片還可設(shè)計成包裹有玻璃棉或其他保溫材料的復(fù)合結(jié)構(gòu),提供保溫隔熱性能。另外,質(zhì)地堅固的百葉窗,還可以替代防盜網(wǎng),成為集遮陽、防護、保溫、防盜等為一體的多功能百葉窗。

3.綠化遮陽

利用落葉喬木,象懸鈴木、白揚、槐、桉等,以及藤架等。不僅遮陽效果較,且可以點綴和美化環(huán)境,而且隨著季節(jié)之變化在不需要遮陽時即落葉,但是多適用于低、多層建筑。

二、建筑遮陽的現(xiàn)狀

通過對南昌市建筑現(xiàn)狀的調(diào)查,從上世紀(jì)六七十年代開始到現(xiàn)在,由于經(jīng)濟因素,以及對遮陽認(rèn)識的不到位,造成目前遮陽的存在以下問題:

1.在日常生活中,無論是住宅建筑還是辦公類建筑,夏季降低室內(nèi)溫度、改變室內(nèi)熱舒適度的,大多是靠空調(diào),而建筑本身沒有進(jìn)行合理處理——遮陽設(shè)計,如圖5所示。

2.對于進(jìn)行了遮陽處理的,是把建筑造型設(shè)計與遮陽這一物理功能分開考慮,先作造型,遮陽設(shè)施由用戶自己解決,各家各戶的遮陽方法五花八門,材料東拼西湊,立面上極不協(xié)調(diào)。嚴(yán)重破壞了建筑的整體效果,建筑藝術(shù)性蕩然無存,如圖6所示。

3.由用戶缺乏必要的建筑物理知識,用戶做的遮陽設(shè)施往往不合理,達(dá)不到應(yīng)有效果。最好的例子是南昌的住宅北向采光口大量采用了水平遮陽。而實際上由于在夏季當(dāng)太陽照到北立面時,太陽高度角已經(jīng)很低,水平遮陽已經(jīng)效果不大。

4.大都采用PVC遮陽篷,這種材料宜老化,抗腐蝕能力差,而長沙、武漢、上海等夏熱冬冷地區(qū)典型城市是中國酸雨影響最嚴(yán)重的地區(qū),PVC遮陽篷的使用壽命值得研究,如圖7所示。

造成上述情況,主要原因是:一是設(shè)計者認(rèn)為各種形式的遮陽板在很大程度上影響了建筑的立面造型;二是遮陽對夏季日照控制所起的作用未被足夠重視;三是夸大了遮陽對采光、通風(fēng)和視野的不利影響。筆者認(rèn)為,有必要重新明確這樣的作用與目的,從而選擇合適的遮陽形式與構(gòu)造,特別是使其與建筑藝術(shù)融為一體。進(jìn)入新世紀(jì)后,技術(shù)的進(jìn)步和生活質(zhì)量的提高,必然要求國內(nèi)建筑設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)綜合考慮遮陽因素對造型藝術(shù)的影響。從現(xiàn)代藝術(shù)原則出發(fā),做到立面上“一次到位”,不再搞“二次裝修”(實際上也不可能做好)。發(fā)達(dá)國家在這方面已經(jīng)有了大量的經(jīng)驗,對國外的現(xiàn)代建筑遮陽發(fā)展趨勢的研究和借鑒有助于中國現(xiàn)代建筑遮陽真正融入整個現(xiàn)代建筑藝術(shù)中。

三、遮陽構(gòu)件與建筑構(gòu)件的結(jié)合

建筑遮陽構(gòu)件結(jié)合房屋立面處理窗、過梁設(shè)置,用鋼筋混凝土構(gòu)件等做成永久性遮陽板,成為建筑物的組成部分。這種這樣美觀耐久,遮陽板還可兼起擋雨板(雨篷)的作用。遮陽板遮陽在目前的工程中使用最為普遍,按其形狀及效果而言,可分為四種基本形式:水平式、垂直式、綜合式和擋板式。

根據(jù)這些基本形式,可以演變成各種各樣的其它形式。例如,單層水平板遮陽挑出長度過大時,可做成雙層或多層水平板,挑出長度可縮小而具有相同的遮陽效果,如圖8所示。又如綜合式、水平式遮陽在窗口小、窗間墻寬時,以采用單個式為宜;如窗口大而窗間墻窄時采用連續(xù)式為宜。其他如花格、擋板也可連續(xù)應(yīng)用。另外,固定式水平遮陽板的種類有實心板,也有柵形板、百葉板等,可以離墻或靠墻;而柵形板、百葉板及離墻的實心板則有利于通風(fēng)、采光及外墻面散熱。同理,根據(jù)遮陽和立面處理需要,固定式垂直板可以做成傾斜式的(與房間進(jìn)深方向傾斜),或垂直式的?？傊?可根據(jù)房間的使用要求、不同緯度、朝向和建筑外形要求等來合理選擇遮陽板的樣式。裝飾裝修工程中,遮陽板常用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿做成外觀輕巧的薄板,或用金屬材料制造。

四、寓遮陽于建筑藝術(shù)中

夏季外窗節(jié)能設(shè)計應(yīng)該首選外遮陽,使用外遮陽往往不只是使用者個人的事情,因為建筑立面會不可避免為之改觀。以上信息可以看出,夏季炎熱地區(qū)一些未經(jīng)過遮陽設(shè)計的公寓、住宅,住家各自拉起了帆布篷,或安裝遮陽板,或是在窗口陽臺種植爬藤植物,形形色色的遮陽設(shè)施使建筑立面雜亂無章。而有些不當(dāng)?shù)恼陉栐O(shè)施既達(dá)不到有效的隔熱,還給居住生活帶來不便。這就需要建筑師在建筑設(shè)計時結(jié)合造型予以充分考慮。

遮陽設(shè)計不是一項獨立于建筑設(shè)計的節(jié)能措施,它甚至貫通了建筑設(shè)計的全過程,從建筑選址、布局到建筑立面的設(shè)計,從環(huán)境植物配置到結(jié)構(gòu)、暖通設(shè)計的配合等。因此,除了節(jié)能的技術(shù)要求,還需要與建筑整體設(shè)計的巧妙配合。在建筑設(shè)計遮陽時,必須注意與建筑造型的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,使遮陽設(shè)施除了遮陽功能外更是一種裝飾手段,令建筑更加賞心悅目。

1.韻律感與尺寸感。把連續(xù)的窗洞與外遮陽構(gòu)件作為建筑的基本構(gòu)圖要素,運用這些“線”造型打破立面上一成不變的“面”元素,通過間隔、比例來規(guī)范建筑的尺度(如高度、樓層等),就會使建筑立面的整體統(tǒng)一性表現(xiàn)得一覽無余,同時使韻律美油然而生,體現(xiàn)建筑自身的韻律,真實地反映出建筑的尺度,如圖9所示。

2.虛實對比與凹凸變化。不同形式的遮陽板在很大程度上影響了建筑的立面造型,如果處理得好會使建筑更加協(xié)調(diào)生動。比如,豎向與橫向結(jié)合的綜合式遮陽板,既得到了遮陽效果、又可作為立面從實到虛(實墻到虛墻)二者過渡部分,這種強烈的虛實對比使建筑的個性十足;充分展示出的結(jié)構(gòu)美,讓建筑更加栩栩如生。又如,體型輪廓高低錯落、墻面凹凸虛實多變,以及開窗、凹陷等手法,同樣可以令建筑物外觀取得豐富的藝術(shù)效果。一般人都認(rèn)為玻璃幕墻設(shè)計只能平板化,無法設(shè)計外遮陽等遮陽設(shè)施,但是在國外的許多案例中,我們可以發(fā)現(xiàn)金屬玻璃幕墻能以輕巧的金屬板設(shè)計成優(yōu)美的遮陽形式并成為現(xiàn)代建筑造型有趣的一部分。橫向和豎向外遮陽板的結(jié)合,強化了建筑立面的虛實對比。在沒有減少建筑面積的情況下,增加了立面的凹凸虛實變化,體形高低錯落,充分展示了結(jié)構(gòu)之美,體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑美學(xué)的裝飾原則——形式追隨功能。

3.層次感與光影效果?？紤]到氣候和節(jié)能因素,建筑裝飾工程不宜采用大面積玻璃幕墻。若僅局部采用玻璃墻面,則在實墻的不同部位可考慮采用格構(gòu)式遮陽手法,使整齊劃一的格構(gòu)式立面分割在光影的作用下顯示出秩序感和穩(wěn)定感,也使建筑在陽關(guān)下更加生動有趣、充滿變幻。另外,可以運用出挑的鋼制框架式遮陽構(gòu)件,使一切都隱在這種格構(gòu)的秩序之中,局部的變化豐富了層次,光影中更加強了建筑自身的性格;也可以讓窄墻組成的構(gòu)架在玻璃窗上形成厚重的光影,既豐富了建筑立面構(gòu)圖,又強化了空間感,成為重要的裝飾性要素,如圖10所示。

4.動感與節(jié)奏感。在擴大開窗面積、增設(shè)開闊空間的情況下,用色彩鮮艷的水平(或垂直)遮陽布,或在整個場地內(nèi)支起曲面形遮陽布。它們在風(fēng)中搖擺,使建筑動了起來,與建筑物形成強烈對比,將給人一種全新、甚至是奇妙的感覺。另外,垂吊的綠化也可以打破橫平豎直的呆板構(gòu)圖并能形成豐富的光影,既能解決了遮陽問題,又使整棟建筑耐人尋味。

5.細(xì)部與重點。為了使建筑統(tǒng)一中有變化,避免單調(diào)以達(dá)到一定的美觀要求,也常在反映該建筑性格的重要部位,如用遮陽百葉、遮陽紗幕結(jié)合一定造型的窗戶,使得墻面與窗戶簡單組合,插入了細(xì)部元素,不僅可以強化建筑的個性,同時可以材料的質(zhì)感不同,也會給人以不同的感覺。如天然石材和磚的質(zhì)地粗糙,具有厚重及堅固感;金屬及光滑的表面感覺輕巧、細(xì)膩。立面設(shè)計中常常利用質(zhì)感的處理來增強建筑物的表現(xiàn)力。

五、遮陽設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題(小結(jié))

遮陽設(shè)施在解決建筑的遮陽問題的同時,往往又對房間的通風(fēng)、采光等帶來一定的負(fù)面影響。遮陽物對房間通風(fēng)有一定的阻擋作用,使是內(nèi)風(fēng)速有所降低;遮陽物又有擋光作用,從而會降低是內(nèi)照度,在陰天更為不利。因此,采用遮陽設(shè)施應(yīng)與房間的通風(fēng)、采光、構(gòu)造及建筑的立面造型等統(tǒng)