浅析建筑遮阳节能技术-----利用绿化遮阳

浅析建筑遮阳节能技术

-----利用绿化遮阳

马生军

摘要：在能源危机和环境问题不断困扰现代人的生产和生活的今天社会各界人士纷纷致力于不同角度和立场来解决这两个顽疾。建筑业作为能耗大户更应该积极地研究解决这些问题的途径和方法。而合理有效的遮阳体系是节能和有效利用日光资源的理想途径。本文阐述了利用建筑绿化的遮阳效果，以达到既美化环境又节能环保的目的。

关键词：建筑遮阳；外遮阳；绿化遮阳

一、一般外遮阳的基本形式

一般遮阳的形式大致可以分为选择性透光遮阳和遮挡式遮阳两种。选择透光性遮阳是利用某些对阳光具有选择性吸收、反射（折射）和透射特性的特殊材料与玻璃复合，来实现对太阳辐射进行控制的一种遮阳方式。遮挡式遮阳就是用各种遮阳构件阻挡阳光直接照射在建筑物上或射入室内的做法。遮阳构件可以做成固定的，也可以做成活动的，甚至是智能化控制的。根据遮阳构件与窗户的相对位置可分为内遮阳、外遮阳和双层玻璃间遮阳，以外遮阳效果最好。外遮阳的遮阳构件设置于室外，其用材有钢筋混凝土、金属、木材、合成织物、玻璃等。遮阳板是最基本的建筑外遮阳构件，有水平式、垂直式、综合式和挡板式四种基本形式，根据这四种基本形式，又可以组合演变成各种丰富的形式，而成为建筑外立面活跃的装饰元素。内遮阳是遮阳构件设置于室内，主要为织物窗帘、百叶卷帘等，优点是安装使用方便，通常可拆卸。本文介绍的绿化遮阳主要是针对遮挡式外遮阳这一形式。

二、绿化遮阳的主要功用

上面所谈到的遮阳形式目前已在国内大部分建筑中使用，但是高昂的安装费用及日后的维护维修成本是其大量推广的重要障碍。此外，外遮阳设备的安装是一项“技术难题”：外遮阳的安装对建筑外立面的“破坏”是有目共睹的。许多优秀的立面设计，往往由于建筑技术的干扰，良好的创意不能得到充分的展示。

绿化遮阳就是运用植物作为遮阳的“构件”，在建筑的外围形成一道活动的、生机勃勃的遮阳形式，它在不破坏建筑外立面的整体形式的基础上，既有遮挡辐射、美化环境的功能，又有以下4 大作用：

(1)改善局部气候

利用绿化调节温度，尤其是在酷热季节降低温度，是建筑绿化最显著、最重要，也是最稳定的作用之一。因为树木枝叶形成的浓荫，不仅可以遮挡来自太阳的直接辐射热，而且可以遮挡来自地面、墙面和相邻物体的反射热。

(2)调节空气湿度

植物有蒸发水分的作用。据测定，一株中等大小的阔叶木一天约可蒸发100kg的水份，有资料表明，有绿化的居住小区的空气相对湿度比无绿化的住宅小区的空气相对湿度，在冬季高10～20%，在夏季高20～30%。当然，建筑绿化对空气的这种调节作用是有一定的作用范围的。

(3)降低噪声污染

噪声的危害，已为人们普遍认识。防止和减少城市噪声，是城市中一个亟待解决的问题。而利用绿化来降低或削弱城市噪声对建筑的影响，则是一种积极、经济、易行的有效措施。一般来讲，绿化对低频噪声的隔声能力优于高频，混植的隔声能力优于纯植；而植物本身的吸声能力，一般以叶面粗糙、面积大、树冠浓密的植物为强。

(4)防止灰尘侵袭

城市中的灰尘，主要是由地面扬尘、汽车尾气及烟气组成。其中40%因粒径较大而迅速沉降，而另外的60%则以悬浮物的形式漂浮于空气之中。植物的防尘作用是十分显著的，防尘亦是建筑绿化的重要功用之一。

三、绿化遮阳的种类与运用

很早以前人们就开始在房屋前后种植树木或搭建可以缠绕爬藤植物的棚架，利用树荫遮挡夏季的太阳辐射，营造一个清凉的热环境。下面就详细介绍一下具体的绿化方式与实际运用中的注意事项。

(1)墙体的植物遮阳

沿墙种植爬藤植物，让植物直接攀爬覆盖在墙面上，以阻挡太阳辐射，一般多在西向或北向墙面采用。该种做法遮阳效果明显，盛夏季节外墙外表面温度可降低4℃～5℃。但这种做法的隔热性能的好坏与植物叶面对墙面的覆盖程度密切相关，覆盖越密，覆盖面越大，效果越好。

(2)种植屋面与空中花园

上述绿化只是针对低层多层建筑，在如今高容积率的城市中，小高层、高层住宅占大多数，针对此类建筑的绿化一般采用种植屋面与空中花园绿化。

种植屋面或空中花园就是指在屋面或阳台、露台上进行绿化布置。种植屋面和空中花园的设置不仅美化了环境，而且可以调节空气湿度，吸收有害气体、废气，阻挡夏季过多的热辐射进入室内，减少空调负荷。据测算，种植屋面可以有效降低夏季屋面内表面最高温度（表1），从而减少夏季电力使用量的5%～15%，因此这是一种可降低能耗，又能形成良好的局域生态小气候的生态补偿性技术措施。

表1[5] 各种屋面内表面最高温度比较

编号 屋面名称 内表面出现最高温度时间 内表面最高温度 优劣次序

15 16 17 18 19 20

1 蓄水种植屋面 31.3 31.9 32 31.8 31.7 32.0 1

2 架空板通风屋面 36.8 38.1 38.4 38.3 38.2 38.4 6

3 双层屋面板 34.9 35.2 36.4 35.8 35.7 36.4 5

4 蓄水屋面 34.1 35.1 35.6 35.3 34.6 35.6 4

5 蓄水养水浮莲屋面 34.1 34.3 34.4 34.4 34.0 34.5 3

6 种植屋面 33.5 33.5 33.7 33.5 33.2 33.7 2

种植屋面的推荐构造层次见图1，其在实际工程运用中必须注意以下5 点：

①需考虑建筑物的承重能力：在建筑物上种植植物，种植层的重量必须在建筑物的可容许荷载以内，否则，建筑物可能出现裂纹并引起屋顶漏水，严重的还有可能造成坍塌事故。

②需考虑快速排水：雨水和绿化洒水必须尽快排走，如果长期积水，轻则会造成植物烂根枯萎，重则可能会导致屋顶或阳台漏水。

③需要保护建筑屋面和防水层：植物根系具有很强的穿透能力，如果不设法阻止植物根系破坏建筑屋面和防水层，就可能会造成防水层受损而影响其使用寿命，还可能造成屋顶漏水。

④需考虑项目完成后的日常维护保养：绿化建在高层楼房的屋顶或阳台上，所以必须考虑后期的维护保养的问题，如定期浇水、修剪、除虫和施肥等，例如较高楼层上的绿化面积较大时，建议采用自动喷洒装置或自动滴灌装置；考虑到城市缺水的问题，还可以将空中花园的绿化浇水系统与建筑物的中水系统或者雨水收集处理系统相连，用中水或者收集的雨水作为绿化浇灌用水，可以起到节约用水的作用。

⑤屋顶或阳台的种植环境比较特殊：由于屋顶上日晒、风吹、蒸发、干旱等种植环境不同于地面，所以选择植物品种时需要选择喜光、抗风性强、耐旱等耐候性强的植物品种。有些阳台或露台，特别是凹形的阳台与露台则相对较阴湿，则可以选择一些喜阴的植物品种。



图 1 种植物面基本构造

(3) 窗外植物遮阳

在外墙窗外种植落叶乔木，夏季利用树荫遮挡炙热的阳光辐射，而冬季树木落叶后不妨碍日照采暖。长江三角洲地区落叶树的落叶时间较晚，有时十一月底树叶仍未落尽，而寒流却已经来临，影响了南向室内的日照。

四、应用实例

上海生态建筑示范楼对包括种植屋面在内的各项低能耗节能措施进行综合设计，取得了较好的效果。该工程基于经济发展水平，地域气候特征、周围环境特点，具有自然通风、超低能耗、天然采光、健康空调、再生能源、绿色建材、智能控制、资源回用、生态绿化、舒适环境等十大技术特点，同时实现了太阳能利用与建筑一体化的匹配设计和应用。其综合能耗为普通建筑的1/4，再生能源利用率占建筑使用能耗的20%，室内综合环境达到健康、舒适指标；再生资源利用率达到60%。其种植屋面采用倒置式保温体系，保温层采用耐植物根系腐蚀的XPS 板和泡沫玻璃板置于屋面防水层之上，再利用屋面绿化技术，形成一种冬季保温、夏季隔热又可增加绿化面积的复合型屋面。经测试该种植屋面传热系数为0.31，热惰性指标为3.2。

上海生态建筑示范楼种植屋面技术见图2。



图2 上海生态建筑示范楼种植屋面技术

五、结束语

建筑遮阳设施的良好设计不仅能为人们提供舒适宜人的建筑空间环境,也节约了大量的能源,符合当今世界可持续发展的要求,体现着建筑的发展趋势。如今已经发展成为建筑功能与艺术和技术的结合体,是现代高技术和精致美学的完美体现,给建筑师的设计拓展了新的天地。植物在建筑中的科学化、可控性利用值得我们今后继续深入研究。

参考文献　

[1] 建筑设计资料集.第二版.中国建筑工业出版社 1994

[2] 钟力 .我国生态建筑的示范性实践——兼评上海生态建筑示范楼.《建筑学报》2005年第9期

[3] 殷丽峰，李树华.绿化屋面的表面温度分布比较研究［C］∥陈自新.抓住2008年奥运会机遇进一步提升北京城市园林绿化水平论文集.北京：北京市园林局，2005：395-340.

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