“夏氏遮阳”与岭南建筑防热

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three ways by ventilation by radiation and by heat conduction The way of heatproofness for contemporary Lingnan architecture should be like this natural cooling works with air condition shelter for sun radiation and rain We should learn from the tradition and innovate intrepidity KEY WORDS heatproofness in Lingnin architecture sunshade heat insulation ventilation 中图分类号 TU111 4 文献标识码 B 文章编号 1000 3959 2005 06 00 00 一 夏氏遮阳 是岭南早期现代建筑防热的创举 1 何谓 夏氏遮阳 1950 1958 年 曾留学德国的中国建筑师 华南工学院 现华南理工大学 建筑 大闸蟹 阳澄湖大闸蟹 晾衣架品牌 大闸蟹价格 大闸蟹专卖 阳澄湖大闸蟹专卖 晾衣架价格 大闸蟹礼卡 阳澄湖大闸蟹礼券 大闸蟹礼盒 液压千斤顶 超高压软管 超高压压力表 空气增压泵 晾衣架批发 阳澄湖大闸蟹价格 大闸蟹礼券 晾衣架厂家 系教授夏昌世先生在岭南现代建筑创作中作了前所未有的尝试 组织建筑系的师生 系统地研究了岭南新建筑防热的各种问题 并将屋顶隔热和窗口遮阳的研究成果付 之实践 在广州中山医学院和华南工学院的早期现代教学楼的屋顶和窗口都建造了 使人耳目一新的 夏氏遮阳 图 1 2 在岭南现代建筑中 因为采光和通风需要 外墙开窗数量多而且开窗面积大 由 此引起通过窗口进入室内的天空辐射热 含太阳直射辐射热和天空扩散辐射热 就很 多 另一方面 现代建筑的屋顶多采用钢筋混凝土平板 吸收天空辐射热的面积大 时间长 转化为向室内辐射的长波辐射热也很多 所以 现代建筑的窗口和屋面是防 热的薄弱环节 夏教授透彻地研究了这两个薄弱环节 分别创作了窗口的水平和垂 直相结合的综合式遮阳和平屋顶的连续拱遮阳两种早期岭南现代建筑遮阳构件 两 种遮阳对岭南现代建筑的防热起了很大的作用 据我们夏季实测 有夏氏综合式遮 阳的窗口 其外表面温度比没有遮阳的窗口低 2 3 夏氏连续拱遮阳的屋面板内 表面温度比没有遮阳的屋面板低 11 遮阳效果显著 夏氏的窗口遮阳考虑了广州地区太阳 视行 规律和建筑朝向 东西南北向的窗 口设置的遮阳构件形式都有区别 东西向窗口采用水平和垂直相结合的综合式遮阳 南向窗口采用通长水平式遮阳 北向窗口不设遮阳 水平遮阳板不但遮阳 也可以遮 雨 还兼顾了采光和通风散热的作用 它不是平常多见的一块简单的厚重的水平悬 挑的钢筋混凝土平板 而是由多块互相平行向内斜置的混凝土薄板组成 也有用铁 皮百叶或木百叶代替混凝土薄板 射到板上的直射阳光转变为扩散反射光被反射回 去 只有少部分扩散光经斜板的背面再反射而进入室内 为室内提供合适的采光 薄 板之间也可以互相遮阳 减少对直射阳光的吸热 薄板本身热容量较少 也容易散热 克服了一般厚重混凝土平板吸热多 升温后再向室内发射长波辐射热的缺点 水平 遮阳板是夏教授吸收了近代岭南西式建筑百叶窗的某些优点加以创新而成的 夏氏 的屋顶遮阳也继承了岭南水上民居筒拱屋顶 图 3 的某些特点 连续起拱的屋顶避 免了中午前后太阳光线对平屋顶的垂直入射 明显减少接收的太阳直射辐射热 拱 端开口有利拱内通风 达到防晒和散热的效果 大大降低了平屋顶混凝土板内表面 的辐射温度 可以说 夏氏建筑遮阳 的出现 不但解决了当时多层建筑混凝土平屋 顶的隔热 防雨和窗口遮阳 采光的新问题 还为建筑立面增添了技术美 打破了早 大闸蟹 阳澄湖大闸蟹 晾衣架品牌 大闸蟹价格 大闸蟹专卖 阳澄湖大闸蟹专卖 晾衣架价格 大闸蟹礼卡 阳澄湖大闸蟹礼券 大闸蟹礼盒 液压千斤顶 超高压软管 超高压压力表 空气增压泵 晾衣架批发 阳澄湖大闸蟹价格 大闸蟹礼券 晾衣架厂家 期岭南新建筑造型简单 立面呆板的局面 开辟了一条技术和艺术相结合的新路 使 新建筑体现了岭南特色 图 4 2 对 夏氏遮阳 的再认识 夏氏遮阳 是岭南早期现代建筑中引人注目的一种窗口和屋顶遮阳形式 但未 获得推广 自第一批出现以后 再没有第二批出现 究其原因 主要不是设计依据的 科学原理有问题 而是因当时材料 施工 造价的制约而出现的一些缺陷 还有社会 对建筑美的接受程度 当时窗口遮阳构件的材料质量差 混凝土薄板受不了因长 期自重作用而在中段下挠 引起板身开裂 钢筋生锈 保护层剥落 图 5 铁皮薄板 因长期缺少保养而生锈破烂 木百叶也因长期日晒雨淋而霉烂脱落 平屋顶的筒 拱形砖砌遮阳构件 既增加屋顶荷载 又不能上人使用 在经济困难时期 虽然夏 教授处处考虑降低经济成本 但 夏氏遮阳 毕竟还是增加了部分工程造价 当时 社会追求的是现代建筑的简单化 人们普遍接收了西方的 方盒子 建筑的简洁形态 认为凸出外墙上的 夏氏遮阳 构件是建筑立面的一种累贅 多年来华南理工大学校园建筑管理者为了安全 不断把破烂的夏氏窗口遮阳构 件拆除 至 2002 年 50 周年校庆前夕 校园内建筑上当年所建的夏氏窗口综合遮阳 构件全部被拆除 从保留建筑历史信息的角度来看是非常可惜的 夏氏窗口遮阳的 水平形式和垂直形式部分被保留下来 用新型轻钢材料代替原先的钢筋混凝土薄板 和木百叶 图 6 7 还有 因涉及建筑结构等问题 夏氏屋顶遮阳并没有拆除 还作 了翻新 图 8 这说明夏氏遮阳还有存在价值 还有发展的希望 3 夏氏遮阳 的历史意义 夏氏遮阳 是 20 世纪 50 年代岭南建筑师探求岭南新建筑适应气候 体现地方特 色的产物 其出现在岭南建筑师的摇篮 华南工学院是理所当然的 华南工学院 从 20 世纪 30 年代建校以来 经历代岭南优秀建筑师精心设计 校园里留下无数优 秀建筑作品 这些作品在不同年代问世 反映了不同年代的建筑风格 可以说是一部 近现代岭南建筑史 也是建筑学子们一本活的近现代岭南建筑教科书 夏氏遮阳 就 是这部建筑史中不可缺少的一段 也是这本教科书重要的一章 夏氏遮阳 是岭南现代建筑防热的早期创作 一旦总结经验 就成为岭南现代建 筑划时代的防热新理论 1958 年 夏教授在 建筑学报 第 10 期发表 亚热带建筑的 大闸蟹 阳澄湖大闸蟹 晾衣架品牌 大闸蟹价格 大闸蟹专卖 阳澄湖大闸蟹专卖 晾衣架价格 大闸蟹礼卡 阳澄湖大闸蟹礼券 大闸蟹礼盒 液压千斤顶 超高压软管 超高压压力表 空气增压泵 晾衣架批发 阳澄湖大闸蟹价格 大闸蟹礼券 晾衣架厂家 降温问题 遮阳 隔热 通风 论文 系统地总结了广州地区早期现代建筑防热的 研究和实践成果 这是最早的岭南现代建筑防热理论 今天回顾起来 我们很多建筑 师不一定了解夏氏遮阳理论 更不要说理解和掌握 如果我们要在经济和文化全球 趋同化的背景下寻求城市和建筑的地区主义 就很有必要考察一下夏氏遮阳的实物 和重温夏氏遮阳的理论 现今我国流行国际式建筑美学 其基础是高科技 目前的高科技主要依靠适应性 很强的人工环境 这种适应是以牺牲大量的能源和不同程度损害人们的卫生健康为 代价的 在岭南 到处可见不分朝向的大面积玻璃幕墙 不设遮阳的窗口 没有遮阳 效果的屋顶空架子 这样的建筑很难体现岭南建筑特色 图 9 可见 夏氏遮阳的历 史意义不在于它的形式 结构 构造和材料如何 而在于它向世人表明 岭南新建筑 需要遮阳 在岭南 有遮阳的新建筑才称得上具有岭南特色 二 隔热是岭南建筑防热的主要途径 1 岭南现代建筑必须解决防热问题 在建筑气候分区中 岭南属于夏热冬暖的湿热地区 相对于全国来说 岭南纬度 最低 太阳高度角较大 又因靠近东南沿海 海拔高度低 空气湿度大 因而太阳辐 射强烈 人体蒸发散热困难 即使空气温度低于 32 因空气相对湿度达 90 以上 人们也会因蒸发散热困难而感觉很闷热 一年中 炎热时间很长 达 7 个月左右 因 此 防热一直是岭南建筑要解决的主要功能问题 本来 建筑是人类夏天防热和冬天 防寒的庇护所 为什么现代建筑又要提出建筑防热问题 主要是建筑结构和建筑构 造发生了很大的改变 传统的砖木结构变为钢筋混凝土框架结构 坡屋顶变为平屋 顶 传统建筑厚墙薄顶 对外开窗少 开窗面积不大 所以 外墙导热热阻大 外界 热量不易传入室内 屋顶瓦片轻而薄 热容量小 白天吸收太阳辐射热少 温升小 对室内的长波热辐射也少 瓦件散热较快 太阳落山不久瓦面很快降温 晚上有利室 内热通过大面积的屋顶向天空辐射散热 现代建筑外墙多为填充墙 较薄 开窗多而 且开窗面积大 室外各种热量容易传入室内 特别是西墙 屋顶的钢筋混凝土平板 导热系数和热容量都较大 白天吸收太阳辐射热多 温升高 对室内的长波热辐射强 而且平屋面比坡屋面的平均辐射角系数大 吸收太阳辐射热多 晚上又因热惰性较 大而散热慢 所以现代建筑的顶层和西向房间白天和晚上热环境都较差 因此要提 大闸蟹 阳澄湖大闸蟹 晾衣架品牌 大闸蟹价格 大闸蟹专卖 阳澄湖大闸蟹专卖 晾衣架价格 大闸蟹礼卡 阳澄湖大闸蟹礼券 大闸蟹礼盒 液压千斤顶 超高压软管 超高压压力表 空气增压泵 晾衣架批发 阳澄湖大闸蟹价格 大闸蟹礼券 晾衣架厂家 出建筑防热问题 2 岭南建筑防热的途径 岭南建筑防热主要有两种途径 隔热和散热 隔热就是阻碍室外热流传入室内 散热就是把外围护结构已吸收的热量反向传回室外或把已经进入室内的热量和室内 产生的余热排向室外 隔热又分遮阳隔热 结构和构造隔热 室内遮热板隔热三方面 散热又分通风散热 辐射散热 导热散热三方面 遮阳隔热是利用建筑外围护结构的附加物遮挡太阳辐射直接加热外围护结构 使其外表面升温小 如采用绿化遮阳 采用活动或固定的遮阳设施遮阳 夏氏遮阳就 属于这种隔热 结构隔热是增大结构材料的导热热阻 减少传入室内的热量 如使用 导热系数较小和较厚的材料做外墙材料 广东农村的生土墙属这种隔热 构造隔热 是利用构造方法增大外围护结构的组合热阻 例如采用组合板结构或采用空气间层 的构造增加外墙热阻 广东传统民居双隅或三隅的中空青砖墙属这种隔热 室内遮 热板隔热是利用薄板遮挡外围护结构内表面的长波辐射 例如利用吊天花遮挡屋顶 的长波辐射热 广东近代建筑屋顶中常见的吊西式天花就属这种隔热 通风散热 一方面利用岭南沿海地区较凉又较强的风压风通过屋顶架空层和门 窗洞口的合理设置 带走外围护结构内外表面的热量和室内较热的空气 这就是常 说的夏季穿堂风 另一方面通过建筑设计 如设置天井 冷巷 廊道 天窗等创造热 压风的必要条件 冷 热空间和进出风口的高差 排走室内较热空气而达到散热 目的 这就是常说的热压通风 辐射散热只有在背阳的外围护结构表面或晚上屋顶 向天空的长波辐射才见效果 导热散热是利用导热系数较大的水流或水雾导热和蒸 发带走外围护结构表面的热量 除人为热外 建筑室内过热主要是由太阳辐射引起 所以遮阳是隔热的最好方式 这是隔热的第一道防线 结构和构造隔热是隔热的第二道防线 室内遮热板隔热是 隔热的第三道防线 通风散热是隔热的补充 或者说这三道防线被热流突破后 就得 靠通风驱散室内热量 通风也可以降低外围护结构外表面温度 白天 室外通风降低 外围护结构外表面的温度 减少内外表面的温度差而达到减弱传向室内的热流 晚 上 室外通风也可以降低外围护结构外表面的温度 加大内外表面的温度差 加快通 过外围护结构传向室外的热流 所以 通风对岭南建筑是不可缺少的 大闸蟹 阳澄湖大闸蟹 晾衣架品牌 大闸蟹价格 大闸蟹专卖 阳澄湖大闸蟹专卖 晾衣架价格 大闸蟹礼卡 阳澄湖大闸蟹礼券 大闸蟹礼盒 液压千斤顶 超高压软管 超高压压力表 空气增压泵 晾衣架批发 阳澄湖大闸蟹价格 大闸蟹礼券 晾衣架厂家 三 当代岭南建筑防热之路 1 自然降温与人工空调相结合 传统建筑与现代建筑的最大区别之一是前者为自然控制的建筑环境 后者为人 工控制的建筑环境 也就是有些学者所说的 被动式 和 主动式 的区别 在防热方 面 就是自然降温和空调降温的区别 自然降温就是夏昌世教授总结的六个字 遮 阳 隔热 通风 这是一方面运用建筑本身的构造抵御过多的自然能 太阳能对 建筑环境的侵害 另一方面又利用自然能 风能改善建筑环境 这一思路和实践 是符合建筑节能和建筑生态的传统建筑设计原则的 在某些早期现代建筑中 如酒 店 因要求有能主动控制的舒适环境 人们发明了建筑空调降温系统 以补充被动控 制的不足 例如 1937 年建成的广州爱群大酒店 在建筑核心中间留了一个大天井 用于自然通风和采光 又在某些房间布置了冷气系统 作为自然通风降温的补充 到 了近期现代建筑即当代建筑 室内大空间的出现已很难利用自然通风散热 某些公 共建筑需要全天的空调降温 同时又因采光和现代美学的需要 玻璃幕墙和玻璃顶 棚已不可避免 于是就出现了新建筑的隔热和保温新问题 在岭南的防热中 隔热和 保温是两个不同概念 隔热 是要求外围护结构白天隔热好 晚上散热快 使室内温 度控制在人体表面温度 33 之下 加上通风散热 基本可以达到 舒适 和可接受的 稍热 这是对自然控制的建筑环境而言 保温 是要求外围护结构白天和晚上都要 隔热好 使室内保持低于室外较多的舒适温度 而不存在室内通风散热问题 这是对 人工控制的空调环境而言 前者室内外的热交换是通过外围护结构和门窗洞口进行 后者室内外的热交换主要是通过空调系统进行 空调系统实际是一个热泵 它不断 把室内人为热和外界透过外围护结构传进室内的热量抽到室外去 为了减少空调能 耗 要求通过外围护结构进入室内的热量越少越好 这叫做 防热式保温 与冬天的 防寒保温原理基本相同 所不同是热流方向相反 因此 岭南建筑的防热式隔热和防 热式保温的构造设计是不同的 如果我们要实现自然降温与人工空调相结合 就要 寻找协调地适合两者的建筑设计和构造设计之路 人工空调降温系统至今仍处在不断完善的过程 空调建筑由于它的密封性 影响 了其内部人员的健康 为了健康 需要换气 经常换气 就增加耗能 所以它需要解 决健康和节能问题 也要解决与自然降温相结合的问题 同样 作为人工环境的城市 大闸蟹 阳澄湖大闸蟹 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