主立面是西向的建築如何解決採光和西晒的矛盾？

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一個改造題目，現狀建築南北向和東邊採光條件差，建築東西朝向，建築進深大有較大採光需求。如何解決西向採光和西晒的矛盾比較好？
學渣一枚，如果提問有什麼不妥請諒解。

應 @ringo 要求來提供些實例。

首先正如已有的兩個答案所提到的，因為西晒的太陽高度角偏低，水平遮陽的阻擋有限，故採用垂直遮陽來阻擋直射比較可行。

說道實例，先來一個不怎麼理想的案例，我們學校這兩年修的一棟教學樓正好是在南北走向的地塊上，西立面用的是外掛密孔遮陽板（實在是不喜歡到都不想構圖的地步了）。可以看到，這樣的遮陽很消極的包裹了西立面，不但影響視線在遮陽上還收效甚微——上面的兩層有明顯的反光；考慮造型外掛遮陽的離地讓底層不得不拉上窗帘。

那麼，是不是改成垂直如百葉的遮陽會好一些呢？

不一定。

因為太陽的方位和高度時總是變化的。

簡單做個Ecotect的模型表示下，如果西立面的幕牆外設置垂直遮陽板，且遮陽板固定。那麼勢必要討論這樣的一組垂直板的扭轉角度問題。倘若遮陽板角度垂直於幕牆面，也許在某些月份的下午的某些時間裡，陽光還是有可能從板與板之間的縫隙射進室內。下圖是一個東西朝向，西面有垂直遮陽板並且遮陽板垂直於西立面的鞋盒模型。我拿（自己學校）英國中部的緯度舉例，在這樣的緯度條件下，全年的太陽的軌跡會「編織」成如圖所示的網，簡短的說，太陽從東邊，即圖上模型背側升起，在南側天穹移動並最後在西邊，即圖上有遮陽板的一邊，落下。那根紅色的弧線表示冬至日（全年白晝時間最短）日出與日落間太陽方位角變化的幅度，而藍色弧線是夏至日（全年白晝時間最長）時全天太陽方位角變化幅度。而從這個模型我們看到，太陽（軌跡網上的橙色的小球）從圖上這個位置是可以射入室內的。而圖上時間大約是9月1號的下午四點半。

那麼，是不是讓垂直遮陽板略微向南側扭轉，讓南邊天穹上的太陽在下午太陽高度角變低時亦能遮擋大部分的陽光呢？也許，但是對於英國這種高緯度地區，夏天的日照時間奇葩般地長，傾向從西南到正西方向保護西立面的遮陽板很有可能在從西北來的光線下破功，比如如下圖表現的夏至日下午6點，太陽是從建築的北面來了個回馬槍。

所以，如果遮陽板可以活動，下午的大部分時間扭轉向西南，在傍晚扭轉到西北的方向，就可以顧全到不同的情況。

只是，活動的遮陽板因為裝配和維修的問題牽涉到造價上的考量。比如我自己學校就放棄了活動遮陽板，只能寄希望於這蚊帳一樣的外掛遮陽網在英國陰鬱的天氣和短暫的夏天裡不會帶來太大的麻煩。

現在再看看不那麼差的例子。

比如 DesignInc在墨爾本做的CH2 Melbourne City Council House 2 。西立面被一組組細密木肋板遮擋，因為是在澳大利亞（南半球），遮陽板雖然考慮到可在一定角度內調整角度，但主要面對西北方向。因為材質和造型的得當，這個裡面對於前方的廣場是個不錯的景觀背景，但是，這樣的表皮勢必也遮擋了室內的光線，好在在這一案例里，西立面是較短的山牆。

（可以小角度扭轉的格柵們）

那麼是不是西立面採光和遮陽的博弈中就必須採用這種滿鋪類型的設計呢？有沒有開敞的可能行呢？

比如Héctor Fernández Elorza做的阿卡拉大學細胞與遺傳生物學大樓的擴建（Faculty of Cellular and Genetic Biology /Héctor Elorza) 就是個有趣的例子。

第一次在網上看到這個擴建部分的混凝土牆面時，我心裡就有頗多疑問，加建的長條型結構有大面積的實牆，偶爾的開窗往往伴隨出挑很深的檐口。ArchDaily上的解釋語焉不詳，所給方位也不清不楚。於是我就自己到google地圖上在阿卡拉大學校園一點點的找，終於在偏離主校區的地方找到了這個房子。

喏，這個長條的房子實際上可以算是面朝西邊的。

那麼，為什麼建築師有膽在西班牙的天氣下把這個西立面交給水平遮陽呢？我們首先看看設計的草圖，在設計伊始，建築師就把握住了基地極有利的一個條件——西面的大片樹林。

樹林不光提供景色（這也誘使設計師把窗戶做大，做通透）也在一定程度上遮擋西面的陽光，設計由此敢於開一些大窗，作為保險，不但加了深屋檐，更是在加建部分納入了一個中庭，用以區隔直接面向西晒的空間，並通過中庭的通透引入天光和疏導得熱。

（設計師草圖討論周邊環境，風，光的關係，太陽角度略微雞賊的畫得有些高）

而另外重要的一點是，加建部分，面對最好風景的這些空間大多被規劃為會議室或一些短時間停留的空間，換句話說，建築師把使用率低的空間外推，讓這些空間成為對其後主要功能區的遮擋。洱原建築的老西立面被大面積更換為半透明板材（polycarbonate）面向天井或者加建結構營造的大進深灰空間。

所以真如提問的同學面對的這個改造的案子，西立面是住裡面沒錯，但也許通過功能排布上的跳出框框，也許就可以實現不一樣的西立面來兼顧採光和遮陽。

可要是沒有這種迴旋餘地呢？

如果西立面背後就不得不放置高頻使用的空間？

柏林的GSW大廈就是一個有些年頭但又依然很好的例子。大廈的辦公區是一個狹長的板樓，東西朝向。

（如平面圖，香蕉狀的就是東西朝向的大廈主體）

與墨爾本的房子類似，GSW也使用了可活動的遮陽板，可以按使用者所需控制收攏和張開，有色彩搭配考量的遮陽板張開時讓立面有了繽紛的效果，而收起時又能做到不著痕迹——這就使得在沒有太陽直射煩惱的日子裡（上午，或者陰雨天），辦公空間將擁有異常開闊的視野。

而另外頗為重要的一點，對於一棟高層建築，立面風壓必然不小，與墨爾本的做法不同的是，GSW的遮陽是被包裹在雙層表皮（Double Skin facade）的中間。這樣不但減小了維護和操作的難度，雙層表皮本身又將利用西晒所得的熱量形成熱浮力。通過屋頂設計的出風口，把熱輻射從西立面帶走，並且引導室內通風。

（圖略小，將就著看）

當然，這樣的設計之所以可行多半還是因為建築是在較為寒冷的歐洲北部，內遮陽帶來的熱工上的影響較為容易處理的緣故。

所以，若是在炎熱的地區的恐怖烈日之下呢？如何做到優雅地採光和遮陽？

那麼，就不得不提Aedas在阿布達比的Al Bahar Towers（雙塔）

這個建築的一大特點就是，它的外遮陽系統是「活」的。

因為阿布達比緯度低，太陽高度角較高，這使得遮陽的重點多在東西兩側和建築頂部。而因為太陽自東向西運動，東西遮陽不用永久遮擋立面。所以才有了可控外遮陽的設想。而這一立面的幕後英雄是ARUP的設計團隊。

（其中一個負責人是Giorgio Buffoni。他把他們設計立面的理念叫做Optimal Design，旨在加入各種緯度的參數篩選可能性。這聽上去有點像參數化設計（Parametric Design），但他是這麼高冷的回答我的：如果計算機給你幾百種可能性，這是Parametric Design，如果計算機給你一百萬種可能性，而你還有能力迅速決定你想要的一種或幾種，這就是Optimal Design。）

我們暫且不考慮括弧里的名詞解釋。單單回過頭看這個遮陽設計，它可以穩定，準確，適時地提供遮陽或者採光。外掛的結構如果引導好了也可以幫助建築體帶走熱量。而這種這樣背後是新的視角下的一種強悍設計方法。但是，這並不意味著這就真的是那個「最優解」，這搞不好充其量是土豪阿拉伯世界不長毛的地表上又一次眼球經濟。

而對於一個設計項目，跟為重要的是理解問題本身，再輕巧地解決它。這種輕巧可以是西班牙式地，澳大利亞式地，德國式地，亦或者這個拉風土豪式地。

但請不要是我學校的那種屁股向下平沙落雁式。

先說原理。

太陽能總透射比表徵的得熱量包括兩部分，一部分是直接透過玻璃進入室內的太陽輻射熱，另一部分是玻璃及構件吸收太陽輻射熱後，再向室內輻射的熱量。

對於立面的設計，主要目的是降低第二部分造成的對室內輻射的熱量，因為第一部分的太陽輻射，由於考慮到需要採光，反而需要將可見光部分盡量的引入室內，這就是這個問題的主要矛盾所在。

再說方法
由於外窗的傳熱係數大大高於牆體的傳熱係數，因此，主要通過對外窗的遮蔽（即遮陽措施），可以達到降低因太陽對建築外立面照射而導致的室內輻射得熱。

細說方法
避免太陽對建筑西立面的太陽直射，主要通過遮陽手段達到。從太陽直射的角度進行拆分，主要分為兩部分，一部分為從太陽高度角著手，主要是設計水平遮陽；另一部分從太陽方位角著手，主要是設計垂直遮陽。
一、水平遮陽：
通過水平外遮陽和導光板的設計，可以避免太陽直射射到外窗表面，同時利用反射光導入到室內，增加採光進深。根據下圖總體來說就是這麼一個原理。

從上圖可以看出，通過水平遮陽，可以在外窗上減少一定的直射面積，從而使得因外窗被曬熱導致對建築的輻射得熱（紅色波浪箭頭部分）。同時，通過遮陽板的上部反光面，將太陽光反射到建築天花板上，再通過天花板的漫反射，增加對建築室內的採光（橙色波浪箭頭部分）。需要注意的是，這部分反射光也攜帶一部分的能量帶入到室內，會造成室內負荷，但可以通過使用選擇性反射塗料，來減少反射輻射的熱量，因此，這部分太陽反射輻射造成的得熱可以認為是遠遠小於太陽直射造成的得熱。
為了增加陰影區，可以多設幾道遮陽板，同時還可以進一步增加反射光採光進深，如下圖所示：

但這種反射遮陽板不宜低於視線高度，以防出現眩光。
二：垂直遮陽
垂直這樣的遮陽原理如下：（自己看圖，有點懶得用拗口的名詞解釋了）

同理

應該差不多了。
補充一句，非常重要的一點，上述只是一個大致的原理示意，具體怎麼設計，需要考慮到當地的地理位置和氣候條件，需要分析全年的太陽高度角和太陽方位角的分布，總結其中的規律，以選擇設計條件，進而選擇遮陽部件的形式、尺寸。最後設計出來的結果，可能跟我上述的內容大相徑庭，只是拋磚引玉而已。

@ringo 說得很好了，自己簡單補充倆句。避免西晒，而且房間要求好的採光，條件允許的話你可以做天窗，完全可以解決西晒的問題，
待補充——————上班後再去查下資料
繼續回答，
2.解決西晒方法就是採用百葉輕型遮陽。其安裝方式有固定安裝與機動可調節安裝，如圖

通過不同的角度調節可以避免大部分的西晒以及陽光在房間中的漫反射解決採光不足的問題
3.可參考博物館或者展覽館的開窗樣式，可以在梁底開高窗，設置寬度比較長的的條形窗，不僅可以避免西面陽光直接照射到人眼造成的不適，而且通過長長的條形窗增大了採光面積

最好的辦法只有窗帘。

我就職於境外一家外立面建築設計事務所，遮陽設計是我們的重要課題。
大家都知道，教科書中最常見的是「水平式，垂直式和擋板式」。但是有沒有創意地發散過，不要僅僅依靠遮陽板，而且結合玻璃形式進行整體遮陽設計呢？

我們有二十幾種綜合遮陽設計策略，有13種得到了實施並有具體的型材設計和玻璃選型。這裡，我拋磚引玉地提出兩個我們事務所常用的遮陽設計概念——Zigzag和Inclined Glass Surface.

1. Zigzag是基於垂直遮陽板的一個演化，朝西南面的部位可以採用穿孔鋁板做開啟扇，朝西北面的部位可採用較通透的採光玻璃。好處是同時解決了遮陽，採光和通風問題，如果西北面不夠遮陽，開啟扇可設計為平推式，需要的時候可變為可調節伸縮遮陽板。具體項目可根據當地熱輻射模擬結果，調整設計尺寸，非常有意思。

2. Inclined Glass Surface簡單點將就是將玻璃斜向下不超過10°。具體角度需根據項目所在地區和國家的安全玻璃規範和太陽高度角設計。這樣太陽不會直射進入室內，上方如果增加橫向遮陽板，效果更佳，並且能增加自然光散射進入室內。

可持續節能建築設計是個很有意思的方向，我們也一直在探索設計，落地實踐，積累更多國家地區的工程經驗，以帶來真正的舒適性設計。

自動控制活動遮陽

其實，用最簡單通俗的話說：太陽到了西面，太陽高度角低，陽光充分充分射入室內，所以叫「西晒」。解決方案：一般西立面使用垂直遮陽，通過Ecotect計算太陽於窗牆的角度，然後讓垂直遮陽百葉與太陽水平角垂直；調整百葉大小間距，使陽光在「西晒」時不會進入室內即可。
如果是項目，希望還是找一個專業綠色諮詢公司或者有設計能力的遮陽供應商配合。
不發廣告了，有興趣聯繫我，Hunterdouglas - Jerry

西晒只能通過固定垂直遮陽和可調節遮陽解決，但是如果項目所在地位於寒冷地區以南的區域，建議你採用可調節外遮陽解決，原因：第一為什麼不採用內遮陽？因為太陽直射輻射通過外窗之後將變成長波輻射，而玻璃對長波輻射的穿透率基本為零，這樣的話太陽直射輻射照射在內遮陽上，將使內遮陽升溫，這部分熱量會以長波輻射和對流的形式「滯留」在房間內，無法通過外窗傳至室外，會加重空調系統負荷和增加空調運行能耗，這是不利的，因此採用外遮陽，即使外遮陽接受太陽輻射產生升溫，這部分長波輻射也無法通過玻璃傳至室內，只能在室外消散，可有效降低空調負荷和運行能耗，這是有利的；第二為什麼選擇可調節遮陽？你的建築進深大，為了在太陽輻射強度不大的情況，充分利用自然採光，所以採用可調節遮陽，可有效減少眩光區域（這很重要，西晒太陽高度角低，眩光肯定會發生），可調節的好處就是可以根據太陽輻射強度進行調節遮陽與採光，達到兩者的平衡；而固定遮陽就不行了，無法實現根據太陽輻射強度的採光與遮陽平衡。

如果把鋁合金百葉板換成雙玻光伏板，是否可行？有什麼風險嗎？