第三节 门窗工程节能技术

随着生活水平的提高，人们对居住环境的要求越来越高，从而建筑节能已经成为建筑业中一个不可忽视的问题。在建筑外围护结构中，门窗的保温隔热能力较差，门窗缝隙还是冷风渗透的主要通道。尤其对于华中地区（冬冷夏热）改善门窗的绝热性能是建筑节能工作中的重点。其中门窗节能也是为了增大采光通风面积或表现现代建筑的一种特征。

一、铝合金窗断桥技术

（一）基本概念

隔热断桥铝合金是在铝型材中间穿入隔热条，将铝型材断开形成断桥，有效阻止热量的传导，隔热铝合金型材门窗的热传导性比非隔热铝合金型材门窗低40%～70%。中空玻璃断桥铝合金门窗自重轻、强度高，加工装配精密、准确，因而开闭轻便灵活，无噪声，密度仅为钢材的1/3，且隔音性好。

断桥铝合金窗指采用隔热断桥铝型材、中空玻璃、专用五金配件、密封胶条等辅件制作而成的节能型窗。主要特点是采用断热技术将铝型材分为室内、外两部分，采用的断热技术包括穿条式和浇注式两种，其构造如图2-12所示。

穿条式是由两个隔热条将铝型材内外两部分连接起来，从而阻止铝型材内外热量的传导，实现节能的目的。穿条用的隔热材料是隔热条，目前效果较好的隔热条是聚酰胺66，它的生产方法有两种：硬顶法和牵引法。硬顶法结构紧、外观好但比较脆；牵引法生产的韧性好但外观差，侧面有工艺凹陷。为了追求表面美观和精度，用PA66尼龙加超细玻璃纤维是目前国外隔热条的共同特点。国内把PA66加普通玻璃纤维作为主攻方向，也已经取得了一定的突破。需要注意的是不能用PA6、ABS（苯乙烯—丙烯腈—丁二烯三元共聚物）、PP（聚丙烯）等通用塑料来代替工程塑料PA66制造隔热条，特别要指出的是绝不能用PVC之类国家有关部门已明确规定不允许使用的只可用作非结构性材料，否则会由于隔热条与铝合金的线膨胀系数存在巨大差异，以及其强度不足、抗老化性差等原因而造成外窗使用安全性无法保证。

浇筑隔热材料以聚氨酯隔热胶为主，它的成分一般由树脂组分和异氰酸盐（酯）组分组成，其性能较完善。但由于原料在美国或韩国生产，使其成本增加，价格也偏高，因此国内生产的厂商比较少。对于铝合金窗受力构件则应经试验或计算确定，未经表面处理的型材最小实测壁厚要不小于1.4mm。

（二）技术特点

由于我国地域辽阔，气候环境各不相同，因此节能窗的选用应根据不同地区的气候特点，如冬季温度、夏季温度、风压、建筑物的功能要求、外窗的安装位置及方向等来综合考虑。对于断桥铝合金窗来说，一般包括以下几个特点：

1．保温隔热性好

断桥铝型材热工性能远优于普通铝型材，其传热系数K值可到3.0 W/（m2·K）以下，采用中空玻璃后外窗的整体K值可在2.8 W/（m2·K）以下，采用Low-E玻璃K值更可低至2.0 W/（m2·K）以下，节能效果显著。

2．隔声效果好

采用厚度不同的中空玻璃结构和隔热断桥铝型材空腔结构，能够有效降低声波的共振效应，阻止声音的传递，可以降低噪声30dB以上。

3．防火性能好

其型材铝合金为金属材料，其防火性能要优于塑料和木门窗。

4．无毒无污染，易维护，可循环使用

断桥铝型材不易腐蚀，不易变黄褪色，并可回收重复再使用。

5．耐冲击性能好

由于外窗外表面为铝合金材料，硬度高、刚性好，因此耐冲击性能优异。

6．气密性、水密性好

型材中利用压力平衡原理设计有结构排水系统，加上良好的五金和密封材料，可获得优异的气密性和水密性。

（三）主要技术指标

1．安全性能

安全性能是建筑门窗第一重要指标，主要表现在抗风压性能和水密性能等方面。

建筑窗户在使用过程中承受各种荷载，如风荷载、自重荷载、温差作用荷载和地震荷载等，应根据实际情况选择以上荷载的最不利组合。

窗体的安全性能主要表现在两个方面：其一是框扇在正常使用情况下不失效，推拉扇必须有可靠的防脱落措施，平开扇安装必须牢固可靠，高层建筑应限制使用外平开窗。要根据受荷载情况和支撑条件采用结构力学弹性方法，对窗体构件的强度和刚度进行设计计算，对框扇连接锁固配件强度进行设计计算，对窗体安装进行强度和刚度的设计计算。其二是窗体的锁闭应安全可靠，在窗户结构不被破坏的情况下，窗体的锁闭机构应保证窗户不被从室外强行打开。

玻璃的安全性能主要也表现在两个方面：其一是玻璃在正常使用情况下不破坏；其二是如果玻璃在正常使用情况下破坏或意外损坏，应不对人体造成伤害或伤害最小。要根据受荷载情况和使用位置对玻璃的强度和刚度进行设计计算，进行玻璃防热炸裂和镶嵌设计计算。玻璃的选用、镶嵌和安装执行《建筑用安全玻璃 第1部分：防火玻璃》（GB15763.1—2009）中的规定。

2．节能性能

对于寒冷和严寒地区，保温是主要问题，在该地区安装的窗户，主要的功能是在获得足够采光性能条件下，需要控制窗户在没有太阳照射时减少热量流失，即要求窗户有低的传热系数；而在有太阳光照射时合理得到热量，即要求窗户有高的太阳光获得系数。

对于夏热冬暖地区，室内空调的负荷主要来自太阳辐射，主要能耗也来自太阳辐射，隔热是主要问题。在该地区安装的窗户，主要的功能是在获得足够采光性能条件下，减少窗户阳光的得热量，即要求窗户有低的遮阳系数和太阳光获得系数。

夏热冬冷地区不同于寒冷严寒地区和夏热冬暖地区主要考虑的单向传热过程，既要满足冬季保温又要考虑夏季的隔热。该地区的门窗既要求有低的传热系数，又要求有低的遮阳系数。

对于任何地区，窗户的气密性能都是非常重要的，寒冷和严寒地区冬季建筑保温能耗中由窗户缝隙冷空气渗透造成的能耗约占窗户能耗的一半，并且影响居住舒适度和容易结露，因此对于严寒地区外窗的气密性等级应不低于国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》（GB/T17101—2008）中规定的6级，寒冷地区1～6层的外窗气密性等级不低于4级，7层及以上不低于6级。夏热冬暖地区窗户的气密性能主要影响夏季空调降温能耗，其气密性的要求同样要满足寒冷地区1～6层的外窗气密性等级不低于4级，7层及以上不低于6级的规定。

由于不同地域气候差异，因此各地的外窗节能性能要求并不完全一致。按照建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术（第一批）的要求，对于断桥铝型材中空玻璃平开窗，其抗风压强度P≥2.5kPa，气密性q≤1.5 m3/（m·h），水密性ΔP≥250Pa，隔声性能Rw≥30dB，传热系数K≤3.0 W/（m2·K），并符合当地有关建筑节能设计标准要求。

节能窗的设计与选用应遵照以下有关建筑节能国家和行业的标准和规范：

《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26—2010）、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ75—2012）、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134—2010）、《公共建筑节能设计标准》（GB50189—2015）、《建筑采光设计标准》（GB50033—2013）、《民用建筑热工设计规范》（GB50176—1993）等。

3．使用功能

包括隔声、采光、启闭力、反复启闭性能等几个方面。

（四）技术应用及要点

1．技术应用范围

（1）适用范围

断桥铝合金窗的适用范围是极为广泛的，采用不同组合的玻璃可适用于各类气候区域新建、扩建、改建的各类住宅建筑和公共建筑。

（2）应用前景

在宏大的建筑规模和建筑节能跨越式的发展之下，中国必将成为世界上最大且最有活力的建筑市场，断桥铝合金窗由于采用断热铝型材和各种节能玻璃组合，除了具有节能效果好、安全性高的特点外，还有外形美观、重量轻、稳定性强、耐腐蚀、可塑性好、防雷电、无毒无污染、回收性能好等多种优点，已开始逐步扩大在国内市场的份额，并为越来越多的建筑开发商和生产企业所看好，由此可见在国内市场，断桥铝合金窗将与塑、木窗一起成为我国未来门窗行业的主要产品。同时随着技术生产能力的提高，其成本也会有所下降。因此对于断桥铝合金窗来说其应用前景是极为广阔的。

2．技术应用要点

（1）窗型结构

目前国内建筑中常用的窗型，一般为推拉窗、平（悬）开窗和固定窗。

推拉窗是目前应用最多的一种窗型，其窗扇在窗框上下滑轨中开启和关闭，热、冷气对流的大小和窗扇上下空隙大小成正比，因使用时间的延长，密封毛条表面毛体磨损、窗上下空隙加大，对流也加大，能量消耗更为严重。因此推拉窗的结构决定了它不是理想的节能窗。

平（悬）开窗主要有内平（悬）开和外平（悬）开两种结构形式，平（悬）开窗的框与扇之间采用外中内三级阶梯密封，形成气密和水密两个各自独立的系统，水密系统开设排水孔、气压平衡孔，可使窗框、窗扇腔内雨水及时排出，而独立的气密系统可有效地保证窗户的气密性。这种窗型的热量流失主要是玻璃和窗体的热传导和辐射。从结构上讲，平（悬）开窗要比推拉窗有明显的优势，是比较理想的节能窗，尤其是平开—悬开复合窗型具有更方便舒适的使用性能。

固定窗的窗框嵌在墙体内，玻璃直接安在窗框上。正常情况下，有良好的气密性，空气很难通过密封胶形成对流，因此对流热损失极少。固定窗是保温效果最理想的窗型。

为了满足窗户的节能要求和自然通风要求，应该将固定窗和平（悬）开窗复合使用，合理控制窗户开启部分与固定部分的比例；进一步开发新型门窗产品，比如呼吸窗、换气窗等。根据窗的开启方式不同，一般情况下优缺点可参考表2-14进行选择。

（2）玻璃选择

窗户的玻璃约占整窗面积的80%左右，是窗户保温隔热的主体。普通透明玻璃对可见光和近红外波段具有很高的透射性，而对中远红外波段的反射率很低吸收率很高，这就使得热能很快地从热的空间传递到冷的空间，不论是寒冷还是炎热地区，其保温隔热性能都极低。可以采用如下几种方法提高玻璃的保温隔热性能：

第一，选用低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃）降低热辐射或控制太阳辐射。

新近开始普及的低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃）以其独特的光学特性，集优异的保温隔热性能、无反射光污染的环保性能、简单方便的加工性能于一体，为建筑节能领域提供了一种理想的节能玻璃产品。

在炎热气候地区，室内空调的主要能耗来自于太阳辐射，选用阳光控制低辐射镀膜玻璃，能有效地阻挡太阳光中的大部分近红外波辐射（太阳辐射）和室外中红外波辐射（热辐射），选择性透过可见光，降低遮阳系数，从而降低空调消耗。

在寒冷气候地区，选用高透光低辐射镀膜玻璃，能有效阻止室内中红外波辐射，可见光透过率高且无反射光污染，对太阳辐射中的近红外波具有高透过性（可补充室内取暖能量），从而降低取暖能源消耗。

中部过渡地区，选用合适的Low-E玻璃，在寒冷时减少室内热辐射的外泄，降低取暖消耗；在炎热时控制室外热辐射的传入，节省制冷费用。

第二，降低玻璃的传热系数。

虽然玻璃的导热系数较低，但由于玻璃厚度很小，自身的热阻非常小，传热量十分可观，故应采用优质中空玻璃降低玻璃的传热系数，减小热传导。中空玻璃内密闭的空气或惰性气体的导热系数很低，具有优异的隔热性能，同时其热阻作用随内腔气体层厚度的变化而变化，在内腔没有增大到产生对流并成为通风道之前，玻璃间距越大，隔热性越好，但当内腔增大到出现对流时，隔热性反而降低，因此应尽可能合理确定玻璃间距，普通中空玻璃充灌氪气、氩气和空气的最佳间距分别为9mm、12mm和15mm，镀膜中空玻璃充灌氪气、氩气和空气的最佳间距分别为9mm、12mm和12mm。

氩气比空气的导热系数低可以减少热传导损失，氩气比空气密度大（在玻璃层间不流动）可以减少对流损失，氩气比较容易获得、价格相对较低，因而中空玻璃内腔应优先选择充灌氩气。

另外还需注意的一点是玻璃间的隔条问题，采用非金属隔条（暖边隔条）的中空玻璃的传热系数低于金属隔条的中空玻璃，因为金属隔条起了明显的热桥作用，它使普通中空玻璃损失通过边部隔条整个热流的7%左右，使镀膜中空玻璃损失14%左右，使充灌氩气中空玻璃损失达到23%左右。不同组合的玻璃性能可参见表2-15。

3．密封材料

对于外窗来说，还有对性能影响比较大的部分是密封材料，主要包括三个方面：一是窗体与玻璃之间。玻璃装配主要有湿法和干法两种镶嵌形式。湿法镶嵌玻璃，即玻璃与窗体之间采用高黏度聚氨酯双面胶带或（和）硅酮结构玻璃胶粘为一体，在保证了极好的密封性能的同时，提高了窗体的整体刚度；干法镶嵌玻璃，即玻璃与窗体之间采用耐久性好的弹性密封胶条。二是窗框与窗扇之间。平（悬）开窗一般采用胶条密封，目前国内优质胶条一般采用三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和硅橡胶等制造，目前还在开发采用尼龙底板（或硬质塑料底板）与三元乙丙橡胶复合而成的优质胶条，其效果更好，可以长久保证窗户的气密和水密性能。三是窗框与墙体之间。窗框与墙体之间需采用高效、保温、隔声的弹性材料（硬质聚氨酯泡沫塑料、硬质聚苯乙烯泡沫塑料等）填充，密封采用与基体相容并且粘结性能良好的中性耐候密封胶。

4．五金配件

五金配件的好坏直接影响到门窗的气密性能，从而降低门窗的节能效果。选择质量可靠的五金配件，对门窗的节能也影响巨大。

5．安装

安装是确保窗户各项指标的最后一道环节，外窗只有完成安装后才能实现其所有功能，因此安装的重要性也是不言而喻的。在安装中重点要注意以下几个环节：

窗户洞口墙体砌筑的施工质量，应符合现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》（GB50203—2011）的规定，洞口尺寸容许偏差为±5mm；

窗户洞口墙体抹灰及饰面板（砖）的施工质量，应符合现行国家标准《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210—2001）的规定，洞口墙体的立面垂直度、表面水平度及阴阳角方正等容许偏差，以及洞口上檐、窗台的流水坡度、滴水线或滴水槽等均应符合相应的要求；

窗户的品种、规格、开启形式和窗体型材应符合设计要求，各种附件配套齐全，并具有产品出厂合格证书；

安装使用所有材料均应符合设计要求和有关标准的规定，相互接触的材料应相容；

干法安装窗户时，应根据洞口墙体面层装饰材料厚度，具体确定窗户洞口墙体砌筑时预埋副框的尺寸及埋设深度，或确定窗户洞口墙体后置副框的尺寸及其与墙体的安装缝隙（一般可按5～10mm采用）；

窗框与洞口之间的间隙要根据窗框材料合理确定，特别是顶部应保留足够的间隙；

窗的安装要确保窗框与洞口之间保温隔热层、隔气层的连续性，确保窗户的水密性；

窗框在洞口墙体就位，用木楔、垫块或其他器具调整定位并临时楔紧固定时，不得使窗框型材变形和损坏，安装紧固件或紧固装置不应引起任何框构件的变形，也不可以阻碍窗的正常工作；

窗框与洞口之间安装缝隙的填塞，宜采用保温隔热、隔声、防潮、无腐蚀性的材料，如聚氨酯泡沫、玻璃纤维或矿物纤维等，推荐使用聚氨酯泡沫，填塞时不能使窗框胀突变形，临时固定用的木楔、垫块等不得遗留在洞口缝隙内，要保证填塞的连续性；

窗框与洞口墙体密封施工前，应先对待粘接表面进行清洁处理，窗框型材表面的保护材料应去除，表面不应有油污、灰尘，墙体部位应洁净平整干净，窗框与洞口墙体的密封，应符合密封材料的使用要求，窗框室外侧表面与洞口墙体间留出密封槽，确保墙边防水密封胶胶缝的宽度和深度均不小于6mm，密封胶施工应挤填密实、表面平整，组合窗拼樘料必须直接可靠地固定在洞口基体上。

二、门窗节能技术

1．控制窗墙的比例

窗墙比例是指窗户面积与窗户面积加上外墙面积之比。一般来说，窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数。因此，采暖耗能热量随着窗墙比例的增加而增加。在采光通风条件的允许下，控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效。

2．改善窗户保温效果

真空玻璃的使用：真空玻璃不仅隔音性能优良，而且保温性能极佳。它的保温性能为二级，与空调节能性能比较，真空玻璃可分别比中空玻璃、单片玻璃节约用电16%～18%、29%～30%，以北京地区80住户240mm砖混结构通用设计耗热量指标计算，与采用双层玻璃相比，采用真空玻璃后，建筑物节能率由36.2%提高到42.7%。以每年1×106m2建筑为例，窗户采用真空塑钢窗，每年节约采暖耗能就达到1220t标准煤，可以大幅度提高窗户的保温性能及建筑节能效果。

真空玻璃制造方法：将两片玻璃板（夹丝玻璃、钢化玻璃、热反射玻璃、喷砂玻璃、紫外线吸收玻璃）之间放上支撑物，用450°温度加热15～60 min，四周用焊接玻璃封边，用真空泵从适当位置的抽气孔抽成真空，使真空压力达到0.001mmHg，形成真空玻璃，支撑物是直径0.35mm的圆柱体，高度约等于半径（0.1～0.2mm），支柱间距为23mm。支柱材料可以是不锈钢、铝合金、铬钢等。

增加窗户玻璃层数，在内外层玻璃之间形成密闭的空气层，可以大大改善窗户的保温性能。适当加厚玻璃之间的空气层，保温效能也能得到进一步的提高。但是当空气层厚度从20mm继续增大时，保温性能提高就很少。一般来说，双层窗户传热系数比单层窗户传热系数降低将近二分之一，三层窗户传热系数比两层窗户又降低将近三分之一，此外，在窗户上加贴透明聚酯膜，节能效果也颇佳。窗框部分的保温效果主要取决于窗框材料的导热性能。木材和塑料的导热系数低，保温性能良好；钢材和铝材导热系数高，传递热能迅速。若用木材、塑料制作成窗框，保温性能虽然良好，但是时间过长，木材容易腐烂，塑料容易老化和变形。基于它们各自的优缺点，可用木材、塑料与钢材、铝材混合叠加作为门框材料。具体做法：先将金属材料放置于居室外侧，木材或塑料置于内侧，从而可以组成材料互补的框格，达到性能优化的效果。

真空玻璃由于其优异的隔热保温性能，即使室外温度很低，窗玻璃室内一侧也很难结露，它保证了清楚的视野，不用经常清洗结露淌水而污染里墙、窗帘与地面，损伤窗框等，也抑制了霉菌和壁虫的繁殖，清洁了居住环境；真空玻璃以其超凡的隔热保温性能，使从窗户玻璃耗散的能量减少，减少了供暖和空调使用费用，节约了能源。

3．减少冷风渗透

在我国住宅中多数门窗，特别是钢窗的气密性很差，在风压和热压的共同作用下，冬季室外冷空气通过门窗缝隙进入室内，从而增加了供暖能量的消耗。除了提高门窗的制作质量外，增设密封条也是提高门窗气密性的手段之一。密封条应弹性良好，镶嵌牢固严密，经久耐用，使用方便，价格适中。同时，密封条品种的选择要与门窗的类型，缝隙的宽度，使用的部位相互匹配。根据门窗的具体情况，分别采用不同的密封条，如橡胶条、塑料条或橡塑结合的密封条。然而当密封过于严实，又与居室的卫生环境（通风换气）发生矛盾，为使正常的通风换气问题得到解决，在要求普遍安设密封条的同时，还应开发使用简便的微量通风器。微量通风器可以设置在窗框内，手动调节它的启闭程度。

4．加强户门、阳台门的保温

以前，我们大都采用实心木板或复合板作为户门和阳台门，它们的保温隔热性能较差，同时不利于安全防火。众所周知，木材是遇火即燃的物质。另一方面，户门和阳台门一般与外界接触，自然界的风霜雨雪对户门产生很大的负面影响（变形、裂缝、腐烂）。有些地方虽然使用空腹薄板当作户门，对改善户门的保温隔热虽然起到一定的作用，但是户门的强度性较差，在外界各种力的作用下，空腹薄板户门容易损坏，而且维修不方便，价钱昂贵。因此，可将空腹薄板置于居室内侧，铝合金置于外侧，使两者相得益彰，这样不仅达到保温隔热的效果，而且又达到安全防护的作用，此种多功能户门的传热系数可降低到1W/m。由于阳台的形式多种多样（凸型阳台、凹型阳台、半凹半凸型阳台），应该根据不同的特点处理好各自的保温隔热关系，但是不管阳台形式怎样（封闭阳台除外），它们都有一个共同的特征：在阳台门的小部件制作钢材门心板，以防冬天结露淌水。现在应该在上面贴上绝缘材料，上部透明部分采用双层玻璃，中间应留一定厚度，使之形成空气层。这样，其保温隔热效果大有改善。

三、遮阳技术

日照变化和日温差变化的存在，使建筑室内在某一时段需要遮阳，而其他时段又需要接受阳光照射。来自太阳的热辐射主要从两个途径进入室内影响我们的热舒适度：一是透过窗户进入室内，并被室内表面所吸收，产生了加热的效果；二是被建筑的外围护结构表面吸收，其中又有一部分热量通过建筑围护结构的热传导逐渐进入室内。即使建筑外墙、屋顶和门窗的隔热和蓄热作用在一定程度稳定了室内的温度变化，但透过窗户进入室内的日照还是对室温有直接而重要的影响。所以，建筑遮阳的目的在于阻断直射阳光透过玻璃进入室内，防止阳光过分照射和加热建筑围护结构，防止直射阳光造成的强烈眩光。

在所有的被动式节能措施中，建筑遮阳也许是最为立竿见影的有效方法。

20世纪初空调的出现，使得传统自然降温技术的使用大大降低。一段时间内传统的自然降温技术被完全地忽略了，直到20世纪70年代的能源危机才推动了遮阳技术的复苏。在20世纪90年代，遮阳技术才重新被应用到公共建筑领域中。

遮阳形式很多，按照其安装位置可分为内遮阳、外遮阳，以及近年来新开发的遮阳技术——中间遮阳。

1．内遮阳系统

内遮阳系统因其安装、使用和维护保养方面的优越性而被普遍应用，一般与门窗系统结合使用，对改善室内舒适度、美化室内环境及保证室内的私密性均有一定作用。

内遮阳系统可分为立面遮阳和顶面遮阳，如图2-13和图2-14所示。立面遮阳用于窗户的遮阳，有百叶帘、卷帘、垂直帘和风琴帘等形式；而顶面遮阳主要是用于透明屋顶的天棚帘。内遮阳系统使用的材料主要有织物、布艺材料，或铝合金材料制成的金属百叶等。

2．外遮阳系统

外遮阳系统一般与建筑整体外立面或透明屋面相结合，遮阳效果优于内遮阳系统。按遮阳构件能否进行角度和尺寸的调节或拆卸，外遮阳系统可划分为固定式遮阳和活动式遮阳。

固定式遮阳通常是结合建筑立面、造型处理和窗过梁位置，用钢筋混凝土、塑料或铝合金等材料做成永久性构件。固定式遮阳的特点是构造简单、造价相对较低、维护方便，灵活性较差，不易兼顾冬夏季遮阳、采光、日照及自然通风的要求。活动式遮阳构件一般采用轻质材料制作，以比较灵活的方式固定或连接，可以根据季节、时间及天气的变化调整遮阳构件的角度、尺寸或是将其拆除，如图2-15所示。活动式遮阳的适用性强，使用灵活，可兼顾冬夏季遮阳、采光、日照及自然通风的要求，但结构复杂，造价和维护成本都比较高。

外遮阳系统根据遮阳构件的设置位置分为水平遮阳、垂直遮阳、综合遮阳和挡板遮阳。

（1）水平遮阳

水平遮阳，如图2-16所示。能有效地遮挡高度角较大的、从窗户上方照射下来的阳光，适用于南向或接近南向的窗口，或北回归线以南地区，北向及接近北向的窗口上。合理的遮阳板设计宽度及位置能非常有效地遮挡夏季阳光而让冬季阳光最大面积地进入室内。

（2）垂直遮阳

垂直遮阳能有效地遮挡高度角较小、从窗侧面斜射过来的阳光。垂直遮阳如图2-17所示。

垂直遮阳不能遮挡高度角较大、从窗户上方照射下来的阳光或接近日出日落时分正对窗口平射过来的阳光，主要适用于东北向、西北向及正北向附近的窗户。垂直遮阳往往对室内视角有一定影响。

（3）综合遮阳

综合遮阳由水平及垂直遮阳板组合而成，它能有效遮挡中等高度角从窗前斜射下来的阳光，遮阳效果比较均匀。这种遮阳形式适用于东南向、西南向或正南向附近的窗口。如图2-18所示。

（4）活动式遮阳

挡板遮阳是在窗口前方设置与窗门平行的挡板，它能有效遮挡高度角比较低、平射窗口的阳光，适用于东西向窗。但这种遮阳形式对建筑的采光和通风都有比较严重的阻挡，所以一般不宜采用固定式的建筑构件，而宜采用活动式或拆装方便的挡板。挡板的形式有实心板、栅格板及百叶板等。

常见的外遮阳构件类型有遮阳百叶（如图2-19和图2-20所示）、遮阳篷（如图2-21所示）、遮阳纱幕（如图2-22所示）、遮阳帆（如图2-23所示）、混凝土窗式遮阳等。窗式遮阳百叶一般采用金属叶片，适用于对隔热和防护要求较高的居住建筑和公共建筑的外窗。遮阳篷材料通常为织物或铝合金，遮阳效果因安装方式、材料和颜色不同而有所不同，也可以通过调节倾斜角度来遮挡不同高角度的阳光。遮阳纱幕材料主要为玻璃纤维，纱幕的稀疏决定了有多少光线能够穿过，同时还保持了玻璃的可见度和自然采光。遮阳帆材料主要为高分子聚合物针织面料，可用于各类室内外空间。混凝土窗式遮阳是利用混凝土构件以水平、垂直或花格等形式在建筑外门窗外形式固定的遮阳构件，它对室内采光、通风的影响较大。

3．中置式遮阳系统

中置式遮阳（也称为双道窗中置式遮阳）系统是将遮阳设施安装在双层玻璃腔内的一种新系统。双层玻璃内的百叶可随意调整角度，使其全部透光、半透光或遮光，同时又能将百叶全部拉起，变成全部透光窗。中置式遮阳系统还具有非同步调光的特性，如图2-24所示，使用者可以根据遮阳、采暖、采光等需求任意调节，实现舒适节能的目的。

由于中空玻璃的独特构造，中置式遮阳系统还具有优良的隔音性能和环保性能。该系统采用双层钢化玻璃结构，抗风力及抗外击力性能较高，高层或沿海建筑都适用。另外因为其代替了以往传统的布窗帘，所以大大降低了火灾隐患。

4．其他遮阳技术

（1）绿化遮阳

绿化遮阳，如图2-25所示。绿化遮阳是利用树木或者藤蔓植物来遮阳，这是一种既有效又经济美观的遮阳措施，特别适用于低层建筑。普通遮阳构件在吸收太阳能后温度会升高，其中的一部分热量还会通过各种方式向室内传递，而绿化遮阳则不同，植物通过光合作用将太阳能转化为生物能，植物自身的温度并未显著提高。

利用绿化的特性作遮阳，利用小空间模拟大自然，既可以增强建筑群内开朗宁静的效果，又可以降低温度、减少地面反射强度、遮蔽太阳直射，形成阴凉的环境。绿化遮阳一般包括三种形式：种植乔木、藤蔓植物、窗口前棚架绿化。

落叶乔木或藤蔓植物在夏季可以最大限度地遮挡阳光，而在冬季叶片脱落，阳光可以穿越而进入室内，因此是理想的遮阳植物。藤蔓植物除了可以对窗口进行遮阳外，还可以有效降低墙面温度。

绿化遮阳需要正确选择植物种类、形状及种植位置，在满足遮阳要求的同时，要尽量减少对通风、采光和视线的阻挡。同时，还要解决好夏季蚊虫飞聚的问题。

（2）水幕遮阳

水幕遮阳是指在透明幕墙或屋顶表面形成水流，既可以降低围护结构温度，又可以提高透明材料的遮阳系数，一般需要结合建筑外立面和给水排水进行设计。由于直接利用水流循环成本较高，故面积不宜过大；可以采用密排不锈钢水管这样的方法，内部能形成水流管网。用水冷却不仅降温，还可不破坏建筑立面。如图2-26所示。