基于建筑遮陽條件下的室內(nèi)自然采光設(shè)計(jì)策略

王禮飛

（安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230051）

建筑舒適的光熱環(huán)境是值得重視的，應(yīng)該保證入射光量，降低人工照明能耗。建筑遮陽與室內(nèi)自然采光存在著較為顯著的問題和矛盾，建筑遮陽裝置的廣泛使用，無疑使得住戶和自然風(fēng)光失去了緊密的聯(lián)系。在建筑遮陽條件下，滿足自然采光的設(shè)計(jì)策略，是如今建筑設(shè)計(jì)尤為重視的課題。自然采光的設(shè)計(jì)應(yīng)該在依賴建筑層面遮陽基礎(chǔ)上，有效調(diào)整陽光入射情況，另外建筑采光口也應(yīng)該發(fā)揮調(diào)整采光方向等作用，兩者相得益彰、相輔相成，優(yōu)化室內(nèi)自然采光[1]。

1 遮陽裝置的設(shè)計(jì)

建筑外遮陽是夏季降低建筑能耗的一種重要措施，根據(jù)資料顯示，建筑水平外遮陽能夠達(dá)到最大限度地節(jié)能操作，而在建筑投入資金方面明顯較少。在進(jìn)行建筑遮陽設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該對(duì)水平外遮陽設(shè)備進(jìn)行各方面的完善和優(yōu)化。夏季遮陽以及冬季的陽光獲得對(duì)于自然采光方面的平衡依舊值得考慮，基于設(shè)計(jì)策略出發(fā)，首先，水平遮陽板的深度應(yīng)該滿足夏季日照光線的遮擋，但是卻不高于冬季的日照光線[1]。此外，夏冬兩季對(duì)于遮陽板的調(diào)節(jié)應(yīng)該達(dá)到最佳的效果，一定程度上滿足冬季自然采光的充足，確保能夠獲得較好的自然采光；若想對(duì)冬季日照光線不遮擋或者強(qiáng)化自然采光，就應(yīng)該在高于窗頂?shù)奈恢迷O(shè)置遮陽裝置；若想不限制建筑外墻表層熱空氣的渦流，那么在安裝遮陽板時(shí)應(yīng)該保留相應(yīng)的間距；多層遮陽設(shè)備能夠根據(jù)太陽的不同方向以及相應(yīng)的角度進(jìn)行分解，百葉遮陽形式的利用率也逐漸加大，利用百葉窗反光效果對(duì)室內(nèi)自然采光進(jìn)行優(yōu)化和改善[2]；若是將百葉遮陽裝置于墻的位置留出間隙，百葉遮陽的相應(yīng)視線就可以不做考慮，對(duì)于室外自然風(fēng)光也有一定聯(lián)系，不會(huì)受到阻礙或者限制；百葉遮陽裝置的材料選擇應(yīng)該優(yōu)先考慮鋁合金，再是像木百葉或者織物的遮陽措施，為了達(dá)到較好的反射效果應(yīng)該選擇淺色為宜。

此外，建筑遮陽裝置還可隨著氣候變化而變化，且根據(jù)日照時(shí)間段的差距可調(diào)節(jié)的功能。在經(jīng)過相應(yīng)改變優(yōu)化設(shè)計(jì)后，簡(jiǎn)單的遮陽裝置也能變成夏季遮擋太陽輻射的有效裝置，冬季又能將陽光較好的引入室內(nèi)。此外，遮陽裝置的有效調(diào)節(jié)可使自然采光的工作效率得到一定程度提升。部分建筑是利用光感元件、溫感元件等，依照室內(nèi)外的溫度和日照強(qiáng)度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。德國(guó)某建筑就是通過機(jī)械控制，其設(shè)備對(duì)于光照的調(diào)整更加細(xì)節(jié)化。在遮陽元件的設(shè)計(jì)上也有較為細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)措施，結(jié)合兩種不同形態(tài)的元件，能夠依照光線的變化而進(jìn)行調(diào)整，若是光線處于較強(qiáng)的環(huán)境，遮陽功能得到體現(xiàn)，使得室內(nèi)光線漫反射；若是光線處于相對(duì)較弱的情況，通過折射對(duì)室內(nèi)光線進(jìn)行補(bǔ)充[3]。

2 采光口設(shè)計(jì)措施

2.1 窗體遮陽

在進(jìn)行窗體設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)南面墻體窗體可以朝著室內(nèi)的方向凹陷，窗體的陰影一定程度上能夠遮擋日照線，使得達(dá)到自然遮擋陽光的效果，利用混凝土形成中間挖空的狀態(tài)，使得陽光體積感得到增加，無論是室內(nèi)還是室外都有緩沖的空間，而Concert Hall是通過凹陷的窗體，避免陽光的照射，窗體細(xì)節(jié)位置也加強(qiáng)了塑造性，網(wǎng)格狀的形態(tài)非常立體。在對(duì)翼墻設(shè)計(jì)依舊是較為重要的一點(diǎn)[4]。

2.2 反射光改善室內(nèi)光照

在進(jìn)行采光口大小等設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分利用反射光，以此對(duì)室內(nèi)光環(huán)境得到優(yōu)化和改善。首先，窗口應(yīng)該安裝反光板，比如將其安裝在窗戶較為上方的位置，如果居中窗戶會(huì)被分割成上下兩部分。室外直射光線經(jīng)過窗格，通過反射光板反射，頂棚接收到反射光線再進(jìn)行漫性反射，在離窗口相對(duì)比較遠(yuǎn)的空間會(huì)有較為柔和的光線產(chǎn)生，而反光板也會(huì)對(duì)下方的窗戶有效遮陽。其次，窗面的傾斜角，通過窗面的傾斜改變對(duì)陽光的輻射進(jìn)行一定程度的遮擋，并且對(duì)地面反射光也有較好地應(yīng)用。比如英國(guó)一所大學(xué)分校的多功能展示廳窗口有明顯的傾斜狀態(tài)，會(huì)有陰影產(chǎn)生，在夏季不僅能夠避免日照光線較強(qiáng)的情況，一定程度上對(duì)采光的相應(yīng)面積得到改變；在對(duì)頂棚進(jìn)行處理時(shí)，基于較為基礎(chǔ)的開窗條件，日照光照射窗戶大概有兩倍半的比例，屋頂?shù)恼彰髅娣e大約是垂直窗戶的三倍，這對(duì)室內(nèi)溫度的影響并不有利。而頂棚能夠基于此方面，通過細(xì)節(jié)的分析和優(yōu)化使得自然光能夠變得柔和，太陽輻射也會(huì)被有效遮擋。比如金貝爾博物館的設(shè)計(jì)方案，拱頂開口較為下面的位置使用了反光板，如此巧妙地設(shè)計(jì)能夠在不同形狀的空間里根據(jù)縫隙掌握自然時(shí)間[5]。

3 結(jié)語

自然采光能夠給室內(nèi)用戶帶來較為舒適的光熱環(huán)境，對(duì)于各方面因素以及遮陽裝置的多重功能有效體現(xiàn)，建筑自然采光是不可缺少的一部分，若是存在自然采光的缺陷，一定程度上會(huì)給使用者的生理等方面帶來不良感受。據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)遮陽技術(shù)的開發(fā)和遮陽裝置的使用越來越得到重視，特別是遮陽與室內(nèi)自然采光的共存問題，如中空內(nèi)置百葉窗的廣泛使用，使得建筑遮陽環(huán)境和自然采光間的不共生性得到緩解，使兩者能夠在一定程度上達(dá)到平衡。從建筑設(shè)計(jì)角度看，室內(nèi)光線不可能完全只依靠自然光，人工照明和有效自然光的合理結(jié)合不僅可以改善室內(nèi)環(huán)境，還可節(jié)約照明能耗?；诮ㄖ?nèi)部的主要光源依舊是自然光源，室內(nèi)無法被自然光照射的部位應(yīng)該予以人工照明裝置，人工照明是盡可能降低采光窗口和室內(nèi)相對(duì)較陰暗位置的差異性，確保室內(nèi)的光線充足。建筑遮陽相對(duì)于自然采光的影響因素主要是其一定程度上會(huì)降低室內(nèi)光照質(zhì)量，而且，建筑遮陽裝置會(huì)在直射光照有效遮擋，有可能通過設(shè)備將其轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為柔和的漫反射光線，降低直射光給人帶來的眩暈感。

遮陽裝置一定程度上會(huì)降低室內(nèi)自然光照，相較于自然采光而言，通過陽光的擴(kuò)散光室內(nèi)光照也會(huì)增強(qiáng)。對(duì)室內(nèi)的擋光板進(jìn)行分析，其延伸性能夠?qū)Υ翱谡斩冗M(jìn)行有效降低，對(duì)于室內(nèi)光照不足的情況能夠有效改善。因此，在建筑遮陽條件下，室內(nèi)自然采光的設(shè)計(jì)因素還需兼顧多個(gè)方面因素，有針對(duì)性地找出有效設(shè)計(jì)策略，確保遮陽裝置具有夏季遮陽和冬季不遮光的雙重效果。