淺議天然采光與建筑面積節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐

萬(wàn)劍飛

摘? 要：為了保證建筑能在天然采光利用方面有良好的效果，應(yīng)認(rèn)識(shí)到天然采光對(duì)于建筑物節(jié)能的重要性，并能結(jié)合建筑物使用需要以及天然采光特點(diǎn)，制定科學(xué)的天然采光設(shè)計(jì)方案。本文就天然采光以及建筑面積環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：建筑物;天然采光;節(jié)能;設(shè)計(jì)

自然光照在照明以及采暖兩方面有著巨大作用，通過(guò)將自然光照運(yùn)用到建筑物照明以及建筑物采暖當(dāng)中就能達(dá)到降低建筑物在照明以及供暖兩方面能源消耗的目的。而且由于自然光是完全自然環(huán)保的，所以也就符合了當(dāng)代社會(huì)綠色發(fā)展的需要。

1 自然采光設(shè)計(jì)方案分析

自然采光設(shè)計(jì)方面主要方法：

在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展中，人們對(duì)于綠色環(huán)保越發(fā)的重視，以期實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域和社會(huì)整體環(huán)境的和諧發(fā)展，但在將自然光照引入到建筑物照明中的時(shí)候，也需要技術(shù)人員能掌握其中的關(guān)鍵點(diǎn)，天然采光的運(yùn)用能讓建筑物照明質(zhì)量得到強(qiáng)化。

首先，各種建筑物在具體的使用途徑的方面存在不同，這也就使得不同建筑物對(duì)于照明的亮度以及持續(xù)時(shí)間等條件在要求方面存在差異。在將天然采光運(yùn)用到建筑照明系統(tǒng)當(dāng)中的時(shí)候要能對(duì)這一點(diǎn)有清晰的認(rèn)識(shí)，以建筑物的實(shí)際需要為基礎(chǔ)判斷天然采光能否滿足建筑物在光照方面的要求。

其次，在確定了天然采光實(shí)際性能符合建筑物需要的基礎(chǔ)上，需要以相應(yīng)地區(qū)當(dāng)中天然采光的照明具體水平以及性能為依據(jù)，確定建筑物的朝向以及建造位置、建筑物外觀，讓建筑物和相應(yīng)地區(qū)當(dāng)中天然采光條件保持一致，這樣就能降低建筑物在照明方面的能耗。

第三，目前建筑物當(dāng)中采光建筑結(jié)構(gòu)主要仍以窗戶為主，而在建筑物的當(dāng)中開(kāi)設(shè)窗口的時(shí)候要能注意天然采光需要和窗體結(jié)構(gòu)美觀性的平衡，使得窗戶既能滿足建筑室內(nèi)采光需要，同時(shí)還能增強(qiáng)建筑物的整體美觀性。在進(jìn)行建筑物當(dāng)中窗體結(jié)構(gòu)的時(shí)候，處理了窗體的具體位置之外，還重視窗體建造材料的選擇?，F(xiàn)代建筑材料的發(fā)展為窗體結(jié)構(gòu)建造施工創(chuàng)造了更多的選擇空間，可以結(jié)合具體的采光以及其他需要，制定出最為科學(xué)的采光方案，保證建筑物當(dāng)中采光有良好的效果。部分地區(qū)環(huán)境溫度較低，在選擇窗體材料的時(shí)候不僅要考慮到通透光率條件，同時(shí)還要能考慮到窗體結(jié)構(gòu)的保溫性，使得窗體材料的選擇工作能在透光率以及保溫性兩方面達(dá)到平衡，進(jìn)一步達(dá)到降低建筑物能耗的目的。

最后，現(xiàn)代建筑物多元化的發(fā)展也為建筑物天然采光發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，通過(guò)部分建筑結(jié)構(gòu)的使用就能達(dá)到調(diào)節(jié)自然光照的效果。而且在這些建筑結(jié)構(gòu)和藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合之后，還能賦予建筑物以美感。

2 建筑物當(dāng)中天然采光系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作

天然采光雖然能達(dá)到降低建筑物在照明方面能耗的效果，但同時(shí)也需要設(shè)計(jì)人員以及建造人員做好本職工作，避免使用天然采光進(jìn)行建筑物室內(nèi)照明的時(shí)候出現(xiàn)室內(nèi)熱量過(guò)大、照明亮度過(guò)大的問(wèn)題。需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑物當(dāng)中照明工作具體需要，科學(xué)的天然采光系統(tǒng)當(dāng)中窗體的具體、開(kāi)窗形式。

2.1 側(cè)窗采光系統(tǒng)分析

在使用側(cè)窗采光系統(tǒng)進(jìn)行建筑物照明的時(shí)候，通常會(huì)在建筑物房間的一側(cè)或者是兩側(cè)上開(kāi)設(shè)窗口，讓光芒照射到建筑物室內(nèi)，滿足人們對(duì)于照明的需要，同時(shí)在溫度略低的季節(jié)中還能達(dá)到提升使室內(nèi)溫度的效果，因此這側(cè)窗類(lèi)型的采光系統(tǒng)也是使用率較高的采光形式。在運(yùn)用這種設(shè)計(jì)理念完成建筑物窗體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)建筑物所處環(huán)境有深入了解，從光照時(shí)間長(zhǎng)度、光照強(qiáng)度以及角度方面進(jìn)行分析，確定下最為科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。

光線具有明確的方向性，有利于形成陰影，并可通過(guò)該側(cè)窗看到外界風(fēng)景，擴(kuò)大視野。主要缺點(diǎn)是照度分布不均勻，近窗處照度大，隨進(jìn)深變化，照度下降速度很快。一般房間的窗洞上口至房間深處的連線與地面所成的角度不小于26°，則可保證房間進(jìn)深方向的均勻性。高側(cè)窗可看作側(cè)窗的特例，是一種非常好地使日光深入內(nèi)部空間的方法。除房間進(jìn)深影響光線的均勻外，建筑物的間距、窗戶的面積、分布及性狀等都影響房間照度和均勻。

2.2 天窗采光系統(tǒng)分析

天窗采光系統(tǒng)又可細(xì)分為矩形天窗、鋸齒形天窗、橫向天窗、井形天窗和平天窗等類(lèi)型，其中平天窗在公共建筑中應(yīng)用較為廣泛。平天窗就是屋頂上的水平開(kāi)口，是普遍采用的日光照明方法。如果使用合理，是使光線進(jìn)入房間的最有效的方法。天窗通常布置成網(wǎng)格狀，天窗之間的距離約為地面到頂棚平面距離的1.5倍。最佳天窗窗地比可從5%到10%或更高，具體數(shù)值根據(jù)玻璃的透射率、天窗設(shè)計(jì)的效率、需要的照度水平和頂棚的高度以及房間是否有機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)而變化。

2.3 中庭采光系統(tǒng)分析

中庭最大的貢獻(xiàn)在于提供了優(yōu)良的光線和射入到平面進(jìn)深最遠(yuǎn)處的可能性，允許進(jìn)深較大的建筑能天然采光，本身則成為一個(gè)天然光的收集器和分配器。至于庭院、天井和建筑凹口可看作中庭的特殊形式。中庭采光除考慮直射光外，更主要的是光線在中庭內(nèi)部界面反射形成的第二或第三漫反射光。中庭起“光通道”的作用，面向使用空間的開(kāi)口就是這條光道的出口處，這條光道四院的墻體決定這一光線的強(qiáng)弱，以及有多少光線可照到中庭底和進(jìn)入建筑物最底層房間的內(nèi)部。到達(dá)中庭地面的直射光量取決于中庭本身的比例——縱橫比，該特性決定庭院光照水平的衰減程度，天空光線越強(qiáng)烈，庭院越寬，使最底層達(dá)到有效的光照水平。不過(guò)，側(cè)面反射也很重要，不同反射性能的墻，其效能有很大差異，對(duì)于靠中庭采光的底層部分，對(duì)面的反射墻就是它的“天空”，若該墻為一從頂?shù)降氐牟ＡЩ蛲耆浅ㄩ_(kāi)的，則很少一部分光線會(huì)在它面上反射而傳入下面各層。

2.4 新型天然采光系統(tǒng)分析

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型天然采光系統(tǒng)如幾何光學(xué)系統(tǒng)、光導(dǎo)纖維引光系統(tǒng)等。幾何光學(xué)系統(tǒng)可將光引至地下30m的房間中。光導(dǎo)纖維引光系統(tǒng)主要是依靠可見(jiàn)光波在光導(dǎo)管內(nèi)的全反射將光波從引入端傳至輸出端。光導(dǎo)纖維引光系統(tǒng)主要由三部分組成：引入喇叭形捕光器，對(duì)準(zhǔn)陽(yáng)光，將陽(yáng)光集束進(jìn)入光導(dǎo)管;中段為光導(dǎo)管，可像電線一樣彎曲穿插，進(jìn)入受光房間;末端為透明透光管，將光線輸出。天然采光可提供比人工光源更理想、質(zhì)量更好的照明，在建筑設(shè)計(jì)中充分利用太陽(yáng)光能、將陽(yáng)光引入建筑內(nèi)部，使人們的視覺(jué)效果改善，工作效率提高，使空間具有更好的顯色性，使空間富有生命力。

3 結(jié)束語(yǔ)

天然采光能為建筑提供充足的照明以及一定的熱量，通過(guò)將天然采光引入到建筑物照明系統(tǒng)以及采暖系統(tǒng)當(dāng)中之后，也就能讓建筑物各方面均有更好的效果，達(dá)到降低建筑在能源方面的消耗，促進(jìn)建筑物節(jié)能效果的強(qiáng)化。

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