自然采光與建筑節(jié)能設計思考

趙進

張掖市建筑勘察設計研究院 甘肅 張掖 734000

引言

近年來，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，但發(fā)展面臨嚴重的資源和環(huán)境污染危機，這使建筑節(jié)能設計受到越來越多人的關注和重視。而自然采光作為建筑節(jié)能設計的重要手段之一，通過合理運用自然光源，既節(jié)約能源，又能減少環(huán)境污染，從而有利于彌補傳統(tǒng)建筑行業(yè)節(jié)能發(fā)展過程中的缺陷。因此本文深入分析“建筑自然采光節(jié)能設計”具有一定的現(xiàn)實意義和實踐價值。

1 建筑自然采光節(jié)能設計的基本目標概述

在建筑自然采光節(jié)能設計過程中，既要滿足建筑室內采光的需求，又要最大限度利用光照來降低照明系統(tǒng)能源消耗量。因此，應注重以下設計目標的實現(xiàn)，才能確保自然采光節(jié)能設計的可行性和科學性。

第一，滿足建筑室內照明需求。自然采光，會在很大程度上受到太陽活動規(guī)律的影響，光照強度變化大，這要求在建筑節(jié)能自然采光設計時，應考慮建筑使用者的實際需求，科學合理地控制太陽光線的采集、光照強度，盡可能地避免光線無效反射、強光等問題。要給予建筑使用者感受最佳的自然光，這樣既能滿足建筑室內采光照明的需求，又能滿足建筑節(jié)能要求，同時給予人們良好的體驗感[1]。

第二，符合環(huán)保要求。在建筑自然采光設計過程中，需以保護生態(tài)環(huán)境為前提條件，進而再考慮資源的節(jié)約。若影響生態(tài)環(huán)境，而達到節(jié)約資源的目的，則這種方式不可取，也不利于可持續(xù)發(fā)展理念在建筑行業(yè)中的踐行。同時，在太陽光當中，紫外線等短波能夠對細菌產生破壞的作用，因此設計工作人員需對自然光進行合理利用，使建筑環(huán)境得到有效改善[2]。此外，因自然采光可能產生一些光污染，因此要求設計人員合理地使用建筑節(jié)能的構造技術，從而使采光對環(huán)境產生的不良影響能夠得到最大化降低。

第三，滿足建筑節(jié)能需求。在照明度一致的情況下，自然采光照明比人工照明系統(tǒng)可以讓建筑節(jié)約大量資源[3]。因此，建筑自然采光設計工作過程中，應合理地優(yōu)化照明系統(tǒng)，提高照明系統(tǒng)的有效性、實用性，才能使建筑物在照明方面消耗的能源得到有效控制，進一步使自然采光節(jié)能設計的目標實現(xiàn)。

2 建筑自然采光節(jié)能設計方法分析

在建筑采光節(jié)能設計中，要想保證其自然采光節(jié)能效果，應立足建筑節(jié)能設計，充分利用技術措施和設計方法來優(yōu)化自然采光節(jié)能設計。在實踐中，設計人員應注重以下幾個方面的內容：

2.1 科學合理地選擇建筑朝向和位置

基于地理位置角度來說，我國主要處于北半球，夏至日南偏東、偏西60°朝向范圍內的光照時間都超過8小時；而冬至日南偏東、偏西30°朝向范圍內，其日照時間則較為充足。由此可見，南北向在采光時間方面相對較長，照射的高度也相對更高一些，若建筑朝向選擇東西朝向，容易讓太陽光直射建筑室內空間，進而容易使得建筑室內溫度急劇升溫而不利于建筑室內舒適度的要求。因此，建筑自然采光節(jié)能設計時，建筑物朝向確定應選擇坐北朝南的方向，這樣一來，既可以讓建筑在寒冷的冬季充分利用太陽輻射的能量；又能使建筑處于炎熱夏季減少受到室內強光線的影響，避免陽光直射進建筑室內，從而使建筑能夠在滿足室內空間照明需求，減少能源消耗的同時，營造一個良好的室內環(huán)境[4]。

2.2 優(yōu)化建筑形體

建筑形體的優(yōu)化是提升建筑外觀效果的重要途徑。在實踐中，建筑形體的優(yōu)化往往從建筑體量、構造等方面予以實現(xiàn)。建筑長寬比越大，則能夠獲得更多的熱量。我國南方地區(qū)夏季需做好防熱處理，在建筑形體方面，需優(yōu)先考慮長、寬比偏小的形體；而在北方地區(qū)，冬季相對更加寒冷，應吸收一定量的熱量，這要求選擇長寬比偏大的形體，并對建筑暖通空調節(jié)能設計進行優(yōu)化處理，這樣才能最大限度地保證建筑節(jié)能效果。另外，在建筑形體選擇時，設計人員需綜合考慮建筑對光照的實際需求，對自然采光和其他構造設計進行協(xié)調和優(yōu)化。對于自然采光需求較高的地區(qū)，設計人員可以適當?shù)卦黾咏ㄖ臻g與外部環(huán)境的接觸面積；而對于需要嚴格控制光照的地區(qū)，應通過模擬計算來科學合理地確定建筑空間和外部環(huán)境的接觸面積，這樣才能合理地使用自然采光為建筑用戶營造一個良好的、舒適的生活環(huán)境和工作環(huán)境。

2.3 采用被動式采光設計方式

被動式采光設計，指設計期間，對建筑物的外窗、窗玻璃材質等進行設計，將建筑所能獲得的自然光進行合理地利用的。在側窗內將反光板設置好，以此使建筑室內光照均勻度得到有效提升，達到改善照明環(huán)境的效果。不僅如此，在側窗內還要設置外反光板，降低自然光對建筑室內的影響，避免夏季室內溫度急劇升高，以此降低空調消耗，進而可以達到建筑節(jié)能目的。

3 結束語

綜上所述，在節(jié)能環(huán)保理念的滲透下，建筑節(jié)能設計受到越來越多人的關注和重視。而自然采光作為建筑節(jié)能設計的重要手段之一，要求設計人員對建筑自然采光節(jié)能設計引起重視，在具體建筑的設計中，既要科學合理地確定建筑物朝向和位置，又要結合建筑實際需求來選擇合適的建筑形體，同時采用被動式采光設計方式，才能科學合理地使用建筑自然采光，進而能夠達到建筑節(jié)能目的。