建筑節(jié)能設(shè)計之采光設(shè)計探析

劉璨然

摘要：天然光屬于最干凈、最舒適、最安全的有效光源，房屋建筑設(shè)計中充分結(jié)合天空漫射光和日光實現(xiàn)建筑天然采光，能在最大程度上提升建筑的采光度以及整體的空間性。節(jié)能采光設(shè)計需統(tǒng)籌熱工節(jié)能和采光節(jié)能間的矛盾，按照不同的區(qū)域與地理環(huán)境實施各種各樣的設(shè)計方案，全面考究建筑光的影響因素、熱環(huán)境、整體設(shè)計構(gòu)架，探究適合不同區(qū)域的建筑節(jié)能采光設(shè)計。本文將結(jié)合多年的工作經(jīng)驗進行分析，進一步研究采光設(shè)計的意義和價值，給予大家一些理論建議。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；節(jié)能設(shè)計；采光設(shè)計；分析

2009年12月7日至19日，聯(lián)合國氣候變化會議在丹麥首都哥本哈根召開，全球均意識到了環(huán)境問題的重要性和嚴峻性，節(jié)能低碳理念不斷地出現(xiàn)在人們的生活之中，進一步提升了人們的生活質(zhì)量和水平。在當(dāng)代建筑藝術(shù)設(shè)計中，靈活的運用建筑環(huán)境的自然光實施采光設(shè)計，這屬于評價一座建筑設(shè)計好壞的直接指標(biāo)和標(biāo)準。由于建筑能耗中照明能耗占據(jù)著一大部分，所以，建筑節(jié)能設(shè)計需把采光節(jié)能設(shè)計當(dāng)作基本因素進行研究，科學(xué)合理地運用天然采光，處理熱工節(jié)能與采光節(jié)能之間的矛盾，進一步提升節(jié)能設(shè)計中的采光設(shè)計藝術(shù)?，F(xiàn)針對節(jié)能采光設(shè)計所需考究的因素進行分析，闡述進行節(jié)能采光設(shè)計的主要方法和措施。

1.考究節(jié)能采光設(shè)計中設(shè)計的影響因素

1.1提升天然采光效果

建筑中節(jié)能采光的設(shè)計需充分考究到天然采光的問題，不能僅依靠人工光源進行照明，人在長時間的人工照明環(huán)境下，視力會逐漸下降，容易產(chǎn)生頭暈的現(xiàn)象。而自然光具有兩個大方面的優(yōu)點：（1）自然光于不同的氣候、季節(jié)、時間和環(huán)境，經(jīng)過科學(xué)合理的設(shè)計能對建筑室內(nèi)照明起到良好的作用，自然光的舒適度永遠比人工光源高。其不但能促使漆黑、昏暗的室內(nèi)變得明亮，還能提升室內(nèi)環(huán)境的空間感，以及創(chuàng)造更多的藝術(shù)氛圍，營造一個適合人居住的室內(nèi)環(huán)境。（2）合理地運用天然光源能達到低碳節(jié)能的目的，降低電能的損耗。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，照明消耗占整個建筑消耗中三分之一左右，而大自然中的光則屬于取之不完，用之不盡的，其和人工光源相比較更加節(jié)能、安全、無污染。建筑設(shè)計只有最大限度地提升節(jié)能采光設(shè)計，也才能最大限度地降低照明消耗，實現(xiàn)低碳節(jié)能的目的?？茖W(xué)合理的運用太陽光資源，不僅僅屬于一座城市設(shè)計的規(guī)劃問題，而是整個國家乃至社會的問題，因此，建筑設(shè)計師需針對天窗、側(cè)窗、中庭等采光實施有效地運用，對采光口實施科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計，例如：采光口的朝向、位置、玻璃的折射度、顏色、反射度[1]。

1.2合理地分析熱和光之間的矛盾

陽光輻射屬于建筑項目設(shè)計中熱與光的直接影響因素，所以，在建筑節(jié)能設(shè)計中針對太陽能輻射的運用需進行科學(xué)合理地計算，良好地解決太陽能輻射在設(shè)計和分區(qū)標(biāo)準之間的問題。中國光氣候分區(qū)圖根據(jù)我國氣候條件的因素，把國家的建筑設(shè)計分類為五個光氣候區(qū)，方便建筑設(shè)計師在不同的區(qū)域更好地利用天然采光設(shè)計。于熱能設(shè)計方面，建筑熱工設(shè)計分布圖根據(jù)不同地區(qū)的熱能分布，把國家分類為五個熱工分區(qū)，熱工分區(qū)的重要標(biāo)準為溫度，而光氣候的分區(qū)標(biāo)準為照度。同一區(qū)域經(jīng)常會出現(xiàn)不同的熱工區(qū)和光氣候區(qū)，同時建筑針對節(jié)能采光設(shè)計的需求則也不相同。所以，建筑項目設(shè)計為最大限度的實現(xiàn)節(jié)能采光設(shè)計，則需合理地處理熱與光之間的設(shè)計難題，以設(shè)定健全的物理環(huán)境參數(shù)與光氣候區(qū)分標(biāo)準。

1.3按照具體情況實施節(jié)能采光設(shè)計

由于我國橫跨熱帶、亞熱帶、溫帶以及北溫帶，不同區(qū)域環(huán)境出現(xiàn)不同的光照條件，導(dǎo)致了每一個區(qū)域的建筑群都呈現(xiàn)不同的特征。采光設(shè)計是建筑設(shè)計中的主要范疇，其設(shè)計要點需按照不同區(qū)域的地理環(huán)境、光照因素、建筑狀況而進行，建筑只有尋找到合適的朝向規(guī)劃，才能更好地管理大自然中的熱、光之間的問題。因我國主要領(lǐng)地處于北半球，南向布局能保障冬季日照量最多，夏季的太陽輻射則最少，所以，“坐北朝南”這句俗話一直是我國建筑設(shè)計中的方向定理[2]。同時，我國大部分城市處于沿海地區(qū)，海岸線較長，大部分地區(qū)長時間受到東南風(fēng)的影響，坐北朝南能較好地確保夏季通風(fēng)的需求。此外，建筑過程中為節(jié)省采光耗能，可將南向墻面設(shè)計為鏡面材料以便于光線的進來，該能從根本上提升北面房的光照問題。為延伸建筑室內(nèi)日照時間，還需考究植被對光照的影響，綠色植被能緩解熱環(huán)境帶來的難題。

2.節(jié)能采光設(shè)計的主要方法和措施

建筑過程中節(jié)能采光設(shè)計的主要方法需根據(jù)具體的情況進行探究，從建筑的整體布局出發(fā)，選擇合適的建筑原材料，有效地進行綜合，才能從根本上實現(xiàn)采光設(shè)計的節(jié)能。文章將由幾個方面進行分析，如下：

2.1加強優(yōu)化建筑工程形象

節(jié)能采光設(shè)計方案的進行需綜合建筑項目的形象設(shè)計，促使采光設(shè)計在原來的根基上進一步得到完善和優(yōu)化，最終實現(xiàn)建筑工程效益的最大化?，F(xiàn)階段的建筑室內(nèi)耗能主要體現(xiàn)在太陽對建筑表面的直射光和輻射熱，進而提升室內(nèi)的光線條件和熱環(huán)境的耗能，所以，優(yōu)化建筑工程形象屬于建筑節(jié)能設(shè)計的主要目的之一。具體的方法：一般情況下采取創(chuàng)新室內(nèi)窗底設(shè)計的方式。倘若開窗面積設(shè)計得較大，即窗地的構(gòu)成比例則越大，更加方便于室內(nèi)的采光。倘若根據(jù)采光的平衡和均勻著手，即更加傾向天窗，而按照熱量和輻射的角度思考，屋頂屬于接受熱量最高的位置，所以，天窗有時候并不屬于最佳的設(shè)計方法。于不同的地理環(huán)境、地域以及氣候環(huán)境中，建筑表面的開窗設(shè)計需綜合實際情況實施考慮，進一步提升建筑工程的形象和優(yōu)化[3]。

2.2統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計節(jié)能采光

建筑實施節(jié)能采光的主要目標(biāo)為，符合人們對房屋建筑設(shè)計的基本需求，不論為通風(fēng)、采光、消防、舒適等方面，建筑設(shè)計均需滿足該些基本需求，同時還充分利用大自然的資源，防止自然光的浪費和重復(fù)使用。建筑設(shè)計師于設(shè)計圖紙過程中，需綜合考慮當(dāng)?shù)氐娜照涨闆r、氣候情況以及整個工程的特點，根據(jù)整個建筑項目的性質(zhì)決定全部的節(jié)能采光設(shè)計，完善整個節(jié)能采光布局[4]。通常情況下，日照間距較容易達到理想的效果，而日光照進室內(nèi)中即不可進行準確的計算，該由于室外環(huán)境較多。例如：綠色植被一般屬于建筑遮陽的重要原因。所以，針對建筑工程中的采光設(shè)計，需進行整體性的規(guī)劃和布局，才能保障節(jié)能采光設(shè)計方案的有序進行。

2.3合理地設(shè)計遮陽和反光

建筑設(shè)計師于提升室內(nèi)采光照度設(shè)計時，可在窗頂部放置水平反光板，把大自然中的陽光反射至建筑室內(nèi)，而夏季能經(jīng)過相同的方法進行遮陽，防止陽光出現(xiàn)直射的局面。于整個節(jié)能采光設(shè)計中，建筑師需把遮陽和反光合理綜合起來，促使在有效的基礎(chǔ)上提升光線的亮度，降低光線對日常生活的影響，才能從最根本上實現(xiàn)采光設(shè)計的節(jié)能[5]。

2.4材料的篩選與采光口的設(shè)計

于采光口原材料的篩選過程中，建筑設(shè)計師需耐心、仔細和嚴謹?shù)剡M行考究，建筑工程總耗中門窗一般占據(jù)一半的能耗，而其作為節(jié)能措施中的中心內(nèi)容，設(shè)計人員需根據(jù)原材料的特性選擇適合的材料建設(shè)。門窗玻璃材料應(yīng)以傳熱量少和透光量多為基準，而北方地區(qū)則需采取中空三層或者中空雙層玻璃；南部地區(qū)則需以少輻射玻璃為主。此外，針對采光口的設(shè)計需綜合采光口遮陽、通風(fēng)、采光的特質(zhì)，提升構(gòu)架原材料的氣密性和穩(wěn)定性，經(jīng)過有效地方法評估采光照度的節(jié)電量、冬季的失熱量、夏季得熱量，進而明確采光口的分布位置。

參考文獻：

[1]范曉東.論建筑設(shè)計中整體采光節(jié)能設(shè)計的思路[J].門窗，2013（07）：226.229.

[2]余茹，衛(wèi)紅.現(xiàn)代節(jié)能建筑立面設(shè)計要素分析[J].河南科技，2011（11）：84-85.

[3]張濱，李桂文，趙建平.基于采光能效概念的住宅采光窗口設(shè)計研究[J].照明工程學(xué)報，2010，21（4）：14-18.

[4]吳芳.武漢市武珞路中學(xué)校園規(guī)劃設(shè)計實例分析[J].門窗，2013（07）：222.224.

[5]陳宇.論建筑采光節(jié)能設(shè)計[J].中華民居，2012（03）：20.6.