試論建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)

許珂

摘要：隨著建筑行業(yè)快速發(fā)展，對建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)提出了更高要求，要注重天然光的應(yīng)用，在達(dá)到節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的同時(shí)，營造良好的居住環(huán)境。本文主要圍繞建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)要考慮的因素、常見的建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)方案、建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)方法等方面展開討論，具體分析了主動式采光和被動式采光這兩種建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)方案，并提出優(yōu)化建筑采光設(shè)計(jì)的措施，以便為建筑整體設(shè)計(jì)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：采光節(jié)能設(shè)計(jì)；整體化布局；遮陽措施

在建筑工程中，要從降低能源消耗這方面著手，進(jìn)行建筑施工方案的設(shè)計(jì)，其中節(jié)能采光設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)重要環(huán)節(jié)之一，通過加大對天然光的利用，可在保證室內(nèi)照明度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，對建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有促進(jìn)作用。實(shí)際進(jìn)行建筑物節(jié)能采光設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮光、熱建筑設(shè)計(jì)矛盾、天然采光等因素，從而保證節(jié)能采光設(shè)計(jì)方案有較高可行性。

一、建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)要考慮的因素

首先，要協(xié)調(diào)好光、熱環(huán)境下建筑節(jié)能設(shè)計(jì)矛盾，利用太陽輻射能時(shí)，還存在分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求等方面的矛盾。在分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)方面，建筑設(shè)計(jì)主要以光氣候分區(qū)圖作為參考依據(jù)，劃分得到5個(gè)光氣候區(qū)；城市居住區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)劃按照建筑氣候區(qū)劃圖，進(jìn)行城市氣候區(qū)域劃分。光氣候區(qū)劃分是利用照度這一指標(biāo)得到的，而建筑氣候分區(qū)和熱工分區(qū)則以溫度為主要指標(biāo)。不同劃分結(jié)果對應(yīng)的設(shè)計(jì)要求不同。因此在實(shí)際進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮建筑熱工分區(qū)、光氣候分區(qū)要求，得到需要的環(huán)境參數(shù)，以便為后續(xù)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)工作的開展提供依據(jù)。其次，進(jìn)行建筑物節(jié)能采光設(shè)計(jì)時(shí)，還要注重天然光的合理利用，將自然光源應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)中，能創(chuàng)造舒適、自然的居住環(huán)境，同時(shí)能達(dá)到節(jié)約能源的目的。在日照強(qiáng)度較高的夏季，可適當(dāng)設(shè)置遮陽板等設(shè)備，真正將節(jié)能理念體現(xiàn)在建筑工程中。

二、常見的建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)方案

（一）被動式采光設(shè)計(jì)

這一設(shè)計(jì)方法主要是在綜合考慮建筑物所處周邊環(huán)境和光照特點(diǎn)，以及性能要求的情況下，進(jìn)行天窗、光反射板、直立窗、百葉窗等設(shè)備的設(shè)計(jì)，以便在上述措施作用下，使得建筑物不同階段能最大程度利用自然光進(jìn)行室內(nèi)照明或保溫等[1]。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，通常選用中空玻璃，指的是兩片玻璃間存在一個(gè)空氣層，采用這種設(shè)計(jì)手段能有效解決建筑物聲音隔離和溫度調(diào)節(jié)等問題，進(jìn)而營造出良好的室內(nèi)環(huán)境。上述設(shè)計(jì)方法在現(xiàn)代建筑中較為常見，可增加室內(nèi)透光量。例如，在一些玻璃夾層中通常設(shè)計(jì)棱鏡、百葉、光傳輸纖維等作為傳輸介質(zhì)，通過利用這種設(shè)計(jì)方式，可進(jìn)一步控制自然光在建筑室內(nèi)的擴(kuò)散范圍和強(qiáng)度。在相對寒冷的氣候環(huán)境下，進(jìn)行采光節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)要從保持室內(nèi)熱量角度出發(fā)，通過設(shè)置低輻射涂層窗戶，能起到維持室內(nèi)溫度的作用。而建筑物內(nèi)部墻壁和天花板等部位，可看作是室內(nèi)照明系統(tǒng)組成部分之一，能在其表面漫反射作用下，使得太陽光進(jìn)入建筑內(nèi)部。為了突出墻壁這一性能優(yōu)勢，通常設(shè)計(jì)淺色墻壁，能加強(qiáng)室內(nèi)亮度。

（二）主動式采光設(shè)計(jì)

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，逐漸產(chǎn)生主動式采光設(shè)計(jì)這一設(shè)計(jì)方法，適用于大型建筑中，是一種應(yīng)用效果顯著的一種采光方式。現(xiàn)代建筑對室內(nèi)溫度平衡和照明強(qiáng)度提出了較高需求，而利用主動式采光的設(shè)計(jì)方式能對照進(jìn)室內(nèi)的自然光線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其強(qiáng)度和照射面積滿足建筑物性能需求，為建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)提供了有效途徑。其中定光鏡是實(shí)現(xiàn)主動式采光設(shè)計(jì)效果的重要設(shè)施，能根據(jù)太陽光角度進(jìn)行反射。當(dāng)定光鏡連接的傳感器感受到太陽光變化后，會將收集到的電信號傳到主控電腦，之后電腦內(nèi)部功能模塊會進(jìn)行信號分析，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)節(jié)主反射鏡，從而保證太陽光盡可能進(jìn)入建筑室內(nèi)，進(jìn)而滿足建筑內(nèi)部照明要求。另外，一些光學(xué)構(gòu)件在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通常能起到調(diào)解自然光強(qiáng)度的作用。例如，百葉窗、玻璃幕墻和遮陽板等設(shè)備的應(yīng)用，可根據(jù)氣候條件的變化進(jìn)行其性能的調(diào)整，從而合理控制進(jìn)入室內(nèi)的太陽光。為了充分發(fā)揮定光鏡應(yīng)用功能，還需要做好主反射鏡的清理工作，以免由于傳感器的污垢造成反光效率低下。

三、建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)方法

（一）整體性規(guī)劃布局

為了達(dá)到較好的建筑采光技能設(shè)計(jì)效果，要注重建筑物整體性規(guī)劃布局，從建筑物通風(fēng)、采光等居住需求出發(fā)，充分利用自然能源，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合建筑過程實(shí)際情況，在對當(dāng)?shù)貧夂驐l件和施工要求有明確掌握的情況下進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。建筑節(jié)能采光設(shè)計(jì)方案的制定要從建筑整體規(guī)劃著手，綜合分析建筑物運(yùn)行過程中對天然光的需求，確定適當(dāng)?shù)牟晒夤?jié)能方案，從而保證采光節(jié)能方案能有效實(shí)施在建筑工程施工中[2]。實(shí)際制定采光節(jié)能計(jì)劃時(shí)，要盡可能滿足日照間距，在綜合考慮日照間距影響因素的基礎(chǔ)上，得到可行性較強(qiáng)的整體規(guī)劃方案。

（二）建筑體型優(yōu)化設(shè)計(jì)

進(jìn)行建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先考慮采光面積這一指標(biāo)，為了盡可能將自然光引進(jìn)室內(nèi)，通常采用落地窗的設(shè)計(jì)方法，適當(dāng)增大建筑物內(nèi)部空間的窗地面積比，可增加室內(nèi)采光面積，從而提高天然光利用率。例如，通過設(shè)計(jì)天窗可保證室內(nèi)光線均勻度，使得天然光直接照射到室內(nèi)，但是從熱工角度出發(fā)，建筑屋頂是熱量最為集中的部位，采用天窗設(shè)計(jì)方法可能提高室內(nèi)溫度，無法保證室內(nèi)環(huán)境滿足人們居住需求。因此，為了達(dá)到最佳設(shè)計(jì)方案，還需要建筑單位結(jié)合地區(qū)氣候特點(diǎn)，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，以便保證建筑物采光節(jié)能設(shè)計(jì)合理性，將這一設(shè)計(jì)方案應(yīng)用在建筑工程中，能取得較好建筑施工效果。

（三）采光口設(shè)計(jì)與材料選擇

為了提高建筑節(jié)能采光設(shè)計(jì)水平，還要保證采光口科學(xué)設(shè)計(jì)，對最終建筑物性能有一定影響。建筑設(shè)計(jì)人員要全面考慮遮陽、通風(fēng)、采光等因素，在節(jié)能環(huán)保觀念引導(dǎo)下，設(shè)置建筑物采光口，是采光節(jié)能設(shè)計(jì)重要環(huán)節(jié)。不同地區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)不同，要結(jié)合地區(qū)實(shí)際情況和季節(jié)變化的影響，合理設(shè)計(jì)采光口位置。另外，門窗能耗問題始終是建筑物節(jié)能設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮的問題，為了提高建筑物性能，要做到門窗材料的合理選擇，以便達(dá)到預(yù)期的節(jié)能設(shè)計(jì)效果，在天然光利用下，創(chuàng)造適宜的居住環(huán)境。

（四）反光和遮陽措施

除了上述措施外，在進(jìn)行建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，還會利用到反光和遮陽措施，如設(shè)計(jì)人員在窗頂部位放置水平反光板，能保證天然光進(jìn)入到室內(nèi)，而在夏季等高溫環(huán)境下，可借助遮陽措施防止陽光直射，具有較好的應(yīng)用效果。要想確保采光節(jié)能方案能落實(shí)到建筑工程施工中，要堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā)這一原則，合理利用反光和遮陽措施，為采光節(jié)能方案的設(shè)計(jì)提供有效思路。例如，目前大多數(shù)建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)中，都加大了對節(jié)能輔助設(shè)施應(yīng)用的考慮，從充分利用自然能源這個(gè)角度出發(fā)，科學(xué)布置反光和遮陽設(shè)備位置，進(jìn)而結(jié)合氣候變化特點(diǎn)來適當(dāng)調(diào)節(jié)光線強(qiáng)度。

四、結(jié)語：

綜上所述，建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)是落實(shí)建筑節(jié)能環(huán)保觀念的關(guān)鍵，符合當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展趨勢，在進(jìn)行建筑物采光節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要求設(shè)計(jì)人員綜合考慮多方面因素，確保設(shè)計(jì)有效性，為人們提供舒適的居住環(huán)境。通過采用整體性規(guī)劃布局、建筑體型優(yōu)化設(shè)計(jì)等措施，可取得較好的采光節(jié)能設(shè)計(jì)效果，對建筑業(yè)發(fā)展有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]周濤濤.關(guān)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)之采光節(jié)能設(shè)計(jì)的思考[J].四川水泥，2018（04）：91.

[2]王輝.關(guān)于建筑節(jié)能設(shè)計(jì)之采光節(jié)能設(shè)計(jì)的思考[J].四川水泥，2017（11）：127.