建筑设计中采光节能设计的应用

建筑设计中采光节能设计的应用

郑孝海

伊春林业勘察设计院黑龙江伊春153000

摘要：随着社会经济的迅速发展，在当前建筑工程设计中，采光节能措施已经成为建筑行业发展中的重要组成部分，如何科学、合理的利用光能，已经成为科研人员急需完善的问题之一。在此，本文针对现代建筑设计中采光节能设计的应用，做以下论述。

关键词：建筑设计；采光节能；应用

1采光节能设计需要考虑的因素

1.1协调光、热建筑节能设计的矛盾

阳光的辐射是建筑设计中光、热的主要影响因素，因此在节能设计中对太阳能辐射的利用应当谨慎，要协调处理其在分区标准和设计要求两方面的矛盾。

（1）中国光气候分区图将中国的建筑设计划分为5个光气候分区，以此来指导天然采光设计；而在热能设计上，去过建筑热工设计分布图将中国划分为5个热工分区。光气候的分区指标是照度，而热工分区的主要指标则是温度。同一地区可能分属不同的光气候区与热工区，节能设计要求也就自然不同。因此建筑设计要想达到采光节能的目的，必须协调光、热在建筑设计中的矛盾，以制定完善的光气候区分标准和物理环境参数。

（2）光节能设计不可避免的要求将天然光引入室内，以达到有效的照明与视觉效果，进而减少照明能耗。这一要求需要设计建筑时加大建筑间的距离，减少对天然光的阻挡并适当的增加采光口的数量与面积。而热工设计在冬季时需要尽可能的将阳光引入室内以提高室内温度，在夏季却需要做到有效的防止热辐射以减少空调能耗，这一要求需要设计师合理控制门窗面积与位置，减少建筑体型的变化。这样一来，在建筑设计中采光节能与热工节能不可避免地会产生矛盾。而建筑节能设计必须要到在平衡而这矛盾的同时，达到节能设计的最佳效果。

1.2注重天然采光

采光节能设计必须要考虑天然采光，而不能一味依赖人工光源。这是因为首先人工光源会影响人们的感受，光线的温度会给人们带来截然不同的感觉。而自然光在不同的季节、时刻、环境通过合理的设计可以对室内照明产生很好的效果，其舒适度也远远高于人造光源，不仅可以使昏暗的房间变得明亮活泼，还可以塑造室内的艺术空间、营造良好的氛围。其次，天然光源如得到充分的利用可以节约电能的消耗。据统计，建筑消耗中照明消耗占了将近三分之一的比重，而天然光源则具有取之不尽用之不竭的特点，与人工光源相比更加安全、洁净。只有最大限度的降低照明消耗，才能更好的设计节能建筑，顺应绿色建筑的潮流。

在对天然采光设计进行考虑时，还需要注意的一个问题就是需要配合空调的节能工作。我国大部分地区夏季具有日照时间长、太阳辐射强的特点，因此在建筑设计时需要合理的利用屋檐、遮阳板、窗帘等调解采光、减少热能消耗、节省电力资源。这种情况在采用玻璃幕墙的建筑中表现得尤为明显，更需要合理协调采光节能与热能消耗的矛盾。

1.3根据不同地区环境特点、建筑情况采光节能设计

我国幅员辽阔，不同地区的光照条件与环境特点有很大不同，而每一个地区的建筑群的特点更是千差万别。因此采光节能设计需要根据不同地区的环境特点、建筑情况来整体规划布局具体的采光设计。

2采光节能设计的应用

采光节能设计措施在具体使用中，不同的地区之间有着不同的光、热环境，这些都在一定程度上影响着采光措施的制定方案。这些，都需要设计人员予以考虑。针对采光节能设计措施，一般表现在以下几个方面：

2.1整体性的规划布局

采光节能的根本目的在于满足人们采光、通风、消防等各方面的居住要求时，充分利用自然光能，避免自然资源的重复使用及浪费。这就要求设计人员能够结合着当期的实际气候及工程的整体设计，对整个采光节能方案进行整体性的规划与布局。一般而言，在整个采光节能方案的实际运用中，日照间距往往很容易得到满足，然而在日光射入室内时，则无法得到科学、有效的保证，这是因为室外的因素得不到保证，如：种植的植物往往会成为遮阳的主要因素。由此可见，整体性的规划布局，是确保采光节能措施顺利实施的根本保证。

2.2建筑体型优化

采光节能方案的实施，必须结合着建筑工程的整体设计，使其在原有的基础上得到一定的优化，在达到节能目的的同时，最大限度的发挥出工程的使用功效。在当前建筑室内耗能中，其根本原因在于太阳对建筑外表面的辐射热与直射光上，增加了室内光、热环境的耗能，由此不难看出，建筑体型优化是建筑节能设计的重要环节之一。在解决这一类的问题时，通常采用的方式在于创新室内窗底设计来控制，若开窗面积越大，则窗地的比例就会越大，则有利于采光；若从采光的均匀性出发，则更倾向于天窗；但从热工角度出发，屋顶作为得到热量最多的地区，天窗并非最佳设计方案。在不同的地域、气候环境中，建筑外形的开窗设计，应结合着当地的实际地理位置及气候环境进行设计，以此来确保采光节能措施的正常使用。

2.3采光口的设计及材料选择

结合采光口通风、遮阳、采光的综合性能不难看出，设计人员在对采光口进行设计时，必须在加强构建材料气密性的基础上方可进行，同时结合着各个地区的划分标准，通过计算来满足采光照度的节电量与夏季得热及冬季失热状态下的耗能量来合理的布置采光口位置，确保室内通风顺畅。与此同时，在采光口的材料选择上，也需要设计人员给予着重考虑。在整个建筑的总体耗能中，门窗能耗约占一半左右，同时作为节能方案中的薄弱环节，需要设计人员选择与之相符的材料进行加强。一半而言，在门窗玻璃材料的实际选择中，多以透光量多、传热量少为原则，在我国的南方地区，多以低辐射玻璃为主；而在北方地区，建议使用中空双层玻璃。

2.4反光与遮阳措施

在提高建筑室内采光照度的过程中，设计人员可以在窗顶部搁置水平反光板，将日光反射到室内深处，同时在炎热的夏季，可以通过相应的遮阳措施来避免阳光直射的现象发生。在采光节能的整体策略中，需要设计人员本着一切从实际出发的原则，将反光与遮阳措施充分的结合起来，使其在原有的基础上形成统一的整体，在提高光线照度的同时，还能避免光线给人们生活造成的不便。

3节能设计的智能化管理

受地域气候环境的影响，建筑光热环境以一种多变的形式存在，再加上人们不同时段对光热环境的需求量不同，在采光节能的设计中，要求设计人员必须本着灵活多变的设计模式，从建筑结构的整体性出发，采用智能化管理来实现光热的智能化调控。基于虚拟现实技术(VR)和地理信息系统(GIS)的数字化技术为实现节电节能的智能化管理提供了可能性。在整个虚拟空间中，设计人员可以对建筑室内的天然采光条件进行分析，同时结合着不同时段及环境条件，最大限度的实现采光可视化与节能量化分析，以此来获取符合当期自然环境的最佳采光设计方案。

结束语：综上所述，面对当前建筑行业的迅速发展，采光节能措施在建筑设计中的应用，在推动建筑行业发展的同时，还从根本上体现出我国建筑行业可持续发展的行业趋势。通过利用光能，在节省自然资源的同时，还能满足人们的生活需求。而这些，都需要科研人员加大建筑节能采光的研究力度，只有这样才能在实现建筑节能采光的同时，将建筑工程的节能功效淋漓尽致的发挥出来。

参考文献:

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