论建筑采光节能设计

论建筑采光节能设计

田利平

徐州金洋科瑞房地产开发有限公司苏州徐州221000

摘要：随着社会经济的不断发展与进步，建筑行业得到了迅猛的发展。在建筑设计过程中，采光节能设计已经成为了建筑行业发展过程中的重要组成部分，如何能够将光能合理，高效的运用起来，是有关设计人员需要着重考虑的问题之一。本文主要就如何对建筑实行采光节能的设计以及对主动采光和被动采光进行简要的介绍。

关键词：建筑；采光节能；设计

随着时代的不断变迁，世界各国对于环境问题都逐渐重视起来，绿色，低碳，环保的概念也逐渐深入人心。对于现代建筑物来讲，如何能够应用自然光进行采光的设计已经成为了衡量其好坏的标准之一。绿色建筑成为了人们生活中常见的话题之一，所谓的绿色建筑就是利用自然的，无污染的资源来达到建筑所需要的功能。建筑的自然采光设计，不仅体现了绿色节能的号召，还能够满足人们的日常需求，为了能够将这种采光节能与世界水平相接轨，对其设计的研究是必不可少的。

一：节能分区标准的构建

在进行节能设计时需要进行分区，分区的标准主要根据建筑物所处的地理位置，受光亮以及热环境的实际情况来进行划分。整个分区的划分必须是合理的，全面的，综合的，已能够确保节能措施的顺利进行。比如建筑设计师在进行分区的时候，需要科学的针对不同区域气候条件中的建筑节能设计所必须的物理环境要求，以采光节点以及采暖降温的节能目标出发，在同一光气候区域内提出不同的采光建筑二级分区设计标准体系。

二：采光节能设计措施

在进行采光节能的设计过程中，在进行采光措施的制定方案时需要建筑物所处的地区以及当地的热环境来进行制定。这些影响因素都需要设计人员予以考虑，对于采光节能的设计措施来讲，主要考虑以下几个方面。

（一）整体性的规划布局

对采光节能来讲，实行的目的就是在保证人们对于建筑基本功能（采光，通风，消防等）需求的同时，利用自然光能，充分提高了自然资源利用率，减少资源的浪费。为了能够实现这种要求，就需要有关的设计是在进行节能方案的规划以及布局的时候充分考虑到建筑物所处的地区，实际的气候条件。

在一般的设计过程中，在进行采光节能措施实际运行的过程中，日照间距往往都会满足人们的需求，但是当日光射入室内中时，就不能够得到有效的保障。比如来讲，在遮阳影响要素中，其中植物的种植占据主要的因素。所以，由此看来，为了保证采光节能措施能够顺利的进行，整体性的规划布局是十分重要的。

（二）建筑体型优化

在进行节能设计方案的实时过程中时，需要根据实际的情况以及建筑工程的整体设计来进行优化设计，使节能的效果达到更好。在当前的建筑室内耗能中，主要原因就是由于太阳对建筑外表面的辐射热与直射光上，增加了室内光以及热能的损耗。所以在进行设计的过程中，建筑体型的设计也是其中重要的一部分。为了能够减少这种资源的损耗，在进行设计的过程中，通常将室内的窗户进行创新性的设计，如果需求是充足的光照，则在设计的过程可以将开创的面积扩大；如果需求是从采光的均匀程度来缴纳，就更倾向于将窗户设计成天窗的形式；但是根据上实际的情况来分析，屋顶是热量最多的地方，所以天窗的设计并非是最佳的选择。对于建筑外形天窗的设计，要根究当地的气候，地域的限制条进行，这样就能够给保证采光节能的措施能够顺利的进行。

（三）采光口的设计以及材料的选择

当设计人员在进行采光口的设计中时，不仅需要考虑实际是使用情况，而且在设计的时候需要将采光通风，遮阳，采光等这些性能综合考虑起来。整体的设计需要在加强构建材料气密性的基础上来进行，并且需要参考各个地区的划分标准。采光口的位置的布置，主要是通过计算来满足通过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进行。

在进行采光口材料的选择上，设计人员就成本这一方面也需要做慎重考虑。根据数据显示，在整个建筑的总体耗能中，门窗耗能超过了百分之五十，并且在节能方案设计中处于比较薄弱的环节，设计过程中需要设计人员对相关的材料进行加强。

总而言之，对于门窗玻璃材料的选择过程中应该遵循以下接个原则：其一就是需要选择透光量比较多，传热量比较少的；其二就是根据地域限制来选择，在南方多选用低辐射的玻璃，而在北方多选用中空的双层玻璃。

（四）反光与遮阳措施

在进行采光节能的设计过程中，为了能够提高建筑物户内的采光照度，相关的设计人员为了能够把日光照射到室内的深处，可以在建筑物的创顶放置水平的发光板，反光板应该具有比较高的反射率。并且，在温度比较高的夏季，为了减少建筑室内阳光的直射量，可以采取一定的遮阳措施。

设计人员在进行过设计的过程中，应该充分考虑当前的实际情况，有效的将反光措施以及遮阳措施有机的结合起来，这样可以形成一个更加有效的整体，不仅能够很好的满足建筑物室内对于日照射量的需求，还能够减少日照量过强时给人们的生活造成一定的不变。

（五）充分考虑供热节能以及采光节能的矛盾问题

在进行采光节能的设计过程中，还需要解决的就是供热节能以及采光节能的矛盾问题。在实际的生活中，充足的日照会使访房屋内温度的升高，对于北方冬季而言是喜闻乐见的，但是对于夏天充足的日光照射会增加空调制冷的能量消耗。在我国长江流域，其处于亚热带与温带的交界地带，冬天潮，冷，夏天干，热，对于设计者来说，若要同时满足采光度以及室内温度的需求是一项很困难的事情。所以，在设计的过程中要充分考虑供热节能以及采光节能的矛盾问题，这样才能使整个的设计更加人性化。

三：节能设计的智能化管理

在实际的生活中，建筑物外界环境，气候是多变的，相应的建筑物的光热环境也是多变的；不仅如此，人们每时每刻对于光照的需求是不一定的，所以在设计的过程中，应该充分考虑到这些多变的因素，将模式设计为多变的模式。在进行设计的过程中，为了能够满足更加人性化的需求，需要实现智能化的设计，采用智能化管理来实现光热的智能化调控。在整个的智能化设计的过程中，虚拟现实技术以及地理信息系统为其提供了技术上的支持。在这整个的虚拟空间中，相关的技术人员可以根据当时的环境，地理条件以及建筑物室内的自然采光条件来进行分析，以此来达到设计方案更加符合实际应用的目的。

四：采光节能设计的两大方向

对于建筑采光节能的设计来讲，根本原理主要包括两个，其一就是主动式采光设计，其二是被动式采光设计。下文主要介绍这两种设计：

（一）被动式采光设计

对于这种采光设计来讲，是一种比较传统的采光设计的方式。在进行设计的时候主要是考虑所处地域的环境情况，四季的光照情况。在进行自然光的获取的时候，主要是通过建筑固件（天窗，光反射版，百叶窗等）来获得自然光从而达到照明的目的。

比如现如今很多建筑物的玻璃都采用中空型的，即两层玻璃之间是真空的，这样选择的好处不仅能够隔离噪声，隔离户外温度，还能够利用这样的设计加强建筑物的透光量；还有的中空玻璃夹层中装有百叶或者是光传输纤维，对此设计的目的就是控制日光在户内的散射程度，光照亮度。在材质上，玻璃的选择主要是根据太阳光的光谱来进行选择的，玻璃的选择是可以过滤掉红外线，紫外线的。在北方比较寒冷的地方，可以利用物理的反射原理，使用低辐射涂层的玻璃，这样就能够保证室内的温度。对于建筑内部的天花板以及墙壁都可以成为照明系统的一部分，其表面对于光的漫反射作用可以将自然光很好的利用起来，将光射到建筑更加深层次的地方，对此应该考虑将天花板设置为反射率较高的材料，墙壁表面也使用颜色较浅的材质。为了更好的利用自然光，对于建筑屋内的装饰，颜色尽量浅。

（二）主动式采光设计

主动式采光技术是现在比较流行的一种采光方式，主要利用的技术包括机械自动化技术以及光敏传感技术。现如今，很多比较高级的大型建筑物的设计都是采用这种模式的。主动式采光设计对于采光性能要求高的建筑是适合的，其能够给建筑物提供充足的光照以及合适的光照角度，并且能对其的强度以及角度根据实际的需求做出智能化的调整，不仅可以达到建筑物基本的光照需求，还能够体现出理想的美学效果。

在主动式采光的设计发展史中，最早使用，并且运用范围最广的就是定日镜，其能够跟太阳的角度并进行相应的反射。定日镜为了更好的满足反射的要求，将表面设成碟形，并装有连着脉冲电动机光传感器。整个的工作原理是将有关光的传感器将日光的变换传给电动机，将光信号转换为电信号，并将信号传送给主控电脑，通过电脑中的有关程序对这些信号进行分析，分析过后根据数据信息来调整主反射镜，实时跟踪太阳运行轨道，运行角度的变化，将日光最大程度的运行起来，保证整个建筑物内部的照明需求。为了将光照分配到建筑物所需要的地方需要使用具有高反射性能的光管实现被捕捉光线的分配。

建筑物中有很多的光学构件，比如来讲有玻璃幕墙，百叶窗，遮阳板等等，这些构件可以进行调控，调控的方式可以分为人为调控或者是电脑调控，调控的依据主要是根据不同季节日光量的不同以及需求的不同来进行，但是，此装置有一些不足的地方，对于这套设施来讲，主反射镜是置于室外的，易于收到自然的损坏，造成使用时的不方便以及出现失灵状况情况，造成其反射率低，无法满足采光要求的后果。所以对于其日常的保养以及修护是必不可少的。随着时代的变化，学者正在研究一种能够克服这种困难的材质，这种材质是可以直接安装在建筑外墙上的，并且这种窗户的材质具有微叠性，对于外界环境的变化能够实时自动响应，并启用能够主动的控制能够射入建筑物内部的日光的强度以及角度。

小结：

现如今，随着时代的不断进步以及发展，建筑行业也得到了迅猛的发展。低碳，绿色，环保的建设设计已经成为时代的需求，为了能够不断推进我国建筑行业的发展，并且与世界潮流相接轨，在进行设计的过程中要采用采光节能的设计方案。采光节能不仅能够满足人们对于光照的日常需求，还能够将自然资源充分利用起来，减少资源的浪费。采光节能设计的核心就是在满足人们对于光照的基本需求时，最大限度的将自然光资源利用起来。所以，对于建筑采光节能设计的研究应该更加的深入。本文主要简单介绍建筑的采光节能更设计，希望读者对其有简单的了解。

参考文献：

[1]耿雪，张乃璐.建筑设计中采光节能设计的应用[J].现代装饰（理论），2011，（04）.

[2]黄海静，陈纲.建筑采光节能设计的整体思维[J].重庆建筑大学学报，2009，（04）.

[3]万元春.不能不重视的建筑生态和节能设计——读《费电的“玻璃宫殿”》有感[J].深交所，2007，（02）.

[4]曾思桥.浅析如何做好建筑物单体节能设计[J].建材与装饰（下旬刊），2011，（12）.

[5]黄海静，陈纲.建筑采光节能设计的整体思维.重庆建筑大学学报，2007（4）