高层建筑的自然采光设计与节能思考

  高层建筑的自然采光设计与节能思考

孙颖

身份证号码:120112198810090947    天津市津南区   300073

摘要： 当前，人们逐渐树立绿色环保理念，特别是在建筑工程结构设计方面，绿色元素明显增多，符合国家绿色发展趋势。建筑行业需要积极贯彻绿色发展理念，积极引进先进技术，以满足人们各方面需求为出发点，将绿色设计理念应用到工程施工设计中。在高层建筑设计中，采光设计是重要的内容，此时要充分考虑环境保护，提高室内采光度。进行室内自然采光设计时，需要在工程建设的每个环节发挥绿色设计理念的指导作用，以降低建筑光照成本，获得良好的节能效果。文章就高层建筑的自然采光设计及节能措施展开论述。

关键词：高层建筑;设计;自然采光;节能;

1 高层建筑节能设计需要遵循的原则

1.1 新能源利用原则

目前，我国已提高了传统能源特别是不可再生能源的利用率。但在具体应用过程中，会释放一定的污染物，导致生态环境污染。为实现生态环境健康发展，有必要积极开发和利用可再生能源，并提高其利用率。例如，广泛应用太阳能，一些风能资源丰富的地区已经开始使用风能。在设计建筑施工图时，应发挥绿色建筑设计理念的指导作用，严格遵循新能源利用原则，在建筑工程中引入各种新能源，尽可能将建筑能耗控制在最低。

1.2 环境保护原则

根据目前我国建筑业的发展情况，如果仍采用传统的建筑技术，会产生大量的垃圾，若无法及时处理，将会导致生态环境污染严重。在高层建筑中贯彻绿色设计理念，将更先进的建筑技术融入其中，改变传统建筑施工模式，促进建筑业更好地发展。因此，施工设计人员应严格遵循环境保护原则，合理应用和实施绿色建筑设计理念，关注施工成本，包括技术成本、经济成本、社会成本和环境成本。在确保建筑施工无质量问题的前提下，选用绿色建材，最大限度地减少能耗，保护生态环境。

1.3 以人为本原则

高层建筑是人们生产生活的重要组成部分。在建筑施工图设计过程中，应考虑用户需求，坚持以人为本原则，确保建筑功能设计的合理性。在室内设计方面，要保证良好的通风效果，使人们的生活和工作环境更加舒适。此时，必须落实绿色环保设计理念，促进人们的生活方式更加健康。

在室内空间设计中，空间布局应充分考虑人们的生活习惯，以满足人们的需求。在高层建筑中，采光非常重要，人们应对此给予关注，在许多方面考虑采光条件。设计人员应意识到光线会影响人体健康和建筑内部环境。为确保室内环境有充足的照明，有必要通过合理的设计来改善照明，室内环境清晰度高，可以达到节能环保的效果。在建筑设计中，应模拟室外环境，并通过模拟操作分析照明条件。为充分利用自然采光，人们可以获得更高的舒适度。

1.4 经济高效原则

建筑工程规模不断扩大，投资额越来越高。绿色理念应用于建筑设计，通过应用绿色建筑材料和更先进的施工技术，从而使施工单位提高经济效益。在施工过程中，应选择环保材料，做好对当地材料市场的调查，确保运输的便利性，以最大限度地降低成本，确保材料价格是可接受和合理的，以降低成本。此外，还应基于实际施工情况引入适当的施工技术，不断完善建筑施工设计方案。在设计中，设计内容不能局限于建筑美观，还要注意材料的选择，以保证施工质量，提高施工效率，确保经济高效。

2 高层建筑自然采光设计方法

2.1 建筑总平面光照设计

为保证建筑平面设计科学化，各项功能完备，设计人员要协调好建筑物结构与自然环境之间的关系，结合建筑物所在区域的地形条件，还要考虑到光照条件，基于自然光照情况设计建筑群体空间布局，保证建筑光照效果良好。设计人员采用科学技术对自然光照条件进行模拟，分析自然光照下的建筑模型，根据所获得的结果调整建筑群体间距、朝向，保证内部空间光照充足。

2.2 建筑物内部结构设计

在设计建筑内部结构时，要充分考虑当地的自然光照条件，基于此制订采光方案，合理设计建筑物内部结构，使建筑结构内部采光设计合理，避免在竣工验收阶段，因不符合采光要求而需要重新设计，防止造成资源浪费问题。如果高层建筑内部布局无法更改，可在进行墙面设计时设计采光槽，在建筑天花板下开设高窗，还可以充分利用建筑地下室进行采光通风井设计，以扩大室内自然光照射面积。有效调整室内空间光线明暗度，确保白天不需要使用电气照明设备。此外，设计人员还可以合理调整自然光折射角度及入射角度，分析太阳光不同时段产生的角度变化情况，明确光照方向变化情况，采用合理设计方法向建筑内部引入自然光，保证室内有充足的光线。

进行自然光采光设计，促使建筑内部设计功能简单化，有效解决光照不足的问题，提高室内空间采光率。因此，要想保证建筑室内光照合理，设计人员就要结合光照规律，考虑到建筑实际需求，选择材料时要保证其有较高的透光度，保证室内明亮。门窗决定了自然光照射，在设计过程中，如果自然光投射比较弱，可以适当增加开窗面积，对自然光投射强度进行模拟。如果自然光投射比较好，就要做好遮阳工作，避免出现室内眩光的问题。

2.3 建筑物外部结构设计

建筑设计良好主要体现在总平面设计、内部结构设计上以及外部结构设计上，要做到三者有机结合。在开展设计工作时，外部结构设计要采用科学有效的设计手法，合理应用自然光，以控制建筑内部与外部的光照条件。落实到具体的设计工作中，设计人员要考虑到以往的设计方法，不断积累经验，充分利用采光井、天窗及落地窗等，使房屋建筑内部即便光线不是很强，也能保证足够的自然光使用率。

3 高层建筑节能设计应用

3.1 合理应用可再生资源

第一，合理利用风资源。空调系统是建筑工程中非常重要的一部分。在当前的建设项目中，空调设备的安装量非常大，会消耗大量的能源。如果使用风力资源的空调系统，可以合理控制空调设备的利用率，减少能耗，防止对生态环境的破坏。因此，在建筑项目实施绿色设计的过程中，有必要构建科学有效的自然空气循环系统，促进建筑内部享受自然风，减少空调系统的使用，提高建筑居住环境的舒适度，提高人们的生活质量。对于自然空气循环系统的设计和应用，应注重建筑造型、建筑朝向的科学设计，合理规划建筑面积，以提高风资源的利用率。

第二，合理利用太阳能资源。将太阳能装置安装在建筑项目中，提高太阳能资源的利用率，减少建筑电力的使用。在设计过程中，设计人员在屋顶上安装光伏板，可以收集太阳能并将其转化为可用资源，如热能、电能等，以有效控制能源消耗。

3.2 注重环保材料的选择

在绿色发展环境下，在建筑工程设计中要贯彻落实绿色设计理念。合理选择绿色材料是施工设计中需要考虑的关键因素。设计人员应充分认识到，在建筑项目施工过程中，原材料是不可或缺的，需基于绿色设计理念选择合适的建筑材料，确保施工质量，降低成本，提高环境效益。

建筑工程单位基于绿色设计理念进行建筑设计，每个环节都要注意选择合适的材料。例如，在建筑工程的防水施工环节，应合理选择外墙抹灰材料，否则会影响施工质量。在防水工程中使用的材料应具有防水性能，在设计图纸中应明确设置防水功能时，防水砂浆材料的比例为1∶2.5，其中还添加了防水剂，占5%。这种防水方法能有效节约能源，不污染环境，具有绿色健康发展的优势，还可以确保建筑工程质量。在建筑设计中要合理选择材料，考虑经济性，从而减少开支，提高经济效益。

4 结束语

通过研究可以明确，建筑工程施工中采用绿色管理模式，内在含义丰富。在高层建筑设计中，要发挥绿色理念的指导作用，严格按照各项原则实施，重视室内通风设计，达到良好的节能效果，无论是平面设计还是景观设计，都要注重环境保护，促使建筑行业绿色化、生态化发展。

参考文献

[1] 吴际.既有居住建筑天然采光优化设计与节能研究[D].成都:西华大学,2022.

[2] 张辉超.夏热冬暖地区绿色高层住宅建筑设计研究[D].株洲:湖南工业大学,2021.