建筑采光或節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)論文

建筑節(jié)能采光設(shè)計(jì)淺談?wù)禾柟馐前踩?、潔凈的能源，充分利用日光和天空漫射光進(jìn)行建筑天然采光是節(jié)能設(shè)計(jì)的有效方式。天然光環(huán)境是人們長(zhǎng)期習(xí)慣和喜愛的工作環(huán)境，各種光源的視覺試驗(yàn)結(jié)果表明，在同樣照度條件下，天然光的辨認(rèn)能力優(yōu)于人工光，從而有利于工作、生活、保護(hù)視力和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。不同的地域氣候和外部環(huán)境中對(duì)建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的要求差異很大，甚至出現(xiàn)采光節(jié)能和熱工節(jié)能設(shè)計(jì)的矛盾，如果用同一種節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行建筑采光設(shè)計(jì)必然會(huì)造成新的資源浪費(fèi)。因此，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)綜合考慮建筑光、熱環(huán)境的影響因素，以整體設(shè)計(jì)的思維，從環(huán)境規(guī)劃布局、建筑體型及采光控制到建筑反光遮陽設(shè)施設(shè)計(jì)等各方面，研究出適宜不同地域氣候環(huán)境的建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)方法。充分利用天然光，對(duì)于創(chuàng)造良好光環(huán)境、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和構(gòu)建綠色建筑具有重要的意義。關(guān)鍵詞：建筑采光；節(jié)能設(shè)計(jì)；整體思維引言節(jié)能設(shè)計(jì)的兩大主題就是開源和節(jié)流，因此節(jié)能方式的改革不僅需要減少對(duì)不可再生資源如煤、石油等的使用，還要重視對(duì)可再生能源如太陽能、風(fēng)能的開發(fā)利用，這樣才可以使節(jié)能效果達(dá)到最佳。在建筑能耗中，照明能耗所占的比重很大，這就需要重視在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行采光節(jié)能設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)徹底的綠色建筑，而非僅考慮熱環(huán)境節(jié)能的單極化節(jié)能。建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)也需要在整體節(jié)能思維的基礎(chǔ)上，綜合分析光、熱環(huán)境的要求，根據(jù)本地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)采光節(jié)能的最佳效果。1、采光節(jié)能設(shè)計(jì)需要考慮的因素一、協(xié)調(diào)光、熱建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的矛盾 陽光的輻射是建筑設(shè)計(jì)中光、熱的主要影響因素，因此在節(jié)能設(shè)計(jì)中對(duì)太陽能輻射的利用應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎，要協(xié)調(diào)處理其在分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求兩方面的矛盾。首先，中國光氣候分區(qū)圖將中國的建筑設(shè)計(jì)劃分為5個(gè)光氣候分區(qū)，以此來指導(dǎo)天然采光設(shè)計(jì)；而在熱能設(shè)計(jì)上，去過建筑熱工設(shè)計(jì)分布圖將中國劃分為5個(gè)熱工分區(qū)。光氣候的分區(qū)指標(biāo)是照度，而熱工分區(qū)的主要指標(biāo)則是溫度。同一地區(qū)可能分屬不同的光氣候區(qū)與熱工區(qū)，節(jié)能設(shè)計(jì)要求也就自然不同。因此建筑設(shè)計(jì)要想達(dá)到采光節(jié)能的目的，必須協(xié)調(diào)光、熱在建筑設(shè)計(jì)中的矛盾，以制定完善的光氣候區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)和物理環(huán)境參數(shù)。其次，光節(jié)能設(shè)計(jì)不可避免的要求將天然光引入室內(nèi)，以達(dá)到有效的照明與視覺效果，進(jìn)而減少照明能耗。這一要求需要在設(shè)計(jì)建筑時(shí)加大建筑間的距離，減少對(duì)天然光的阻擋并適當(dāng)?shù)脑黾硬晒饪诘臄?shù)量與面積。而熱工設(shè)計(jì)在冬季時(shí)需要盡可能的將陽光引入室內(nèi)以提高室內(nèi)溫度，在夏季卻需要做到有效的防止熱輻射以減少空調(diào)能耗，這一要求需要設(shè)計(jì)師合理控制門窗面積與位置，減少建筑體型的變化。這樣一來，在建筑設(shè)計(jì)中采光節(jié)能與熱工節(jié)能不可避免地會(huì)產(chǎn)生矛盾。而建筑節(jié)能設(shè)計(jì)必須要到在平衡而這矛盾的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的最佳效果。二、注重天然采光 采光節(jié)能設(shè)計(jì)必須要考慮天然采光，而不能一味依賴人工光源。這是因?yàn)槭紫热斯す庠磿?huì)影響人們的感受，光線的溫度會(huì)給人們帶來截然不同的感覺。而自然光在不同的季節(jié)、時(shí)刻、環(huán)境通過合理的設(shè)計(jì)可以對(duì)室內(nèi)照明產(chǎn)生很好的效果，其舒適度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人造光源，不僅可以使昏暗的房間變得明亮活潑，還可以塑造室內(nèi)的藝術(shù)空間、營造良好的氛圍。其次，天然光源如得到充分的利用可以節(jié)約電能的消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑消耗中照明消耗占了將近三分之一的比重，而天然光源則具有取之不盡用之不竭的特點(diǎn)，與人工光源相比更加安全、潔凈。只有最大限度的降低照明消耗，才能更好的設(shè)計(jì)節(jié)能建筑，順應(yīng)綠色建筑的潮流。3、 根據(jù)不同地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)、建筑情況采光節(jié)能設(shè)計(jì) 我國土地遼闊，在對(duì)天然采光設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮時(shí)，不同地區(qū)的光照條件與環(huán)境特點(diǎn)有很大不同，因此采光節(jié)能設(shè)計(jì)需要根據(jù)不同地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)、建筑情況來整體規(guī)劃布局具體的采光設(shè)計(jì)。在我國，大部分地區(qū)夏季具有日照時(shí)間長(zhǎng)、太陽輻射強(qiáng)的特點(diǎn)，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要合理的利用屋檐、遮陽板、窗簾等調(diào)解采光、減少熱能消耗、節(jié)省電力資源。這種情況在采用玻璃幕墻的建筑中表現(xiàn)得尤為明顯，更需要合理協(xié)調(diào)采光節(jié)能與熱能消耗的矛盾。四、合理的朝向與建筑群規(guī)劃布局 合理的朝向布局能最佳的協(xié)調(diào)建筑設(shè)計(jì)中的光、熱矛盾。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)保證向南布局，這是因?yàn)槲覈幱诒卑肭?，且大部分地區(qū)夏季多為東南風(fēng)，南向布局可以保證冬季日照最多而夏季輻射最低，可以獲得最大的日照。而坐北朝南可以很好的保證了通風(fēng)需求得到滿足。為節(jié)約采光耗能還可以在南向墻面設(shè)置鏡面材料引入光線，以改善北面房間的光照度。此外，為了保證建筑物內(nèi)日照時(shí)間的長(zhǎng)度，還需要考慮植被對(duì)光照的影響。綠樹植物被對(duì)于改善熱環(huán)境大有裨益，但是在對(duì)其設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮采光需求。同時(shí)還要根據(jù)該地區(qū)的建筑群的特點(diǎn)來進(jìn)行合理的規(guī)劃。建筑室內(nèi)采光的方案一是地窗，因?yàn)榈卮暗拿娣e越大對(duì)采光越有利。而天窗采光的均勻性比較好，但是由于屋頂是吸熱最多的部分，因此天窗對(duì)于熱工節(jié)能十分不利。因此開窗設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)不同的地域氣候環(huán)境來設(shè)計(jì)。一般來說，建筑物的長(zhǎng)寬比與熱量獲得成正比，因此在炎熱的南方采用長(zhǎng)寬比小的建筑形狀有利于節(jié)能工作，而寒冷的北方采用長(zhǎng)寬比大的建筑體型則可以滿足其冬季保溫的需求。但是從采光方面考慮，建筑物進(jìn)深與光線成反比，即進(jìn)深越大光線越弱，因此在建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)深應(yīng)當(dāng)兼顧光熱節(jié)能的要求，在保證光照時(shí)間和光照均勻度的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出最佳的長(zhǎng)寬比值。2、具體的采光節(jié)能設(shè)計(jì)（形狀與材料） 采光節(jié)能設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，諸如采光口大小設(shè)計(jì)、玻璃的材質(zhì)、照明設(shè)計(jì)等等，需要進(jìn)行在綜合把握以上三個(gè)大原則的基礎(chǔ)上，進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的最佳效果，為社會(huì)能源的和諧發(fā)展、建設(shè)綠色家園做出貢獻(xiàn)。1、 采光口的設(shè)計(jì)1、 采光口大小 窗口越大，采光均勻性越好 研究發(fā)現(xiàn)，隨著窗口的增大，人工照明能耗越小，房間全年的關(guān)燈率就呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。這是因?yàn)榇翱谠酱?，室?nèi)的采光均勻度越高，室內(nèi)光線條件的上升當(dāng)然會(huì)促成人工照明能耗的降低。雖然對(duì)于采光來講窗戶面積越大越好，但是建筑設(shè)計(jì)還需要綜合考慮熱功耗能（采暖與制冷）。因此建筑物的窗口需要根據(jù)不同的光度要求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。如果房間對(duì)光度的要求較高則可以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大窗戶面積，并且輔以其他的外圍措施保證房間的保溫隔熱效果。反之則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮小窗戶的面積以保證室內(nèi)溫度。2、 窗戶透光率 窗戶透光率越大，照度均勻度越高 建筑物窗戶的透光率與房間照度均勻值成正比，即窗戶的透光性越好、透光率越大，房間的照度均勻值越高、光環(huán)境越好。因此，透光率的增大會(huì)直接導(dǎo)致人工照明耗能的減少、達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)然，建筑物能耗還需要考慮熱工能耗，但是窗戶的透光率對(duì)熱工能耗的影響很小，因此窗戶透光率越大，建筑物的總能耗越低，節(jié)能效果越好。3 、窗戶位置 窗戶位置高度越高越節(jié)能 隨著窗戶位置的升高，近窗處的照度值大幅降低，這是因?yàn)榇芭_(tái)擋住了一部分陽光。而窗戶位置越低，房間內(nèi)的照度值越高，照明能耗越低。但是，窗戶位置越低，室內(nèi)視覺舒適度會(huì)隨著降低。因此，在采光節(jié)能設(shè)計(jì)中，既要考慮到低窗位對(duì)光照值的促進(jìn)作用，也要考慮由于光照度平緩對(duì)室內(nèi)人員視覺舒適度的影響。4、窗戶形狀 窗戶形狀越瘦高越節(jié)能 窗戶的形狀對(duì)于室內(nèi)光照度值也有影響。實(shí)驗(yàn)表明，窗戶上沿的高度越高，光在進(jìn)深的方向上均勻性同比增高。而隨著窗戶寬度的增加，室內(nèi)的光照值反而沒有同比提高，人工照明的能耗呈上升趨勢(shì)。因此，在對(duì)窗戶形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要意識(shí)到窗戶形狀越瘦高對(duì)于采光越有好處，也越有利于采光節(jié)能設(shè)計(jì)。5、 側(cè)窗增加反光板 側(cè)窗增加反光板可以增加照度均勻度，高側(cè)窗對(duì)于改善室內(nèi)照明環(huán)境作用很大，與之相呼應(yīng)在側(cè)窗增加反光板可以降低近窗處的照度峰值。由于夏季高角度的太陽直射光極易造成近窗處出現(xiàn)眩光，因此在側(cè)窗增加內(nèi)反光板可以提高室內(nèi)的光照均勻度、改善室內(nèi)的照明效果進(jìn)而減少照明能耗，增加外反光板還可以在夏季減少熱增益，減少夏季空調(diào)制冷能耗。因此可以考慮在室內(nèi)外增設(shè)反光板來改善室內(nèi)環(huán)境，降低照明能耗，達(dá)到采光節(jié)能的目的。2、 玻璃材質(zhì)的選擇 門窗玻璃材質(zhì)的選擇對(duì)于節(jié)能的影響與采光口的設(shè)計(jì)一樣重要，而門窗能耗一直是節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)。在對(duì)門窗材料的選擇上，應(yīng)當(dāng)以多透光少傳熱為基本原則，這樣既可以保證采光，又有利于熱能消耗的減少。因此，炎熱的南方地區(qū)在節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)首先考慮選用低輻射玻璃，以減少太陽光的輻射。而寒冷的北方地區(qū)則可以首先選用中空雙層玻璃，在保證光照值的同時(shí)減少散熱、保證室內(nèi)溫度。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新型的玻璃材料越來越多的走進(jìn)設(shè)計(jì)師的視野，出現(xiàn)在千家萬戶之中，常見的如液晶調(diào)光玻璃、光致變色玻璃等，都是根據(jù)不同材質(zhì)的不同優(yōu)點(diǎn)來達(dá)到采光效果的最大化并盡可能的減少能耗。與此同時(shí)，新型采光方式如導(dǎo)光管技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)等的運(yùn)用都是研制多功能節(jié)能窗的新思路、新方法，在采光節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)先機(jī)的技術(shù)方法來保證采光節(jié)能設(shè)計(jì)達(dá)到最佳效果。三、采用合理的照明設(shè)計(jì) 合理的照明設(shè)計(jì)對(duì)于采光節(jié)能也很重要，建筑設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)在保證照明質(zhì)量的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)優(yōu)先選用耗電指標(biāo)較低的設(shè)計(jì)方案。1、 設(shè)計(jì)師需要根據(jù)照明的目的或者使用要求來確定適當(dāng)?shù)恼斩龋⑶腋鶕?jù)使用要求確定照度分布。此外，設(shè)計(jì)師還要根據(jù)活動(dòng)性質(zhì)、活動(dòng)環(huán)境及視覺條件，依據(jù)規(guī)范來選定照度標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行強(qiáng)制性規(guī)范內(nèi)容。2、合理的照明方式，是提高照明系統(tǒng)效率最便捷最有效的手段。如果房間布置已經(jīng)確定，設(shè)計(jì)師應(yīng)盡量采用分區(qū)一般照明方式。而對(duì)于部分作業(yè)面照度要求較高、不適合只采用一般照明的場(chǎng)所，則應(yīng)當(dāng)采用混合照明。3、照明設(shè)計(jì)中合理有效的配線可以減少線路上的電能損失。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)保證電氣照明的工作電壓保持在允許的電壓偏移值之內(nèi)。而在采用氣體放電光源較多的場(chǎng)所，采用分散方式進(jìn)行電容補(bǔ)償以提高功率因數(shù)則是很好的解決辦法。4、為了方便管理，每個(gè)照明開關(guān)所控制的燈具的數(shù)量不能過多。在建筑裝修中，還應(yīng)當(dāng)應(yīng)盡