建筑采光及節(jié)能

1、 建筑采光與節(jié)能制作人施志鵬制作人施志鵬118主講人肖繼宏主講人肖繼宏 1836 一、建筑采光與節(jié)能分析二、不同類型建筑的采光三、綠色節(jié)能建筑四、采光材料舉例 建筑采光與節(jié)能分析1 1、簡介、簡介2 2、從建筑被動采光向利用天然采光發(fā)展、從建筑被動采光向利用天然采光發(fā)展3 3、天然采光節(jié)能、天然采光節(jié)能4 4、天然采光節(jié)能設(shè)計策略、天然采光節(jié)能設(shè)計策略5 5、天然采光新技術(shù)、天然采光新技術(shù)1、 簡介簡介n 我國公共建筑能耗中，照明能耗所占比例很大。我國公共建筑能耗中，照明能耗所占比例很大。 中國北京大型商場：中國北京大型商場： 照明用電占照明用電占40%40%； 美國商業(yè)建筑中，照明用電所占比

2、例為美國商業(yè)建筑中，照明用電所占比例為39%39%； 荷蘭這一比例高達(dá)荷蘭這一比例高達(dá) 55% 55% 。n 因此，建筑照明也有著巨大的節(jié)能潛力。因此，建筑照明也有著巨大的節(jié)能潛力。 天然光天然光清潔、廉價的光源。清潔、廉價的光源。 天然光天然光室內(nèi)采光照明室內(nèi)采光照明-有益于環(huán)境，在心理和生理上感到舒適，有利有益于環(huán)境，在心理和生理上感到舒適，有利于身心健康，提高視覺功效。于身心健康，提高視覺功效。 利用天然光照明，是對自然資源的有效利用，是建筑節(jié)能的一個重要利用天然光照明，是對自然資源的有效利用，是建筑節(jié)能的一個重要方面。方面。 天然光代替人工光源照明可節(jié)能體現(xiàn)在哪些方面？天然光代替人工光

3、源照明可節(jié)能體現(xiàn)在哪些方面？n 不僅可以節(jié)約大量的照明用電，還可大大減少空調(diào)負(fù)荷，有利不僅可以節(jié)約大量的照明用電，還可大大減少空調(diào)負(fù)荷，有利于減少建筑物能耗。于減少建筑物能耗。n 此外，新型采光玻璃此外，新型采光玻璃-在保證采光量的前提下，根據(jù)季節(jié)不同，可在保證采光量的前提下，根據(jù)季節(jié)不同，可將熱量引入室內(nèi)或?qū)崃繐踉谑彝?。將熱量引入室?nèi)或?qū)崃繐踉谑彝狻?人們的認(rèn)識誤區(qū)：人們的認(rèn)識誤區(qū)：n 酒店人工光源照明酒店人工光源照明-電費(fèi)可以轉(zhuǎn)嫁給顧客電費(fèi)可以轉(zhuǎn)嫁給顧客 n 在建筑設(shè)計上會相對復(fù)雜費(fèi)時不如大量安裝人工光源、方便省事在建筑設(shè)計上會相對復(fù)雜費(fèi)時不如大量安裝人工光源、方便省事 。2、從建筑被

4、動采光向利用天然采光發(fā)展、從建筑被動采光向利用天然采光發(fā)展 天然光的合理利用主要面臨的問題：天然光的合理利用主要面臨的問題：n a.a.天然光穩(wěn)定性差天然光穩(wěn)定性差-直射光會使室內(nèi)的照度在時間上直射光會使室內(nèi)的照度在時間上 和空間上和空間上產(chǎn)生較大波動；產(chǎn)生較大波動；n b.b.建筑進(jìn)深、層高以及特殊區(qū)域（如大面積的中庭）采光設(shè)計難建筑進(jìn)深、層高以及特殊區(qū)域（如大面積的中庭）采光設(shè)計難度加大。度加大。 天然采光節(jié)能措施：天然采光節(jié)能措施：n 1) 1) 解決大進(jìn)深建筑內(nèi)部的采光問題解決大進(jìn)深建筑內(nèi)部的采光問題n 2) 2) 提高采光質(zhì)量提高采光質(zhì)量n 側(cè)采光側(cè)采光- -窗口照度窗口照度最深處照

5、度最深處照度引起眩光。引起眩光。n 3) 3) 解決天然光的穩(wěn)定性問題解決天然光的穩(wěn)定性問題n 天然光天然光- -日光跟蹤系統(tǒng)日光跟蹤系統(tǒng)- -保持室內(nèi)較高照度保持室內(nèi)較高照度3、天然采光節(jié)能、天然采光節(jié)能n 利用有利朝向利用有利朝向 朝南朝南- -天然采光最佳方向，采光與采暖得熱兼得；天然采光最佳方向，采光與采暖得熱兼得； 北方北方- -光線雖弱但穩(wěn)定（適于非常炎熱地區(qū)）；光線雖弱但穩(wěn)定（適于非常炎熱地區(qū)）； 最不利的方向是東面和西面。最不利的方向是東面和西面。n 采用有力的平面形式采用有力的平面形式 建筑物平面建筑物平面 決定天然采光口數(shù)量和側(cè)窗和天窗搭配決定天然采光口數(shù)量和側(cè)窗和天窗搭配

6、 天井及其功能天井及其功能 中央天井的透光性，反射率，以及其空間的幾何比率（深度和寬度之中央天井的透光性，反射率，以及其空間的幾何比率（深度和寬度之比）比）4、天然采光節(jié)能設(shè)計策略、天然采光節(jié)能設(shè)計策略n 采用天窗采光采用天窗采光 天窗采光天窗采光單層或多層的頂層屋頂上設(shè)置天窗采光單層或多層的頂層屋頂上設(shè)置天窗采光 建筑物天窗的好處建筑物天窗的好處 a.a.光線相對均勻光線相對均勻 b.b.水平窗口比豎直獲得光線多水平窗口比豎直獲得光線多 開天窗引起的問題開天窗引起的問題 及及 解決辦法解決辦法 問題：來自天窗的光線在夏天時比冬天時更強(qiáng)；問題：來自天窗的光線在夏天時比冬天時更強(qiáng)； 解決辦法：采

7、用矩形天窗、鋸齒形天窗，解決辦法：采用矩形天窗、鋸齒形天窗，避免平天窗避免平天窗 鋸齒形天窗優(yōu)點(diǎn)：鋸齒形天窗優(yōu)點(diǎn)： a.a.光線反射到室內(nèi)墻壁上光線反射到室內(nèi)墻壁上- -作漫反射體作漫反射體- -舒適感提高舒適感提高 b. b. 徹底解決因直射光線或陽光帶來的眩光問題徹底解決因直射光線或陽光帶來的眩光問題n 采用天窗采光采用天窗采光 散光擋板的作用？散光擋板的作用？ a.a.使光線分布更均勻；使光線分布更均勻； b.b.消除來自天窗的眩光消除來自天窗的眩光 散光擋板的布置及效果散光擋板的布置及效果n 采用有利的內(nèi)部空間布局采用有利的內(nèi)部空間布局 建筑內(nèi)部開放空間建筑內(nèi)部開放空間- -對日光進(jìn)入

8、屋子深處有利。對日光進(jìn)入屋子深處有利。 措施：用玻璃材料分隔屋子；或視平線上部安裝玻璃措施：用玻璃材料分隔屋子；或視平線上部安裝玻璃n 顏色顏色建筑物外部（屋頂、墻）使用淺色可以造成漫射光建筑物外部（屋頂、墻）使用淺色可以造成漫射光 使高側(cè)窗和低層窗獲得更多的日光。使高側(cè)窗和低層窗獲得更多的日光。7 7、天然采光新技術(shù)、天然采光新技術(shù)n 導(dǎo)光管導(dǎo)光管 三部分組成：集光器三部分組成：集光器 管體部分管體部分 出光部分出光部分n 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 導(dǎo)光原理導(dǎo)光原理全反射全反射 光導(dǎo)纖維采光系統(tǒng)由三部分組成：光導(dǎo)纖維采光系統(tǒng)由三部分組成： 聚光部分聚光部分 傳光部分傳光部分 出光部分出光部分 8、天

9、然采光新技術(shù)、天然采光新技術(shù)n 采光隔板采光隔板 側(cè)窗上安裝一組反射裝置，使窗口直射陽光多次反射進(jìn)入室內(nèi)，提側(cè)窗上安裝一組反射裝置，使窗口直射陽光多次反射進(jìn)入室內(nèi)，提高房間內(nèi)部照度的采光系統(tǒng)。高房間內(nèi)部照度的采光系統(tǒng)。n 導(dǎo)光棱鏡窗導(dǎo)光棱鏡窗 利用棱鏡的折射作用改變?nèi)肷涔夥较?，使陽光照射到房間深處。利用棱鏡的折射作用改變?nèi)肷涔夥较?，使陽光照射到房間深處。減少直射光引起的眩光。減少直射光引起的眩光。 n1、上海火車南站n2、威盧克斯辦公樓n3、“水立方”n4、風(fēng)景住宅的陽光通道n5、通風(fēng)采光設(shè)計獨(dú)特的映雪居不同類型建筑的采光不同類型建筑的采光Page 14上?；疖嚹险緉 n 總投資33.8億元的

10、上海鐵路南站于2006年7月1日正式啟用, 作為申城目前規(guī)模最大、交通組織最健全的城市交通樞紐和目前亞洲最大的火車站，其最具亮點(diǎn)的主站屋采用晶瑩剔透、富有高科技感的巨大鋼結(jié)構(gòu)圓屋頂，使用“人”字型支撐結(jié)構(gòu)直徑達(dá)265米，其采光效果非常好屋面體系的材料組合，使白天室內(nèi)產(chǎn)生漫射天光的效果，為旅客帶來良好的視覺心理感受和獨(dú)特的車站空間體驗(yàn)。夜晚，在燈光透射下，站屋作為一個均勻發(fā)光體，晶瑩剔透，為城市增添了一道亮麗的風(fēng)景。 威盧克斯辦公樓的采光介紹n 為了最大程度的利用自然光，同時使空間富于變化，設(shè)計中采用了帶型采光天窗，陽光可以沿著這個結(jié)構(gòu)照射到辦公室中，給樓內(nèi)提供光線和生機(jī)活力，懸橋通道的頂部也設(shè)

11、置了天窗，新鮮的空氣從大樓立面設(shè)置的天窗進(jìn)入，沿著“帶型天窗”上升，從而達(dá)到了最好的自然通風(fēng)的效果?！八⒎剿⒎健钡牟晒饨榻B的采光介紹膜材料的優(yōu)越性n “水立方”的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用了膜材料（ETFE乙烯四氟乙烯共聚物）充氣枕，該材料與傳統(tǒng)的建筑材料在物理性能方面完全不同。大多數(shù)已落成的建筑物使用ETFE氣枕作為天窗或植物園的外墻和屋頂，主要原因是它具有非常好的采光特性，其透光率高，透明膜材透光率可達(dá)98%，與透明玻璃的透明度相同，可以附著不同的色彩。同時，膜材非常薄、重量非常輕。n 其次，“水立方”項目的設(shè)計上，充分考慮了建筑節(jié)能、環(huán)保建材的使用和水資源保護(hù)?！八⒎健庇媱?0%的水資源可進(jìn)

12、行有效地使用和循環(huán)利用，空調(diào)系統(tǒng)采用了排風(fēng)熱回收技術(shù)，并充分利用室外新風(fēng)在冬季對內(nèi)區(qū)提供“免費(fèi)制冷”，采用了可變遮陽系數(shù)技術(shù)，太陽能被動池水加熱技術(shù)和雙層墻通風(fēng)技術(shù)，泳池大空間內(nèi)溫濕度分區(qū)控制，滿足不同人群的需求。風(fēng)景住宅的陽光通道n 474748N13812E是這座住宅的坐標(biāo)也是它的名字。這座住宅位于奧地利，緊鄰薩爾茲堡的阿德內(nèi)，它的主人由于工作的需要建造了這座風(fēng)景住宅。建筑介紹n 整棟建筑是一個不規(guī)則的幾何立方體，平直的屋頂上點(diǎn)綴著傾斜的天窗，那是陽光的通道。內(nèi)部遵循極簡主義原則，陽光幾乎能從起居室的一側(cè)照射進(jìn)來，頂部天窗照射進(jìn)來的陽光彌補(bǔ)了室內(nèi)日光的不足。屋頂?shù)奶齑鞍惭b角度傾斜于水平面3

13、0度，建筑師根據(jù)室內(nèi)功能的不同，設(shè)置了不同傾斜方向的天窗，浴室的天窗朝向東面，捕捉清晨的陽光，衣帽間的天窗朝向北面，以免室內(nèi)過熱，廚房的天窗面向西側(cè)，可以接收到落日的余輝。此設(shè)計解決了跨度較深及黑暗的功能空間的采光問題。大約300平方米的玻璃將室內(nèi)和室外分隔開來，成為名副其實(shí)的“看得見風(fēng)景房間”通風(fēng)采光設(shè)計獨(dú)特的映雪居n 映雪居是寶蓋鎮(zhèn)蘇厝村一座古樸典雅的老房子，這座建于民國丙子（1936）年的房子，如今依然是氣派十足。映雪居的通風(fēng)采光主要依賴天井、門窗，以及房檐的天窗和空氣閣，因而這么大的古厝常年清新明亮，即使是陰雨天氣亦不淤濁晦暗。綠色節(jié)能建筑綠色節(jié)能建筑n 綠色節(jié)能建筑的由來n 英國綠色

14、節(jié)能建筑介紹n 日本太陽能住宅n 上海生態(tài)建筑示范樓綠色節(jié)能建筑n 在20世紀(jì)60年代，國際上出現(xiàn)了“生態(tài)建筑”新理念。70年代，石油危機(jī)的爆發(fā)，使人們意識到，以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的高速文明發(fā)展史難以為繼。耗用自然資源最多的建筑產(chǎn)業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展之路。80年代，節(jié)能建筑體系逐漸完善，并在英、法、德、加拿大等發(fā)達(dá)國家廣為應(yīng)用。同時，由于建筑物密閉性提高后，室內(nèi)環(huán)境問題逐漸凸現(xiàn)，以健康為中心的建筑環(huán)境研究成為發(fā)達(dá)國家建筑研究的熱點(diǎn)。1992年巴西的里約熱內(nèi)盧“聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會”的召開，使“可持續(xù)發(fā)展”這一重要思想在世界范圍達(dá)成共識。綠色建筑漸成體系，并在不少國家實(shí)踐推廣，成為世界建筑發(fā)展的方

15、向。 n 綠色建筑技術(shù)集成體系是反映綠色建筑發(fā)展的綜合性指標(biāo)。目前許多歐美發(fā)達(dá)國家已在綠色建筑設(shè)計、自然通風(fēng)、建筑節(jié)能與可再生能源利用、綠色環(huán)保建材、室內(nèi)環(huán)境控制改善技術(shù)、資源回用技術(shù)、綠化配置技術(shù)等單項生態(tài)關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得大量成果，并在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了較完整的適合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的綠色建筑集成技術(shù)體系。n 這些建筑通過精妙的總體設(shè)計，結(jié)合自然通風(fēng)、自然采光、太陽能利用、地?zé)崂?、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術(shù)，充分展示了生態(tài)建筑的魅力和廣闊的發(fā)展前景。綠色建筑典型事例綠色建筑典型事例英國英國Integer生態(tài)住宅示范房生態(tài)住宅示范房英國英國Nottingham稅務(wù)中心稅務(wù)中心英國英國No

16、ttingham大學(xué)生態(tài)住宅樓大學(xué)生態(tài)住宅樓 日本太陽能住宅日本太陽能住宅日本太陽能住宅日本太陽能住宅日本太陽能住宅日本太陽能住宅上海生態(tài)建筑示范樓上海生態(tài)建筑示范樓采光材料舉例采光材料舉例n PC板介紹n 雙層幕墻介紹n 遮陽板介紹采光材料舉例一、PC采光板n PC板是以聚碳酸酯為主要成分，采用共擠壓技術(shù)CO-EXTRUSION而成的一種高品質(zhì)板材。由于其表面覆蓋了一層高濃度紫外線吸收劑，除具抗紫外線的特性外并可保持長久耐候，永不褪色。PC板連接可用專用正成企業(yè)膠水連接，有效地防漏。n PC板的特性n 1、耐沖擊性耐力板的沖擊力最大可達(dá)到3kg/cm，比重為1.34g/cm&sup3

17、;，是普通玻璃的200倍，比壓克力板強(qiáng)8倍，幾乎沒有斷裂的危險性。 n 2、透明性采光極佳，透光率高達(dá)7589%，而其透明度可與玻璃相媲美。 n 3、耐候性表面UV劑（抗紫外線）具有吸收紫外線，并轉(zhuǎn)化為可見光，戶外可保證十年不褪色。 n 4、耐燃性耐力板本身不自燃并具有的自熄性。 n 5、耐熱性、耐寒性在零下30到130的測試范圍內(nèi)，不會引起變形等品質(zhì)變化。 雙層幕墻n 雙層幕墻又稱熱通道幕墻、呼吸式幕墻、 通風(fēng)式幕墻、節(jié)能幕墻等。由內(nèi)外兩層立面構(gòu)造組成，形成一個室內(nèi)外之間的空氣緩沖層。外層可由明框、隱框或點(diǎn)支式幕墻構(gòu)成。內(nèi)層可由明框、隱框幕墻、或具有開啟扇和檢修通道的門窗組成。也可以在一個獨(dú)立支承結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)置玻璃