试论建筑采光节能设计

本文主要论述了在光、热环境中建筑节能设计的矛盾,被动采光设计和主动采光设计.并如何解决建筑节能设计的矛盾问题提出了看法。

建筑节能

试论建筑采光节能设计杨晓帆九江市城市规划市政设计院江西九江 320 3 00

摘要：本文主要论述了在光、热环境中建筑节能设计的矛盾，动采光设计和主动采光设计 .如何解决建筑节能设计的矛盾被并问题提出了看法。 关键词：筑设计采光节能建

1光、热环境中建筑节能设计的矛盾建筑节能设计中，太阳辐射能的利用是一把双刃剑，既有益处，

3主动式采光设计主动式采光设计是近几年才在世界范围内普及，并多用于高级大型建筑的设计当中的一种采光设计方式，因为这些建筑通常对照明的强度和质量需求都较高，主动式采光设计帮助保证这些建筑的充足采光并对引入其中的光线进行强度和角度的智能调整，以达到理想的美

但也存在着在分区标准和设计要求两方面的矛盾。11分区标准上的矛盾 .

光气候条件下建筑设计以“国光气候分区图”为参照可划分为中 5个光气候分区：在热工方面以“国建筑热工设计分区图”为标准划全分为 5个区；城市居住区规划设计则按“国建筑气候区划图”将城中市气候划分为 2级区划系统作为日照间距控制的标准。光气候分区是以照度为指标的，而热工分区与建筑气候分区则主

学效果。主动式采光设计中，发明最早、运用最广泛的是能够跟踪太阳角度进行反射的定日镜。定日镜的表面成碟形，装有一个连通着脉冲电动机光传感器，其工作原理是光敏传感器将其感受到的日光变化

传给电动机，变为电信号后传给主控电脑，电脑中的程序分析这些信号后，根据其所提供的信息调整主反射镜，跟踪太阳的变化角度，最大限度的在白天捕捉和利用太阳光 .保证建筑物内部的照明需求而当光线被捕捉到会使用具有高反射性能的光管将光线分配到建筑物需

要以温度为指标。后两者的区划范围基本一致，但与光气候分区却差异较多，同一地区可能分属不同区划范围 .具有不同设计要求。因此

须综合考虑“气候分区”和“筑热工分区”及“筑气候区

划”光建建 要求 .制定完善的光气候分区标准和物理环境参数。1 2节能设计要求的矛盾

要的地方。建筑中的各种光学构件，例如玻璃幕墙、百叶窗、遮阳板、 天窗等，在不同的季节也可以通过手动或由电脑控制的方式来调节部件的性能或角度，由此控制太阳光和热进入建筑内部的多少。但是，这一装置有它的缺点 .那就是主反射镜由于完全暴露在室外，没有任何遮蔽设施 .不仅容易为自然现象所破坏 .即便日常护理和清洁也必须十分频繁 .否则主反射镜上面的灰尘和污垢就会影响反光效率 .降

设计中建筑将天然光有效引人室内，在满足视觉功能要求下 .又要节约照明用电 .这一设计要求就必然要求建筑布局时加大间距，减少对天然光的遮挡，并合理增加采光口的数量和大小。热工节能设计的要点是冬季将阳光引入建筑 .提高室内温度：同时夏季需有效防止热辐射 .减少空调制冷能耗，这就需要适当控制建筑门窗洞口大小， 减少建筑体型变化综上论述，在设计中采光节能和热工节能对建筑的不同要求势必

低进光量，而传感器上的灰尘则会使装置灵敏度减低，甚至导致失灵。为了解决这一问题，学界正在开发一种可以直接安装在建筑外墙上作为直立窗的材质，这种窗户的材质具有微叠层，可以主动响应外界环

会产生矛盾。因此，建筑节能设计应全面分析不同环境中的影响因素，找出最佳平衡点。下面我们主要从被动设计和主动采光设计两个方面对建筑采光节能设计进行探讨。

境的变化，主动地控制进入建筑内部的日光和热量的强度变化。

4光、热环境中建筑节能设计矛盾解决在我国进行采光的节能设计时，我们首先要注意的问题是供热节能和采光节能的矛盾问题，因为很多时候，充足的进光量所带来的是

2被动式采光设计被动式采光设计是一项充分考虑建筑所处地域周边环境，四季光

室内温度的大幅度升高，这在一些本身就很炎热的地区就加重了夏季空调制冷的能

量消耗。在我国一些地区，尤其是长江流域，由于其处于亚热带和温带交界处，夏季十分炎热而冬季却潮湿寒冷 .如何恰当

照以及功能性要求的基础上，通过对建筑固件，如直立窗、天窗、玻璃材质隔断、光反射板、百叶窗以及室内表面的一次性设计，其最大限度的利用建筑在各个时段可能获得的自然光进行照明。 从设计上讲，比如在窗户的选用方面 .大部分的现代建筑都在使用一种中空玻璃，即在 2片玻璃之间有一个空气层 .这样的设计很好

的同时满足这一地区居民的采光和室内温度要求 .成为了设计师面对的一个难题。想要解决这个问题，就要在设计时充分考虑各种因素， 通过设计技巧的综合运用，达到理想的效果建筑节能设计中对建筑的整体合理布局也尤为重要，合理的朝向

的解决了建筑内外温度和声音隔离的问题。而我们也可以利用这个设计来加强建筑的透光量。如在一些窗户夹层中，装有百叶、棱镜或者

布局才能保证建筑适宜的光、热环境。我国地处北半球 .保证日照建筑理应南向布局。从太阳热辐射分布看 .南向布置冬季日照最多夏季热辐射最少，并且我国大部分地区夏季主导风为东南向，所以南向的房屋既可以保证充足的光照 .在夏季又有足够的通风量以维持舒适的

光传输纤维，这些部件可以控制日光在屋中扩散的范围和亮度。而在

材质上，具有光谱选择性的建筑玻璃可以筛选太阳光的广谱，过滤掉会发热的红外线以及晒伤皮肤的紫外线，引人可见光；而在比较寒冷

的气候条件下，使用低辐射涂层的窗户可以将热量反射回建筑内部保持室内温度建筑内部的天花板和墙壁都可以成为建筑照明系统本身的一部分，因为其表面可以起到漫反射的作用帮助日光渗透到建筑中更深的内部空间。因此，为了提高建筑物的内部整体亮度。天花板应有较高的反射率，墙壁表面也应该是浅色。而同样的，避免深色的家具也可以使室内的亮度均匀性更舒适 .建筑物外部周边的浅色地面可

以提高向上反射到窗户和室内天花板的光量，并且还会调整光线的颜色

室内温度。综合分析保温、隔热、日照和通风，南向布局利于冬季保温夏季防热的节能要求。

在我国南方，夏季防热是节能的主要工作，单独考虑这一点，建筑应该采用长宽比小 (小面宽大进深)的体型，但是这样的设计常即常会造成建筑内部的采光不足，而冬季又会造成屋中阴冷的问题。建筑节能设计中对建筑体型的优化是很重要的，建筑室内光、热环境能耗和太阳对建筑外表面的辐射热和直射光密切相关，建筑的长宽比越大，得越热多。笔者在这里提出一个理论上可行的设计思路：即，将

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