探析自然采光与建筑节能设计

节能建筑通过良好的建筑设计，如自然通风和采光，减少电力消耗。 #生活知识# #节约生活# #节能建筑#

        重庆市鑫悦公路养护工程有限公司  重庆  401304
        摘要：自然采光是践行可持续发展理念的的一种比较好的方式。而且在当前的建筑节能设计中也是比较重要的组成内容。通过对建筑自然采光的主要特征以及影响因素进行分析，提出了有针对性的节能设计方法，然后在这样的前提下，把各种新型技术以及光电玻璃幕墙等应用到建筑节能设计工作中，对建筑内部环境和周边的外部环境进行协调发展具有一定的促进作用，而且也能让人们有更加舒适的生活空间。
        关键词：自然采光；建筑形体；建筑节能；采光技术
        1.建筑自然采光节能设计概述
        1.1建筑采光方式
        照明采光和自然采光是建筑采光的两种重要方式。人工照明虽然也是比较好的一种光源，不过在当前我国依然以火力发电为主的情况下，也需要花费比较多的能源资源，而且也会造成光污染。在建筑的采光中，自然采光是合理性比较强的一种光源，具有采光方便、而且总量比较大的特征。对于人体来说，自然光的光照比较均匀，光色比较好，对维持人的身体健康有比较积极的作用。更为重要的是，合理利用自然光能够实现对资源的合理利用和能源的节约，而且也能降低污染情况，这对于我国实现可持续发展具有特别重要的意义。
        1.2建筑自然采光节能设计目标
        1.2.1满足照明需求
        自然光因为跟太阳的活动规律有着直接的关系，因此，其强度也会跟太阳的活动规律有紧密的联系。在实际的建筑采光设计工作中，应当综合考量人们在生产或者生活过程中的实际需要。注意对强光的控制和转换，以及对光线的采集，尽量防止发生弱光、炫光、强光以及反射的现象。而应当尽量采用让人体感受更为舒适的自然光，进而实现现代人对于照明的需求。
        1.2.2符合环保要求
        在自然采光的时候，对环境的保护也是比较重要的内容。太阳光中的短波，比如紫外线会破坏细菌。因此，应当尽量的应用自然光的特点，对人们的生活进行改善。除此之外，在采光的时候，也不能忽略因为光照的采集和应用而给环境造成光污染等不良影响。应当通过对一些构造技术的应用，让采光工作对环境的不良影响最低。
        1.2.3满足建筑节能需求
        在同等照明条件下，自然光与人工照明相比，能够节省更多的能源。在建筑自然采光的设计中，应当尽量让照明系统简化而且有效。通过对自然光的应用，让建筑在运行的过程中能够尽量降低因为人工照明需要消耗的能源，让自然采光的作用能够最大化。
        2.采光节能设计影响因素
        2.1建筑形式的影响
        建筑形式是跟建筑剖面设计、建筑平面规划以及建筑体量等各种要素都有关系。对建筑的形式进行设计的时候，应当考虑到对自然光的流动和变化的特征的适应性，让自然采光能够跟建筑形式进行有机结合。建筑的形式会对建筑内部的光照情况起着决定性的作用。在建筑自然采光的影响因素中占据着最重要的地位。因此，建筑形式的设计应当以尽量的采用自然光为基本原则，确保建筑内部空间能够得到更多的自然光的照射。比如在小体量的建筑物中，就适合采用多侧或者双侧的方式采光。而大体量的建筑则更多可以采用采光门厅或者内部庭院、采光井等方式，让建筑体的内部实现更好的自然采光效果。
        2.2建筑采光设计因素
        建筑采光设计因素主要包含玻璃特性、窗地比以及采光口的设计。如果窗口的位置设计不合理，就很容易产生光照盲区，这对于进深比较大的建筑就会有比较明显的影响。其次在选取玻璃的时候，热工要求是考虑的基础，然后就应当考虑到透光率。如果透光率越好，室内的采光环境也会越好。窗地比主要指的是房间窗洞口的面积和房间的面积之比。窗地比和房间的采光情况成正相关，窗地比越小，对于自然采光越不利。如果窗地比过大，就会让建筑内部环境中电器的能量的耗散情况比较严重。因此，适宜的窗地比与建筑的节能和应用效果都更好。

        2.3建筑周边环境因素
        建筑周边的环境主要包括植被情况以及建筑周围的其他建筑。如果在同一范围内，建筑的高度不一样的时候，高度比较低的建筑在采光方面会严重受高度比较高的建筑的制约。同时，建筑周围如果不合理的种植一些高大植被，会影响到低层建筑的自然采光情况。如果建筑密度比较大，而且单体建筑之间的距离比较小，也容易造成挡光的情况。
        2.4自然光的变化性
        自然光主要来源于太阳，对于地球上的某个地点，太阳高度角也一直在变化。同时，阳光透过大气层的距离也不尽相同。自然光的颜色和亮度也会受到大气中的尘埃微粒的影响。与此同时，地理位置以及季节的不一样，也会让阳光的强度有一些差异。因此，在不同的地理环境以及空间中，对自然光的需求不同，也让自然光的采集有了更多的要求。
        3.建筑采光节能设计
        3.1建筑位置以及朝向的选择
        我国位于北半球，从我国在实际情况来看，南北向的采光时间更长，而且光照的强度也更高。如果建筑的方位是东西朝向，则会造成阳光直射室内，进而引发炫光或者过分升温的情况。因此，朝南坐北在我国属于最优的建筑朝向，在温度比较低的冬天，可以通过对太阳辐射的能量的应用，让建筑的内部空间实现更好的采光效果。在温度比较高的夏天，能够很好的降低室内的直射光照。因此，科学合理的建筑朝向会让建筑有更加适应当地的光热情况，而且也能有效降低对有关能源的损耗。
        3.2建筑形体的优化
        建筑形体的优化主要可以从墙体构造、建筑体量、剖面形式、进深控制等方面开展有关工作。如果建筑的长宽比比较大，建筑内部就会获得更多的热量。在炎热的夏天需要防热，建筑就应当选择长宽比更小的设计。而在北方，因为冬季温度比较低，因此，在做好暖通空调节能工作的时候，也应当采取长宽比更大的形体设计，在选择的时候，应当对刚光照的需要进行分析，平衡其他构造和采光的设计。对于要求更高的地区，应当适当的增加建筑外部环境和内部空间的接触面积。对于需要控制光照的地区，应当通过模拟计算，对自然光进行有效渗透。
        3.3被动式采光设计
        在被动式采光设计中，被动式采光设计主要是对建筑的光反射板、百叶窗、直立窗、玻璃材质隔断以及天窗等进行设计，让建筑可以对获得的自然光进行有效应用的一种方式。在需要更多的光照的地区，可以通过对窗的面积的扩大，让自然光能够更加充分的应用。除此之外，也要对窗户的高度进行合理设计。如果窗户太高，那么近窗处的照亮效果就会比较弱。如果窗户太低，又会影响到人们的视觉舒适度。据有关研究表明，90公分的窗高比较适宜人们的视觉感受。在侧窗设置内反光板，能够有效提升建筑内部的光照均匀度，让建筑内部的照明环境更好。如果设置外反光板，可以让建筑内部空间在夏季接受更少的能量，从而降低对空调的消耗情况，进而实现节能的目的。
        3.4主动式采光设计
        主动式采光主要需要以光明感技术和机械自动化为基础，是一种比较先进的采光方式，在近年来也有越来越广泛的应用。这种方式主要是通过机械功能，主动调节射入建筑内部的光线。比如对射入光线的反射角度和角度进行控制，让建筑内部的采光实现更好的效果。定日镜是这种采光方式比较常用的一种仪器，主要是以光明感器接收信号。另外，通过电脑控制，对光的反射进行调节，以便可以更好的接收和应用自然光，进而实现建筑节能的效果。
        结束语
        综上所述，在可持续发展的理念下，自然采光对于建筑节能设计是比较重要的内容和方式，可以有效促进建筑内部环境的调节和改善，让人类有更加舒适的居住环境。对此，在开展建筑采光节能设计工作的时候，应当明确光热环境，选择适宜的建筑形体，根据光照的实际情况设置采光口。通过对新型采光技术的应用，让建筑实现更好的节能效果。
        参考文献：
        [1]李添天，顾梓.自然采光与建筑节能设计研究[J].城市建筑，2020，17（21）：74-75.
        [2]付亚东基于节能的高层办公建筑自然采光设计策略研究[J]．工程建设与设计，2019（15）：21-23．
        [3]刘斌．分析建筑设计中自然光设计手法[J]．建材与装饰，2018（49）：122-123．

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