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建筑設(shè)計(jì)中采光節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用:基于地域氣候和外部環(huán)境的建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)

摘要：本文研究了我國(guó)的光氣候的分區(qū)，在現(xiàn)代建筑飛速發(fā)展的今天，開(kāi)發(fā)節(jié)能資源和節(jié)約不可再生資源是設(shè)計(jì)的兩大主題，在減少不可再生資源的使用同時(shí)，重視對(duì)太陽(yáng)能的使用，建筑和設(shè)計(jì)行業(yè)就是利用了取之不竭、源源不斷、用之不盡的陽(yáng)光的光能進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)劃絕對(duì)是節(jié)約成本的投資、體現(xiàn)建筑空間的人性化和綠色環(huán)保設(shè)計(jì)最有效的手段。在如此多的廣大能源之中，太陽(yáng)能是其中最為安全和潔凈與廣泛而且是人們生存和發(fā)展不可缺少的能源之一，最有效的利用日常光照和天空中漫射光對(duì)建筑進(jìn)行天然采光環(huán)節(jié)的節(jié)能設(shè)計(jì)具有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：地域氣候 外部環(huán)境 建筑采光設(shè)計(jì) 節(jié)能設(shè)計(jì)

地域氣候和戶外環(huán)境是住宅的室內(nèi)氣候的外部條件，室內(nèi)的采光、日照和通風(fēng)的質(zhì)量依賴于戶外環(huán)境的設(shè)計(jì)合理性。近幾年，我國(guó)居住的建筑行業(yè)發(fā)展迅速，上世紀(jì)末我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)的發(fā)展為住區(qū)的建設(shè)帶來(lái)了契機(jī)。住宅的建筑業(yè)居于很多產(chǎn)業(yè)之首，成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)。那么，對(duì)住宅的室外環(huán)境關(guān)注就顯得非常迫切和現(xiàn)實(shí)。居住建筑的設(shè)計(jì)較集中體現(xiàn)了建筑的地域性：外部環(huán)境、建筑所處的地理和氣候與建筑的體形、高度以及朝向、間距等密切相關(guān)。

1.建筑的采光節(jié)能設(shè)計(jì)整體思維

整體思維是指對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體上的分析，綜合所有影響事物的各種相關(guān)因素，來(lái)達(dá)到系統(tǒng)平衡的思維觀。太陽(yáng)能的利用具有一體的兩面特性，建筑德?tīng)柟?jié)能設(shè)計(jì)并不是一項(xiàng)單一行的工程，而且不能為了滿足一方面的節(jié)能設(shè)計(jì)而忽視了我們節(jié)能的目的，造成了更大程度的浪費(fèi)。所以有我們必要采用系統(tǒng)的思維方式，整合出合理的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法。

1）節(jié)能分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該綜合考慮光和熱環(huán)境，從而提出符合節(jié)能分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑的前提。因此，我們針對(duì)了不同的氣候和條件下和物理環(huán)境下的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要求，自采光節(jié)電和采暖降溫的節(jié)能前提出發(fā)，提出了同一個(gè)光氣候區(qū)的不同建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的二級(jí)分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)體系。其標(biāo)準(zhǔn)在原有的5 個(gè)光氣候分區(qū)為基本指標(biāo)下，提出了包括16 個(gè)建筑采光的二級(jí)分區(qū)指標(biāo)，并且針對(duì)每一個(gè)二級(jí)分區(qū)而提出相應(yīng)節(jié)能的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2）采光節(jié)能設(shè)計(jì)的具體措施應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能分區(qū)的指導(dǎo)下，應(yīng)主要從規(guī)劃布局、建筑的體型優(yōu)化、采光口的設(shè)計(jì)以及其材料的選擇，反光和遮陽(yáng)處理的四要點(diǎn)來(lái)進(jìn)行建筑采光的節(jié)能設(shè)計(jì)。

①規(guī)劃布局的整體性：合理的布局朝向才可以保證建筑的光和熱環(huán)境的適宜。我國(guó)地理位置處于北半球，保證了建筑物理應(yīng)朝向南的布局。從太陽(yáng)熱的輻射分布來(lái)看，南向的布局是冬季日照較多而夏季的熱輻射則較少，我們國(guó)家大部分的地區(qū)的夏季主導(dǎo)風(fēng)均為東南向。從而綜合的分析了保溫、日照、隔熱和通風(fēng)，南向的布局最利于冬季的保溫和夏季的防熱節(jié)能的要求。但是同時(shí)北向的房間采光節(jié)能亦是很重要的，北向雖然是采光照度較低，但是照度的均勻度較好，利用在南向的墻面設(shè)置較高的反射率鏡面的材料來(lái)將光線反射到北面，也可以改善北面的房間采光照度，節(jié)約了日常的用電。為了讓室內(nèi)擁有充足的日照，建筑的建設(shè)應(yīng)綜合的考慮采光和通風(fēng)等要求，制定建筑的規(guī)劃布局合理日照的間距。根據(jù)了不同的設(shè)計(jì)分區(qū)，這樣建筑之間的距離在冬至日有效的日照時(shí)間段，就有足夠的日照時(shí)間使陽(yáng)光照射到建筑的底層窗臺(tái)面上。因?yàn)槿展夂苡锌赡鼙淮巴庥脕?lái)遮陽(yáng)的植被擋住。在增加綠化能改善熱環(huán)境的同時(shí)，一定要綜合的考慮采光要求，要以不遮擋建筑的日照和采光為基本原則。

②建筑的體型優(yōu)化：太陽(yáng)光對(duì)建筑的外表面輻射熱以及直射光很大程度地影響了建筑的室內(nèi)光和熱環(huán)境的能耗，體型優(yōu)化是建筑物的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)很重要的一方面。建筑的室內(nèi)采光是經(jīng)過(guò)窗地比例來(lái)控制的，開(kāi)窗的面積大其窗地比就大，采光就越有利，況且從采光的均勻性來(lái)考慮，天窗比起側(cè)窗來(lái)更好。可是從熱工的角度看來(lái)，屋頂則是獲得熱能最多的部分，而且天窗對(duì)熱工節(jié)能是很不利的。所以，在不同的地域和氣候環(huán)境下建筑的外形開(kāi)窗設(shè)計(jì)應(yīng)該具體分析和處理。建筑體型的長(zhǎng)寬比大，得熱就越多。南方的夏季防熱則是節(jié)能的主要工作，建筑應(yīng)采用長(zhǎng)寬比小的體型;北方節(jié)能則以冬季的保溫為主，宜采用長(zhǎng)寬比大的建筑體型。可從采光方面考慮，建筑的進(jìn)深越大而光線越弱，因此建筑進(jìn)的深不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，并盡可能的減少橫墻的遮擋，來(lái)保證采光的照度值和照度的均勻度。所以建筑體型的設(shè)計(jì)應(yīng)符合光和熱環(huán)境節(jié)能要求，以計(jì)算出建筑最佳長(zhǎng)寬的比值。

③采光口：采光口的設(shè)計(jì)與材料的選擇。采光口是一個(gè)矛盾體，它的溝通與隔絕作用是同時(shí)存在的，既要供采光和日照還要防曬以及遮陽(yáng)。從綜合節(jié)能的角度來(lái)分析，采光口的設(shè)計(jì)應(yīng)是在加強(qiáng)材料的氣密性的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)來(lái)滿足其在采光照度節(jié)約電量和夏季得熱以及冬季失熱的狀態(tài)下耗能量，確定不同的外部環(huán)境中的采光口的面積折中值，并且合理的規(guī)劃采光口的位置，并保證室內(nèi)自的然通風(fēng)。門窗以及玻璃的材料選擇應(yīng)以多透光少的傳熱原則，南方的炎熱地區(qū)應(yīng)用低輻射玻璃，而北方地區(qū)則應(yīng)采用中空的雙層玻璃。此外，還應(yīng)該加強(qiáng)新型的玻璃材料如液晶的調(diào)光玻璃和光致變色玻璃等的應(yīng)用。

④反光與遮陽(yáng)的措施：改善光熱的環(huán)境是離不開(kāi)節(jié)能設(shè)施的應(yīng)用。提高建筑的內(nèi)部采光照度可以應(yīng)用在窗戶的頂部擱置水平反光板的方法來(lái)將日光引入室內(nèi)；在炎熱的夏季為了防預(yù)陽(yáng)光的直射在建筑的不同方位應(yīng)用相應(yīng)的遮陽(yáng)措施。在適宜的部位設(shè)置有遮陽(yáng)作用的反光擱板，這樣既防止了太陽(yáng)直射以及眩光千擾帶來(lái)的不適，又能有效的將光線漫反射到室內(nèi)，提高了照度均勻性。

3）建筑采光的節(jié)能設(shè)計(jì)整體思維不僅是強(qiáng)調(diào)綜合光和熱環(huán)境節(jié)能的要求，還是強(qiáng)調(diào)節(jié)能適時(shí)的可變性。由于建筑的光熱環(huán)境不僅是隨著地域氣候的特點(diǎn)而變化的，而且還是隨著人們不同時(shí)段的使用需求以及周圍環(huán)境的改變而改變的，所以采光節(jié)能的設(shè)計(jì)策略不是一種固定而單一模式，是必須系統(tǒng)考慮的變化，采用智能化管理方法實(shí)現(xiàn)適時(shí)自動(dòng)調(diào)控。

總結(jié)：

隨著建筑行業(yè)越來(lái)越深入的發(fā)展，高樓大廈，如雨后春筍一般拔地而起，建筑行業(yè)呈現(xiàn)出一派欣欣向榮發(fā)展的景象，同時(shí)建筑的能耗過(guò)大負(fù)面的問(wèn)題也隨之涌出，目前建筑的能耗總量已占我國(guó)社會(huì)的能耗總量三分之一之多。其中，照明、采暖以及空調(diào)系統(tǒng)的能耗成為建筑耗能的主要內(nèi)容。所以在合理采光二級(jí)分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，利用先進(jìn)的建筑采光節(jié)能技術(shù)，根據(jù)人們使用的需求以及環(huán)境的變化從而靈活的控制光和熱的進(jìn)入，進(jìn)行有效的天然采光的同時(shí)減少空調(diào)、采暖的用電能耗，為人們提供了健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，是滿足現(xiàn)代建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)要求的整體思維以及方法。

建筑設(shè)計(jì)中采光節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用:試論現(xiàn)代建筑的采光節(jié)能設(shè)計(jì)

摘要: 在現(xiàn)代建筑飛速發(fā)展的今天，開(kāi)源和節(jié)流是節(jié)能設(shè)計(jì)的兩大主題，在減少對(duì)煤、石油等不可再生能源使用的同時(shí)，重視對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用，是一種更為積極的節(jié)能方式。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)代建筑；采光;節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

建筑能耗約占社會(huì)總能耗1/3，照明、采暖和空調(diào)能耗是建筑用能的主要內(nèi)容。但目前我國(guó)建筑節(jié)能工作重點(diǎn)多放在熱環(huán)境節(jié)能設(shè)計(jì)方面，而忽略采光、照明等多方面的影響。建筑天然采光是綠色照明工程的主要內(nèi)容，綠色建筑觀要求具有系統(tǒng)、整體的思維方式，營(yíng)造各方面都適宜的人居環(huán)境。因此，建筑采光節(jié)能不能停留在光環(huán)境的范疇中，而應(yīng)綜合分析光、熱環(huán)境的要求，體現(xiàn)采光節(jié)能一體化設(shè)計(jì)的“綠色”概念。

筆者認(rèn)為，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。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)的矛質(zhì)，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(yáng)設(shè)施設(shè)計(jì)等各方面，研究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。

1. 光、熱環(huán)境中建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的矛盾

太陽(yáng)光輻射是建筑光、熱環(huán)境的主要影響因素。節(jié)能設(shè)計(jì)中對(duì)太陽(yáng)輻射能的利用是一把雙刃劍，表現(xiàn)為兩者在分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求兩方面的矛盾。

（1）分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)上的矛盾

建筑設(shè)計(jì)按“中國(guó)光氣候分區(qū)圖”劃分的5個(gè)光氣候分區(qū)指導(dǎo)天然采光設(shè)計(jì);熱工方面以“全國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)圖”為標(biāo)準(zhǔn)劃分了5個(gè)熱工分區(qū);城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)則按“中國(guó)建筑氣候區(qū)劃圖”將城市氣候劃分為2級(jí)區(qū)劃系統(tǒng)作為日照間距控制的標(biāo)準(zhǔn)。光氣候分 區(qū)以照度為指標(biāo)，熱工分區(qū)與建筑氣候分區(qū)則主要以度為指標(biāo)。后兩者的區(qū)劃范圍基本一致，但與光氣候分區(qū)卻差異較多，同一地區(qū)可能分屬不同區(qū)劃范圍，具有不同設(shè)計(jì)要求。因此須綜合考慮“光氣候分區(qū)”和“建筑熱工分區(qū)”及“建筑氣候區(qū)劃”要求，制定完善的光氣候分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)和物理環(huán)境參數(shù)。

（2）節(jié)能設(shè)計(jì)要求的矛盾

采光節(jié)能要求建筑將天然光有效引入室內(nèi)，滿足視覺(jué)功能要求，從而節(jié)約照明用電，這就需要建筑布局時(shí)加大間距，減少對(duì)天然光的遮擋，并合理增加采光口的數(shù)量和大小。熱工節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是冬季將陽(yáng)光引入建筑，提高室內(nèi)溫度;同時(shí)夏季需有效防止熱輻射，減少空調(diào)制冷能耗，這就需要適當(dāng)控制建筑門窗洞口大小，減少建筑體型變化。由此 可 見(jiàn) ，采光節(jié)能和熱工節(jié)能對(duì)建筑的不同要求勢(shì)必會(huì)在設(shè)計(jì)時(shí)產(chǎn)生矛盾。因此，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)全面分析不同環(huán)境中的影響因素，找出最佳平衡點(diǎn)。

2.建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的整體思維

整體思維是指對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體上的分析，通觀全局，綜合影響事物的各種相關(guān)因素，以求達(dá)到系統(tǒng)平衡的思維觀。

太陽(yáng)能利用具有一體兩面的特性，建筑節(jié)能設(shè)計(jì)不是一項(xiàng)單一性工程，不能為滿足某一方面的節(jié)能設(shè)計(jì)而損害其它方面的要求。所以有必要采用系統(tǒng)整合的思維方式，提出合理的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法。

（1）合理的節(jié)能分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)綜合考慮光、熱環(huán)境，提出合理的節(jié)能分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的前提。為此，我們針對(duì)不同地域氣候條件下建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的物理環(huán)境要求，從采光節(jié)電、采暖降溫節(jié)能出發(fā)，提出同一光氣候區(qū)內(nèi)不同的建筑采光設(shè)計(jì)二級(jí)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)體系。該標(biāo)準(zhǔn)在原有5個(gè)光氣候分區(qū)作為一級(jí)指標(biāo)基礎(chǔ)上，提出包括16個(gè)詳細(xì)分區(qū)的二級(jí)指標(biāo)，并針對(duì)每個(gè)二級(jí)分區(qū)提出相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

（2）采光節(jié)能設(shè)計(jì)措施

在合理的節(jié)能分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)主要從整體規(guī)劃布局，建筑體型優(yōu)化，采光口設(shè)計(jì)及其材料選擇，反光遮陽(yáng)處理四方面來(lái)控制。

①規(guī)劃布局整體性：合理的朝向布局才能保證建筑適宜的光、熱環(huán)境。我國(guó)地處北半球，保證日照建筑理應(yīng)南向布局。從太陽(yáng)熱輻射分布看，南向布置冬季日照最多夏季熱輻射最少，并且我國(guó)大部分地區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)為東南向。綜合分析保溫、隔熱、日照和通風(fēng)，南向布局利于冬季保溫夏季防熱的節(jié)能要求。但同時(shí)北向房間的采光節(jié)能也很重要，北向雖采光照度低，但照度均勻度好，通過(guò)在南向墻面設(shè)置高反射率的鏡面材料將光線引入北向，可改善北面房間的采光照度，節(jié)約照明用電。

為保證室內(nèi)有足夠日照，建筑規(guī)范綜合考慮采光、通風(fēng)、消防等要求規(guī)定了建筑規(guī)劃布局的合理日照間距。根據(jù)不同設(shè)計(jì)分區(qū)，要求建筑之間的距離在大寒日或冬至日的有效日照時(shí)間段里，有足夠的日照時(shí)數(shù)使陽(yáng)光人射到建筑底層窗臺(tái)面。一般來(lái)講，日照間距容易滿足，然而這并不就保證日光能有效人射到室內(nèi)，因?yàn)槿展馔赡鼙淮巴庥糜谡陉?yáng)的植被擋住了。增加綠化能改善熱環(huán)境，但綠樹(shù)植被的布置一定要綜合考慮采光的要求，以不能遮擋建筑日照采光為原則。

②建筑體型優(yōu)化：太陽(yáng)對(duì)建筑外表面的輻射熱和直射光極大地影響建筑室內(nèi)光、熱環(huán)境能耗，建筑體型優(yōu)化是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要方面。建筑室內(nèi)采光通過(guò)窗地比來(lái)控制，開(kāi)窗面積大、窗地比大，采光越有利，而且從采光均勻性考慮，天窗比側(cè)窗更好。但從熱工角度看，屋頂是得熱最多的部分，天窗對(duì)熱工節(jié)能是不利的。因此，在不同地域氣候環(huán)境下建筑外形開(kāi)窗設(shè)計(jì)應(yīng)具體分析處理。

建筑體型的長(zhǎng)寬比大，得熱多。南方夏季防熱是節(jié)能的主要工作，建筑宜采用長(zhǎng)寬比小(即小面寬大進(jìn)深)的體型;北方節(jié)能以冬季保溫為主，宜采用長(zhǎng)寬比大(即大面寬小進(jìn)深)的建筑體型。可從采光考慮，建筑進(jìn)深越大光線越弱，因此建筑進(jìn)深不宜過(guò)長(zhǎng)，并盡可能減少橫墻遮擋，以保證采光照度值和照度均勻度。所以確定建筑體型應(yīng)兼顧光熱環(huán)境節(jié)能要求，計(jì)算出最佳的長(zhǎng)寬比值。

③采光口設(shè)計(jì)及材料選擇：采光口是個(gè)矛盾體，其溝通和隔絕作用同時(shí)并存，既提供采光日照又要防曬遮陽(yáng);既通風(fēng)換氣又要防風(fēng)雨和煙塵。從綜合節(jié)能角度分析，采光口的設(shè)計(jì)應(yīng)在加強(qiáng)構(gòu)件材料氣密性基礎(chǔ)上，根據(jù)不同區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算其滿足采光照度的節(jié)電量與夏季得熱和冬季失熱狀態(tài)下的耗能量，確定不同地域環(huán)境中采光口的面積折中值，并合理布置采光口位置，保證室內(nèi)自然通風(fēng)。

與確定采光口面積大小同樣重要的是窗玻璃材料對(duì)節(jié)能的影響，因?yàn)殚T窗能耗占建筑總能耗約1/2，是節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)。門窗玻璃材料的選擇以多透光少傳熱為原則，建議南方炎熱地區(qū)采用低輻射玻璃，北方地區(qū)采用中空雙層玻璃。此外，還應(yīng)加強(qiáng)新型玻璃材料如液晶調(diào)光玻璃、光致變色玻璃，以及新型采光方式如導(dǎo)光管技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)等的應(yīng)用，研制兼顧多功能的節(jié)能窗。

④反光與遮陽(yáng)措施：改善光熱環(huán)境離不開(kāi)節(jié)能設(shè)施的使用。為提高建筑內(nèi)部采光照度可采用在窗頂部擱置水平反光板的方法將日光引入室內(nèi)深處;在夏季為防陽(yáng)光直射應(yīng)在建筑不同方位采用相應(yīng)的遮陽(yáng)措施。采光節(jié)能整體策略要求將兩者有機(jī)結(jié)合，在適宜部位設(shè)置兼顧遮陽(yáng)作用的反光擱板，既防止太陽(yáng)直射和眩光千擾，又能有效將光線漫反射到室內(nèi)，提高照度均勻性。

作為主要采光口的側(cè)窗而言，高側(cè)窗比低側(cè)窗具有更好的照度均勻度。如果結(jié)合高側(cè)窗頂部安裝境面反射裝置，使日光經(jīng)一次反射人射到室內(nèi)，甚至實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，就可在提高房間照度和均勻度同時(shí)避免日光直射，減少室內(nèi)熱輻射量，并提供空調(diào)用電能量。

（3）節(jié)能設(shè)計(jì)的智能化管理

建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的整體思維不僅強(qiáng)調(diào)綜合光、熱環(huán)境的節(jié)能要求，還強(qiáng)調(diào)節(jié)能的適時(shí)可變性。由于建筑光熱環(huán)境不僅隨地域氣候特點(diǎn)變化，而且隨人們不同時(shí)段使用需求和周圍環(huán)境的改變而變化，因此采光節(jié)能設(shè)計(jì)策略不是一種固定的單一模式，而必須考慮全壽命周期的變化，采用智能化管理方法實(shí)現(xiàn)適時(shí)自動(dòng)調(diào)控。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的數(shù)字化技術(shù)為實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)能的智能化管理提供了可能性。在虛擬空間中，對(duì)建筑室內(nèi)天然采光條件下的光、熱環(huán)境進(jìn)行虛擬仿真，使之能在不同時(shí)段和環(huán)境條件下進(jìn)行身臨其境的采光可視化展現(xiàn)和節(jié)能量化分析，以獲得符合當(dāng)?shù)厍闆r的最佳采光設(shè)計(jì)方案。

3.小結(jié)

在合理采光二級(jí)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，利用先進(jìn)的可視化智能管理技術(shù)，根據(jù)人類使用需求和環(huán)境變化靈活控制光、熱的進(jìn)入，進(jìn)行有效的天然采光同時(shí)減少采暖、空調(diào)和用電能耗，為人們提供健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，是滿足現(xiàn)代建筑光、熱環(huán)境節(jié)能要求的整體思維和設(shè)計(jì)方法。

建筑設(shè)計(jì)中采光節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用:試論建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)中的整體思維

摘要：太陽(yáng)能是潔凈、安全的可再生能源，充分利用太陽(yáng)光是實(shí)現(xiàn)建筑物采光節(jié)能設(shè)計(jì)的有效方式。然而，在不同地區(qū)對(duì)采光節(jié)能的設(shè)計(jì)有很大差異，所以，建筑物的采光節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)發(fā)散整體思維，綜合考慮建筑光、熱環(huán)境的影響，從多個(gè)角度研究適宜不同地區(qū)和環(huán)境的建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)方式。

關(guān)鍵詞：建筑采光；整體思維；節(jié)能設(shè)計(jì)；采光

一、前言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑能耗約占全社會(huì)能耗的35%左右，而用于電器照明的能耗占到了建筑能耗的40%~50%；全世界各個(gè)國(guó)家的照明用電約占總發(fā)電量的9%~20%，照明能耗占到一次能源消耗的4%。長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)建筑節(jié)能的重心主要落在了熱環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)上，而輕視了采光、照明等因素的影響，對(duì)建筑物來(lái)講，自然采光是實(shí)施綠色照明工程的重要內(nèi)容。為迎合當(dāng)代人居對(duì)環(huán)境的要求，綠色建筑應(yīng)當(dāng)具備系統(tǒng)、整體的思維和觀念，建筑采光及節(jié)能的設(shè)計(jì)不能過(guò)于局限，需要綜合考慮光、熱環(huán)境的要求和特點(diǎn)，采用采光、節(jié)能整體化的設(shè)計(jì)理念。

二、建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)

首先，要滿足照明的需要。對(duì)于當(dāng)代人來(lái)講，大部分的工作和生活活動(dòng)都是在建筑物內(nèi)進(jìn)行的，所以對(duì)建筑物采光節(jié)能的設(shè)計(jì)，首先要滿足照明的需要。在普通的民居住宅，對(duì)于建筑物的客廳、廚房、臥室等要有直接采光的設(shè)計(jì)，因?yàn)樵摬糠值牟晒庵恍铦M足人類對(duì)視覺(jué)作業(yè)要求的光照度即可；而在寫字樓等高層建筑中，采光設(shè)計(jì)在滿足基本照明需要的同時(shí)，要避免光線的過(guò)弱、過(guò)強(qiáng)、反射、眩光等。

其次，要滿足視覺(jué)舒適度的需要。良好的采光條件，不僅要滿足人們基本的視覺(jué)需要，還要提供一個(gè)舒適的視覺(jué)環(huán)境，這不僅有利于保護(hù)人們的視力，也有利于人們的身心健康。所以，對(duì)于建筑物的采光設(shè)計(jì)，要結(jié)合建筑物的特點(diǎn)，重點(diǎn)考慮人們對(duì)視覺(jué)舒適度的要求，提高建筑物的綜合效益。

再次，要滿足節(jié)能的需要。先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)理念，都不會(huì)忽視節(jié)能方面的設(shè)計(jì)。在建筑采光過(guò)程中，同等照明度的自然光產(chǎn)生的熱量要比人工照明產(chǎn)生的熱量少很多，所以采集日光可以減少調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)熱環(huán)境所消耗的能源，采用自然光照明在一定程度上能夠滿足建筑物節(jié)能的需要。

最后，要滿足環(huán)境保護(hù)的需要。建筑物的自然采光，不僅能夠滿足人們?cè)谡彰鳌⒁曈X(jué)舒適度和節(jié)能方面的需要，自然光線還能夠殺菌除霉，抑制微生物的生長(zhǎng)，改善人類的居住環(huán)境等。

三、建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的整體思維

（一）制定合理的節(jié)能分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

建筑物的節(jié)能設(shè)計(jì)，需要綜合考慮光環(huán)境和熱環(huán)境，所以制定合理的節(jié)能分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)建筑物采光節(jié)能設(shè)計(jì)的前提。對(duì)此，我們要根據(jù)不同地域、不同氣候等物理環(huán)境，從采光節(jié)能的角度，針對(duì)同一氣候區(qū)內(nèi)不同的建筑物和條件制定二級(jí)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)體系。該標(biāo)準(zhǔn)體系在原有一級(jí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出若干分區(qū)的二級(jí)指標(biāo)，并提出了具有針對(duì)性的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

（二）建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

首先，建筑物的規(guī)劃布局要有整體性。整體來(lái)看，我國(guó)地處北半球，建筑物南向布置，可以實(shí)現(xiàn)冬季日照時(shí)間最多，夏季熱輻射最少；此外，我國(guó)多為季風(fēng)氣候，夏季多刮東南風(fēng)、冬季多刮西北風(fēng)，建筑物的南向布局有利于滿足隔熱、保溫、通風(fēng)和日照等方面的需要。一般來(lái)說(shuō)，建筑的日照間距比較容易滿足，但這并不能保證太陽(yáng)光能夠順利射入室內(nèi)，因?yàn)樘?yáng)光還有可能被障礙物阻擋，例如植被等。雖然增加城市綠化能夠改善熱環(huán)境，但是也要綜合考慮建筑采光的需要，以不阻擋建筑物日照采光為原則。

其次，要優(yōu)化建筑物的體型。太陽(yáng)對(duì)地面及建筑物的輻射在很大程度上影響了建筑室內(nèi)的光、熱環(huán)境消耗，而建筑體型的優(yōu)化也是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。具體講來(lái)，可以通過(guò)窗地比來(lái)控制建筑室內(nèi)的采光，而且天窗的采光均勻性比側(cè)窗要好。但從另一角度看，屋頂是受熱最多的地方，天窗對(duì)于熱工節(jié)能是不利的。所以，對(duì)于不同地域、不同氣候、不同環(huán)境下的建筑外形開(kāi)窗設(shè)計(jì)要具體分析。南方夏季的主要工作是防熱節(jié)能，建筑適合采用長(zhǎng)寬比小的體型；北方冬季以節(jié)能保溫為主，適合采取長(zhǎng)寬比大的建筑體型，但這與建筑的采光需求似乎是矛盾的。所以，對(duì)于建筑體型設(shè)計(jì)的確定，要綜合分析光熱環(huán)境和節(jié)能要求，尋求最佳長(zhǎng)寬比值。

再次，合理選擇采光口的設(shè)計(jì)。采光口既要滿足采光和通風(fēng)的需要，又要滿足防曬、防塵、擋雨的需要，所以，要從整體角度考慮建筑采光節(jié)能的設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)采光口的位置和面積；同時(shí)，要嚴(yán)格選擇采光口的材料，這在一定程度上能夠提升建筑采光節(jié)能的效果。

最后，要采取相應(yīng)的反光與遮陽(yáng)措施。對(duì)建筑物而言，既要考慮室內(nèi)及深處的采光需求，有時(shí)又得兼顧遮陽(yáng)節(jié)能的需要。建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)中的整體思維要求以系統(tǒng)平衡為目標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，在合適的部位設(shè)置兼顧遮陽(yáng)功能的的反光擱板，遮陽(yáng)既可將太陽(yáng)光引入室內(nèi)，提高光亮度，又能防止眩光干擾和太陽(yáng)直射，減少室內(nèi)的熱輻射量，從而達(dá)到采光節(jié)能的目的。

（三）智能化管理的采光節(jié)能設(shè)計(jì)

因?yàn)榻ㄖ锏墓鉄岘h(huán)境會(huì)隨著地域氣候的特點(diǎn)發(fā)生變化，也會(huì)隨著周圍環(huán)境以及人們的使用時(shí)間而發(fā)生變化，因此，建筑的設(shè)計(jì)不僅要強(qiáng)調(diào)光、熱環(huán)境下的采光節(jié)能要求，還要強(qiáng)調(diào)其適時(shí)可變性。建筑的采光節(jié)能設(shè)計(jì)不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工程，設(shè)計(jì)策略也不能過(guò)于固定和單一，必須考慮整個(gè)建筑壽命周期內(nèi)的變化，通過(guò)適時(shí)自動(dòng)的控制實(shí)現(xiàn)智能化的管理。尤其是隨著VR技術(shù)和GIS數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，更為建筑實(shí)現(xiàn)智能化的節(jié)電節(jié)能管理提供了可能。在虛擬空間中，通過(guò)對(duì)建筑物內(nèi)自然采光條件下的光、熱環(huán)境仿真分析，可以實(shí)現(xiàn)采光的可視化展現(xiàn)和節(jié)能的量化分析，從而得到適合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的最優(yōu)采光設(shè)計(jì)方案。

四、結(jié)束語(yǔ)

在建筑物采光節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)整體上的討論和分析，以求實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平衡的效果。太陽(yáng)能的利用不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工程，它具有兩面性，所以有必要采用整體的思維方式，提出合理的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方法，滿足建筑物光、熱環(huán)境中對(duì)采光節(jié)能的要求，以求為人類提供更加健康舒適的室內(nèi)生活環(huán)境。

建筑設(shè)計(jì)中采光節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用:建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)策略探討

[摘要]建筑設(shè)計(jì)行業(yè)應(yīng)用源源不斷、取之不竭、用之不盡的陽(yáng)光進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)無(wú)疑是節(jié)約成本投資、體現(xiàn)建筑空間人性化、綠色環(huán)保設(shè)計(jì)的最有效手段。在眾多能源中，太陽(yáng)能是最為安全、潔凈與廣泛且是人們生存發(fā)展必不可少的能量之一，充分利用其日常光照及天空中的漫射光進(jìn)行對(duì)建筑天然采光環(huán)節(jié)的節(jié)能設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)然，分布在不同地域、不同地理位置的建筑其針對(duì)氣候及環(huán)境因素制定的采光節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有著一定的差異性，甚至?xí)尸F(xiàn)采光節(jié)能及熱工節(jié)能環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的矛盾現(xiàn)象，倘若僅用同一類節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及方法實(shí)施建筑采光的節(jié)能設(shè)計(jì)必然會(huì)令新型資源產(chǎn)生過(guò)度浪費(fèi)的現(xiàn)象。因此，本文針對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在光熱環(huán)境中容易產(chǎn)生的矛盾現(xiàn)象展開(kāi)了實(shí)踐策略探討，意圖通過(guò)深入研究，理清設(shè)計(jì)思路，合理布局規(guī)劃、以整體的科學(xué)設(shè)計(jì)思維探尋適應(yīng)不同區(qū)域氣候及環(huán)境的建筑節(jié)能采光設(shè)計(jì)方式。

[關(guān)鍵字]建筑采光；節(jié)能設(shè)計(jì)；策略

前言

不可再生能源的枯竭發(fā)展趨勢(shì)已成為全球范圍內(nèi)的共性問(wèn)題，而對(duì)于傳統(tǒng)能源的大范圍應(yīng)用則會(huì)造成嚴(yán)重的破壞及環(huán)境污染現(xiàn)象，令人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)遭到無(wú)法挽回的影響，因此世界各國(guó)均不同程度的對(duì)可再生能源，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能等展開(kāi)了更深層次的研究并將其作為能源發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，意圖通過(guò)節(jié)能設(shè)計(jì)手段真正降低能源消耗，還人們一片寧?kù)o、祥和、自然及綠色的建筑空間。所謂節(jié)能設(shè)計(jì)即是應(yīng)從開(kāi)源與節(jié)流入手，降低對(duì)不可再生能源，例如石油、煤炭等的不良耗費(fèi)使用，同時(shí)科學(xué)重視對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的科學(xué)開(kāi)發(fā)及完善利用，是一種積極、主動(dòng)且有效的科學(xué)節(jié)能方式。目前隨著建筑行業(yè)的深入發(fā)展，越來(lái)越多的高樓大廈高崇林立，如雨后春筍一般拔地而起，令建筑行業(yè)呈現(xiàn)一派欣欣向榮的發(fā)展景象，同時(shí)建筑能耗過(guò)大的負(fù)面問(wèn)題也日益顯著，目前其能耗總量已約占我國(guó)社會(huì)能耗總量的三分之一，其中，采暖、照明及空調(diào)系統(tǒng)能耗成為建筑用能的主體內(nèi)容，由此可見(jiàn)，探討如何有效通過(guò)建筑設(shè)計(jì)令其能耗總量切實(shí)降低已成為目前行業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)主力研究的重要問(wèn)題。然而當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)的節(jié)能設(shè)計(jì)工作卻多將重點(diǎn)停留在對(duì)熱環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)層面，往往忽略了建筑在采光及照明等層面的節(jié)能控制，因此本文針對(duì)建筑采光的節(jié)能設(shè)計(jì)展開(kāi)了科學(xué)策略探討。太陽(yáng)能資源在我國(guó)極為豐富，分布于年日照率在一半以上的地區(qū)總面積便約占我國(guó)總體面積的百分之七十以上。人們自古以來(lái)便習(xí)慣在日光的環(huán)境下生活、作業(yè)。天然光可令人們?cè)谏砼c心理上產(chǎn)生舒適與滿足感，對(duì)其身心健康極為有利，同時(shí)天然的采光要比人工采光具有更高水平的視覺(jué)效果。因此天然的采光是建筑綠色照明設(shè)計(jì)工程的重要內(nèi)容，可有效體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)精神并進(jìn)一步節(jié)約人工照明系統(tǒng)用電。

建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在光、熱環(huán)境交叉作用下體現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)矛盾

主體影響建筑光、熱環(huán)境的因素為太陽(yáng)光的輻射作用，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，針對(duì)太陽(yáng)光輻射能的有效應(yīng)用就好比一把雙刃劍，倘若無(wú)法充分契合兩者要求便會(huì)在分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)設(shè)計(jì)要求等層面呈現(xiàn)矛盾、展現(xiàn)難題。

2、1分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)層面展現(xiàn)的矛盾問(wèn)題

建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中依據(jù)我國(guó)光的氣候分區(qū)圖將區(qū)域劃分為五類光氣候分區(qū)用于對(duì)天然采光設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)，同時(shí)在熱工層面則以我國(guó)建筑設(shè)計(jì)的熱工分區(qū)圖將區(qū)域劃分為五類熱工分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)城市的居住區(qū)域則依據(jù)建筑氣候的劃分圖進(jìn)行對(duì)氣候設(shè)計(jì)規(guī)劃，將城市氣候分為二級(jí)區(qū)系統(tǒng)，并令其成為日照間距的相關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)。也就是說(shuō)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中光氣候的劃分以照度作為依據(jù)指標(biāo)，而熱工分區(qū)及建筑氣候的分區(qū)則主體依據(jù)溫度為控制指標(biāo)。由此可見(jiàn)熱工區(qū)劃及建筑氣候的分區(qū)范圍較為一致，然而兩者卻與光氣候的分區(qū)存在較大差異。體現(xiàn)為同一地區(qū)有可能分別屬于不同的區(qū)劃范圍，包含不同的設(shè)計(jì)要求。為了改變這一不良矛盾現(xiàn)狀我們必須全面綜合考慮光氣候分區(qū)、建筑熱工分區(qū)以及建筑氣候的區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)要求，在整體調(diào)控、協(xié)調(diào)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上完善制定光氣候分區(qū)的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)及物理環(huán)境的綜合參數(shù)。

2、2建筑節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)要求體現(xiàn)的矛盾

建筑采光節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)要求為建筑應(yīng)通過(guò)合理的空間設(shè)計(jì)將天然光合理引入室內(nèi)，以充分滿足人們的視覺(jué)功能現(xiàn)實(shí)需求，達(dá)到節(jié)約照明電能的科學(xué)目標(biāo)。這一設(shè)計(jì)思路需要我們?cè)诮ㄖ目臻g布局層面合理提升建筑間距，盡可能降低其對(duì)天然光源的阻擋、遮蔽，有針對(duì)性提升建筑采光口的大小及數(shù)量。在熱工節(jié)能的設(shè)計(jì)層面其控制要點(diǎn)為，在冬季低溫寒冷季節(jié)有效將陽(yáng)光能源引入建筑，提升其室內(nèi)溫度，同時(shí)在炎熱高溫夏季，有效防止陽(yáng)光的熱輻射給建筑帶來(lái)的高溫效應(yīng)，有目的性降低建筑空調(diào)系統(tǒng)的制冷能耗，這一設(shè)計(jì)規(guī)劃需要我們適度限制建筑中洞口及門窗的大小，盡可能降低建筑的體型變化，從而控制熱輻射的大面積入侵。綜上所述不難看出，在采光及熱工節(jié)能的不同層面角度提出了對(duì)建筑設(shè)計(jì)的不同要求，勢(shì)必會(huì)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中產(chǎn)生沖突及矛盾，影響了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的把握準(zhǔn)確度。因此，我們只有在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐中針對(duì)環(huán)境中的眾多影響因素進(jìn)行全面分析，細(xì)化找到其最佳的平衡點(diǎn)，展開(kāi)全方位設(shè)計(jì)，才能真正杜絕矛盾所在，令建筑節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性的綜合發(fā)展。

3、建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的綜合思維及科學(xué)策略

建筑采光節(jié)能設(shè)計(jì)的綜合思維主要指對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行綜合全面的分析，以全方位的視角綜觀全局，查找可能對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)產(chǎn)生不良影響的各類因素及事物，最終達(dá)到緩和矛盾，平衡發(fā)展的綜合設(shè)計(jì)觀念。如前文所述，對(duì)太陽(yáng)能的有效利用具有一定的雙重特性，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中其并非一項(xiàng)與其他項(xiàng)目毫無(wú)聯(lián)系的單一工程，不能僅為了對(duì)某一方面的節(jié)能目標(biāo)滿足進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)卻損害了其他工程的利益及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。因此我們必須統(tǒng)籌結(jié)合、整合思維，創(chuàng)設(shè)出最為合理的節(jié)能設(shè)計(jì)方式。

3、 1合理構(gòu)建節(jié)能分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐中我們應(yīng)統(tǒng)籌考慮光環(huán)境及熱環(huán)境的交叉作用，綜合考量光、熱環(huán)境，提出合理、平衡、綜合、全面的節(jié)能設(shè)計(jì)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。例如可科學(xué)針對(duì)不同區(qū)域氣候環(huán)境條件中的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)所必須的物理環(huán)境要求，以采光節(jié)點(diǎn)及采暖降溫的節(jié)能目標(biāo)出發(fā)，在同一光氣候區(qū)域內(nèi)提出不同的采光建筑二級(jí)分區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系。在原有一級(jí)五類光氣候分區(qū)的指標(biāo)基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)更為詳細(xì)的、涵蓋十六個(gè)內(nèi)容的二級(jí)分區(qū)子目標(biāo)，同時(shí)針對(duì)每一類子分區(qū)深入挖掘節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

3、 2合理規(guī)劃建筑整體布局，確保朝向設(shè)計(jì)適宜光、熱環(huán)境

完成了節(jié)能分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的合理設(shè)計(jì)，我們應(yīng)在其指導(dǎo)下展開(kāi)科學(xué)的采光節(jié)能設(shè)計(jì)，從整體的規(guī)劃布局、建筑的體型優(yōu)化、材料的選擇、采光口的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)以及反光遮陽(yáng)環(huán)節(jié)處理等層面進(jìn)行合理控制。首先在整體規(guī)劃布局層面，我們應(yīng)確保其朝向設(shè)計(jì)的合理性，令建筑充分適宜光、熱環(huán)境。綜合我國(guó)的地理位置不難發(fā)現(xiàn)，北半球的地域特征決定為了令建筑享受充足日照應(yīng)主體將其朝向設(shè)計(jì)為南向布局。而縱觀太陽(yáng)的熱輻射分布特征來(lái)看，南向的規(guī)劃布置恰好令建筑在冬季受到日照最多，而夏季則受到的熱輻射最少，且我國(guó)多數(shù)地區(qū)在夏季的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南，這也進(jìn)一步令我國(guó)建筑以南向布局為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)在夏季令人們享受了更加舒適的通風(fēng)環(huán)境。由此可見(jiàn)，通過(guò)綜合的日照、保溫、隔熱及通風(fēng)分析，建筑南向的布局有利于其在冬季保溫、在夏季防熱節(jié)能，體現(xiàn)了人性化的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求。當(dāng)然這并非表明對(duì)建筑北向房間的節(jié)能采光設(shè)計(jì)就可以忽略不計(jì)，雖然北向房間的采光照度較低，但其照度的均勻性較好，因此我們可利用在建筑的南向墻面科學(xué)設(shè)置具有較高反射率的材料，例如鏡面、鋼板等，將南向光線合理引入北向，有效改善北面建筑空間的不良采光照度，進(jìn)一步達(dá)到降低照明用電能耗的科學(xué)目標(biāo)。為確保建筑室內(nèi)享受充足的日照，我們應(yīng)依據(jù)建筑規(guī)范統(tǒng)籌考慮通風(fēng)、采光及消防等標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行合理的建筑日照間距規(guī)劃布局設(shè)計(jì)。同時(shí)我們應(yīng)遵循不同的設(shè)計(jì)分區(qū)，令建筑間距能滿足在大寒天氣或冬至天氣有效日照時(shí)期中有足夠日照時(shí)數(shù)令陽(yáng)光能照射到建筑內(nèi)部空間的底層窗臺(tái)面。從一般設(shè)計(jì)層面來(lái)講，建筑設(shè)計(jì)對(duì)日照間距的要求較容易滿足，而僅僅滿足這一要求并不能完全保證日光一定能有效照射到室內(nèi)，在日光的照射過(guò)程中其很可能被窗外用于綠化或遮陽(yáng)的植被所阻擋。雖然增加綠化面積可有效改善建筑外圍的熱環(huán)境，但規(guī)劃不當(dāng)則會(huì)起到阻擋日照的反作用效果，因此在對(duì)綠樹(shù)植被進(jìn)行布置時(shí)，我們應(yīng)綜合考慮采光標(biāo)準(zhǔn)要求，盡量以不遮擋建筑的日照采光為布設(shè)原則。

3、3建筑體型的優(yōu)化設(shè)計(jì)

建筑室內(nèi)應(yīng)對(duì)光、熱環(huán)境產(chǎn)生的能耗受太陽(yáng)對(duì)建筑外表面輻射熱及直射光照的較大程度影響，為了有效降低建筑光、熱環(huán)境能耗，我們應(yīng)主力從建筑的體型優(yōu)化層面入手，探尋節(jié)能方式。首先建筑室內(nèi)的采光可以通過(guò)窗地比例進(jìn)行有效控制，當(dāng)開(kāi)窗面積增大時(shí)，其窗地比例將進(jìn)一步增大，建筑的采光效果相應(yīng)得到強(qiáng)化。而從采光的均勻性層面考量，天窗要比側(cè)面窗更能營(yíng)造良好的采光效果。然而如果從熱工的科學(xué)設(shè)計(jì)層面來(lái)講，屋頂是建筑吸熱、得熱最多的環(huán)節(jié)部位，因此用天窗的設(shè)計(jì)方式顯然對(duì)熱工節(jié)能極為不利。因此我們不能僅僅為了采光性好或節(jié)能性好而片面設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考量不同區(qū)域的氣候環(huán)境特征，遵循建筑的使用功能需求，做到具體問(wèn)題具體對(duì)待，從而合理設(shè)計(jì)建筑的外形開(kāi)窗。另外，建筑體形具有較大的長(zhǎng)寬比，則其得熱量會(huì)隨之增多，在南方的夏季建筑防熱是節(jié)能設(shè)計(jì)的主體工作之一，因此在設(shè)計(jì)實(shí)踐中我們宜采用較小的建筑體形長(zhǎng)寬比進(jìn)行設(shè)計(jì)，即大進(jìn)探的小面寬體型。在北方建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)以冬季的保溫控制為主，因此我們應(yīng)采用較大的建筑體形長(zhǎng)寬比進(jìn)行設(shè)計(jì)，即小進(jìn)探大面寬體型。從建筑采光角度來(lái)講，建筑的進(jìn)探程度越大，其光線會(huì)越弱，因此我們不宜采用過(guò)長(zhǎng)的進(jìn)深進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能降低橫墻對(duì)建筑采光的遮擋效應(yīng)，確保采光照度的均勻性，在確定合理建筑體型的同時(shí)有效兼顧建筑在光、熱環(huán)境中的節(jié)能設(shè)計(jì)要求，從而通過(guò)正確的計(jì)算核準(zhǔn)建筑的最佳長(zhǎng)寬設(shè)計(jì)比值及最優(yōu)化的建筑體型。

3、4建筑采光口的科學(xué)設(shè)計(jì)

建筑采光口的設(shè)計(jì)本身便是一個(gè)矛盾環(huán)節(jié)，其包含的溝通及隔絕作用同時(shí)客觀存在，也就是說(shuō)采光口不僅提供建筑室內(nèi)需要的采光日照，同時(shí)又要擔(dān)負(fù)遮蔽陽(yáng)光的功能；既為建筑空間通風(fēng)換氣，同時(shí)又要防止沙塵、風(fēng)暴、雨水的侵襲。因此我們必須從綜合節(jié)能視角出發(fā)，對(duì)采光口環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)在強(qiáng)化構(gòu)件材料的氣密性之上，依據(jù)不同的區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算符合采光照度的準(zhǔn)確節(jié)電量及在冬季失熱及夏季得熱狀態(tài)中的能耗量，核準(zhǔn)在不同區(qū)域環(huán)境下采光口設(shè)計(jì)面積的折中標(biāo)準(zhǔn)，并科學(xué)實(shí)施對(duì)采光口位置的布置，合理保障建筑室內(nèi)的自然通風(fēng)，令其功能的發(fā)揮不再成為一個(gè)矛盾體，而是一個(gè)統(tǒng)一的和諧效能體系。另外對(duì)門窗玻璃材料的確定也發(fā)揮著與采光口設(shè)計(jì)同樣重要的節(jié)能影響，門窗能耗可占到建筑總體能耗的盡一半水平，是建筑節(jié)能較為薄弱的環(huán)節(jié)。因此在門窗設(shè)計(jì)材料的選擇中我們應(yīng)本著多透光及少傳熱的原則，在南方較炎熱的地區(qū)可采用具有低輻射效能的玻璃，而在北方寒冷地區(qū)則應(yīng)適應(yīng)性采用雙層中空玻璃。另外我們還應(yīng)本著創(chuàng)新實(shí)踐的理念廣泛引入新型門窗、玻璃材料及采光方式，挖掘其固有特性并進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)，研發(fā)多功能兼顧的節(jié)能門窗，例如對(duì)光致的變色玻璃、調(diào)光液晶玻璃的應(yīng)用及對(duì)導(dǎo)光管、光導(dǎo)纖維等技術(shù)的應(yīng)用。

3、5反光及遮陽(yáng)措施的合理應(yīng)用

為了有效改善建筑的光熱環(huán)境，我們應(yīng)合理采用一些行之有效的節(jié)能設(shè)施，例如為提升建筑內(nèi)部空間的采光照度，我們可利用在窗頂位置放置水平反光板的方法有效將日光引入其無(wú)法照射的室內(nèi)深處；當(dāng)夏季炎熱天氣來(lái)臨時(shí)，為了降低陽(yáng)光的直射程度，我們可在不同的建筑方位設(shè)立遮陽(yáng)裝置，提升建筑內(nèi)部的舒適度。另外整體的節(jié)能采光措施應(yīng)致力于實(shí)現(xiàn)兩環(huán)節(jié)的有機(jī)整合，即在適宜位置布設(shè)既有遮陽(yáng)作用，又能反光引光的擱板，令其有效防止陽(yáng)光直射產(chǎn)生眩光干擾的不良后果，同時(shí)在需要時(shí)有效令光線形成漫反射效應(yīng)引入室內(nèi)，合理提升照度的均勻性。側(cè)窗為眾多建筑的主要采光口，與低側(cè)窗相比，高側(cè)窗具有更加良好的均勻性照度，因此我們可有效結(jié)合高側(cè)窗在其頂部增設(shè)鏡面的反射裝置，從而令日光在一次反射作用下引入室內(nèi)，甚至可令其實(shí)現(xiàn)光電的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，這樣便可在提升室內(nèi)照度及均勻性的同時(shí)有效避免陽(yáng)光的直射作用，令室內(nèi)中的熱輻射量大大降低，充分有利于避免在炎熱夏季大量使用空調(diào)系統(tǒng)造成巨大的電能消耗現(xiàn)象。

結(jié)語(yǔ)

為了切實(shí)促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我們只有全面樹(shù)立綠色建筑觀，統(tǒng)籌思維、細(xì)化設(shè)計(jì)，從各方面做起構(gòu)建適宜人們居住及使用的建筑空間環(huán)境，將視野放在戰(zhàn)略化的統(tǒng)籌角度而非令建筑采光節(jié)能僅停留在對(duì)光環(huán)境的設(shè)計(jì)范疇中，全面分析光環(huán)境及熱環(huán)境的系統(tǒng)要求，才能充分體現(xiàn)一體化采光節(jié)能的綠色設(shè)計(jì)理念，為行業(yè)創(chuàng)造更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，令綠色環(huán)保建筑發(fā)揮重要的服務(wù)價(jià)值。