建筑采光节能设计探讨

摘要：目前，建筑物的节能重点放在热环境节能设计，对照明、采光等方面还没有引起重视。本文主要对建筑采光节能设计进行了探讨，并对建筑采光节能设计存在的一些问题提出了自己的看法。

关键词：建筑物；采光；节能设计

Abstract: at present, the energy saving of buildings focus on thermal environment energy-saving design, lighting, lighting is not taken seriously. This paper mainly to the building lighting energy saving design is discussed, and the design of building energy saving lighting some existing problems of proposed own view.

Keywords: buildings; Daylighting; Energy saving design

中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：

建筑能耗在社会总能耗中占的比例较高，空调、采暖、照明能耗是建筑用能的主要内容。但是我国建筑节能工作没有把重点放在照明、采光等方面，而重点放在热环境节能设计。节能设计的两大主题是节流和开源，在减少不可再生能源石油、煤等使用的同时，还应当重视可再生能源风能、太阳能等可再生能源的利用和开发，是一种比较积极的节能方式。

1 建筑采光节能设计应达到的目标

1.1 要符合人们视觉舒适度的需要

良好的采光条件，可以为人们提供舒适的视觉环境，满足人们的视觉需要，有利于人们的身心健康，有利于保护人们的视力。因此，建筑物采光设计时，要考虑视觉舒适度，结合建筑物的特点，有利于建筑物的综合效益得到提高。

1.2 建筑物的采光节能设计要符合人们对照明的需要。

目前，人们的很多生活活动和工作都是在建筑屋内，因此为了满足人们对照明的需要，就要对建筑物的采光节能进行科学的设计。在对建筑采光节能设计时应做到对写字楼等一些高层建筑进行采光节能设计时要避免光线的眩光、反射、过强、过弱等，满足人们的基本照明需求；对一些居民住宅，建筑物的卧室、厨房、客厅等部分要有采光设计，要满足人们的作业要求的光照度。

1.3 建筑物的采光节能设计要满足节能的需要

对建筑物进行设计时，要有先进的设计理念，这样对建筑物进行设计时就不会忽视节能方面的设计。在建筑采光过程中，利用同等照明度的自然光所产生的热量比人工光照要少，因此采用日光可以减少由于调节建筑内的热环境所造成的能源的消耗，建筑物一般采用自然光就能满足采光节能需要。

1.4 建筑物的采光节能要满足保护环境的需要

自然光可以抑制微生物的生长，能够杀菌除霉，建筑物自然光进行采光，能够满足节能、视觉舒适度、照明等方面的需求，改善人们的居住环境。

2 建筑采光节能设计存在的问题

在采光节能设计时，需要考虑采光节能和供热节能的矛盾问题，因为往往是充足的进光量会造成室内温度的大幅度上升，在炎热的夏季加重了空调制冷的能耗加重。在国内一些地区冬季寒冷潮湿，夏季炎热，设计师们如何针对这种情况进行处理，满足这一区域的人们的室内温度和采光的要求，是一个很重要的问题。要想很好地解决这一难题，就要通过设计技巧的综合运用，充分考虑各种因素达到理想的效果。

3 建筑采光设计应考虑的一些问题

建筑采光节能设计中，可以将日光科学引入建筑物，并进行合理分配，另外建筑物的采光节能设计还要注意节能设计的整体思维。

3.1 建筑采光节能设计时，要制定合理的节能分区标准

建筑物天然采光设计时可以依据“中国光气候分区图”进行设计，要综合考虑热环境和光环境，因此有必要制定科学的节能分区标准，应当根据不同的气候、不同的地域等物理环境，从建筑物采光节能角度，制定出二级分区标准体系，它的制定主要依据同一气候区内的不同条件和建筑而制定。二级分区标准体系是依据一级指标而制定的，提出了一些节能设计要点，提出了若干分区的二级指标。

3.2 建筑采光节能设计应注意的一些要点

3.2.1建筑物采光节能设计要有整体性

我国处在北半球，属于季风气候，冬季多刮西北风、夏季大多刮东南风，建筑物在布置时可以布置为南向，这样可以实现夏季热辐射少，冬季光照时间长，完全可以满足日照、通风、保温、隔热等方面的需要。一般来说，建筑的日照距离还是比较容易达到要求的，但是太阳光能否射入室内并不能够得到保证，因为阳光可能被一些障碍物遮挡，例如大树、临时设施等。城市的绿化热环境可以得到改善，但是也应该考虑对建筑物采光的影响，要遵循建筑物日照采光不受到影响为原则。

3.2.2要对建筑物的外形进行优化

太阳光对建筑物、地面的辐射在一定程度上影响着建筑物的室内的热环境消耗及采光，而对建筑物的外形进行优化是建筑采光节能设计的主要内容。对于不同环境、不同气候、不同地域下的建筑外形开窗要进行必要的分析。北方冬季可以采取保温节能为主，建筑物体型适合采取长宽比大点；南方夏季节能放热是主要工作，建筑物体型长宽比应当小点。对于建筑物体型最佳的长宽比，要综合考虑节能需求和光热环境。

3.2.3建筑采光口的选择要科学合理的设计

采光口既要满足挡雨、防尘、防晒，又要满足通风、采光需要。所以，采光口的材料选择要严格进行，可以很好地提升建筑节能采光的效果，同时，建筑节能采光的设计要从整体角度进行考虑，合理设计采光口的面积和位置。

3.2.4建筑物的采光节能设计还要考虑采取遮阳、反光措施

对于建筑物而言，既要考虑节能、遮阳的需要，又要考虑深处及室内采光需求。建筑节能采光要进行综合考虑，反光搁板要布置在合适的位置，既可防止太阳直射和眩光的干扰，又能把太阳光引到室内，从而很好地达到了节能采光的目的。

3.3 建筑采光节能设计可以采取被动式采光和主动式采光进行设计

3.3.1 建筑被动式采光设计

被动式采光设计是一项充分考虑功能性要求、四季光照以及所处的周边环境的基础上，通过对建筑固件，如百叶窗、光反射板、玻璃材质隔断、天窗、直立窗以及室内表面的一次性设计，其主要目的是最大限度地获得自然光进行照明。

在设计方面，对于建筑内外温度和隔音问题可以采取使用中空玻璃，对于增加建筑的透光量可以采取在一些窗户夹层中，装光传输纤维、棱镜、百叶，可以控制光线的亮度和范围。在材质选用方面，可以采用具有光谱选择性的玻璃，引入可见光，把晒伤皮肤的紫外线、发热的红外线过滤掉；在寒冷的季节可以采用低辐射涂层的玻璃，保持室内温度。为了提高建筑物内部亮度，天花板、墙壁表面要有较高的反射率，颜色应当是浅色的。另外，可以避免使用深色的家具以便室内亮度均匀。

3.3.2 建筑主动式采光设计

主动采光设计是一种采光设计方式，主要用于高级大型建筑设计。主动采光设计可以保证建筑的采光充足，并且还能对引进的光线进行角度和强度的调整做到智能化，从而达到较好的理想效果。主动式采光设计中，定日镜是运用最广泛、发明最早的主动采光，它能够跟踪太阳角度进行反射。定日镜装有一个连通着脉冲电动机光传感器，表面成蝶形，其工作的原理就是光敏传感器将日光的变化转变成电信号，这些电信号再由主控电脑进行分析，根据分析的结果调整主反射镜，最大限度地利用太阳光，在白天捕捉太阳光，以保证建筑的照明需要。建筑中的不同的各类光学构件，例如天窗、遮阳板、百叶窗、玻璃幕墙等，在不同的季节可以通过电脑或手动方式来调节部件的角度和性能，控制热和太阳光进入建筑内部的多少。但是，这一装置存在着一定的缺点，主反射镜容易受到破坏，对其清洁和日常维护也要经常进行。否则进光量就会受到很大的影响，传感器上的灰尘还会造成装置灵敏度降低或失灵。

3.4 建筑节能采光设计的智能化管理

建筑物的光热环境会随着人们使用的时间和周围环境而发生改变，也会随着地域气候而发生变化。因此，建筑的设计不仅要强调适时可变性，还要强调热环境、光下的节能采光要求。建筑的采光节能设计策略不能过于单一、固定，要通过适时自动控制，考虑建筑物寿命周期内的变化而实现智能化的管理，是一项复杂的工程。另外，随着GIS数字化技术和VR技术的发展，建筑的节能节电更容易实现智能化。在虚拟空间中，可以通过仿真模拟建筑物内热环境、光，可以模拟出自然条件下的采光的节能的量化和可视化展现，从而获取最优化的适合当地实际情况的设计方案。

参考文献：

[1]黄海静，陈纲.建筑采光节能设计的整体思维[J].重庆建筑大学学报,2007,29(4).

[2]荆方，李雯.试论现代建筑的采光节能设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(19).

[3]杨晓珍.浅析建筑物采光节能设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(3).

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。