建筑设计中采光节能设计的应用.docx

建筑设计中采光节能设计的应用自2010年哥本哈根气候会议之后世界普遍认识到了环境问题的严重性低碳和节能概念也再次走进了人们的视线当中。在现代建筑的设计当中如何更有效更巧妙的利用建筑所处环境的自然光进行采光设计一直是评价一个建筑设计优劣的重要指标。而在当今节能环保的大环境下建筑的采光设计又有了新的目标和方向。2010年在哥本哈根召开的世界气候会议让全世界的人都清晰的看到了地球的现状低碳和节能这两个紧密相连的概念再一次成为了热门的话题。而在建筑的设计中供热与采光能源消耗较为集中自然也就成为了两大节能重点。但在我国的建筑设计理念中常常有意无意的忽视了采光设计的节能效果更多的考虑的是其美学效果导致在一些建筑中明明当地自然光条件较好却没有利用反而过多的使用了人工光源。数据表明照明的能耗实际上在建筑能耗中占有很大的比例中国总用电量中有12%是照明用电。而另一方面太阳光却是一种众所周知的零消耗、零排放的清洁能源在现有的很多设计中都考虑了利用太阳光为建筑供热却没有考虑到采光的问题显得本末倒置。从另一方面讲充分的利用自然光可以让建筑的使用者获得一个更加舒适的室内环境。我们设计的目的是能够让自然光无论在任何天气都能渗透到建筑物内部并在这一过程中避免过多地吸收直接或反射的眩光避免不必要的阴影和光照过度等照明不匀现象。在这样的自然光的充分照明下在建筑内的人会获得一种与室外自然环境相融合的感觉无形中也扩大了建筑空间的心理感受。在具体做法方面利用日光直射和天空漫射光进行建筑天然采光是节能设计的有效方式。下面我们就从被动和主动采光两个方面探讨一下建筑设计中的采光节能问题。1.被动式采光设计被动式采光设计是我们建筑设计中传统的采光设计方式它是在充分考虑建筑所处地域周边环境四季光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。举例来说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入可见光；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。2.主动式采光设计主动式采光是一种基于机械自动化和光敏传感技术的一种高科技采光设计近几年才在世界范围内普及多用于高级大型建筑的设计当中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。3.节能采光设计中的问题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室内温度的大幅度升高这在一些本身就很炎热的地区就