建筑自然采光与环境节能设计探究

楚守忠

摘要：建筑行业迅速发展的同时，也使得采光节能技术在建筑设计中得到广泛使用，通过光能的利用，不仅可以节省自然资源，还可以提高人们的生活水平。本文通过分析建筑自然采光的好处和采光节能设计应考虑的因素，提出了采光节能设计措施。

关键词：建筑；自然采光；环境节能

前言

照明能耗在建筑能耗中占有重要位置，这就要求在进行建筑设计时运用采光节能设计，而并不是只考虑热环境节能的单极化节能，从而得到完善的绿色建筑。建筑采光节能设计通常要在整体节能思维上进行，全面分析光和热的环境，考虑不同的环境特点，使采光节能发挥出最好效果。

1.建筑采用自然采光的好处

1.1自然采光可以提高工作效率

虽然天然采光可以有效节约能源和减少环境污染，但更关键的是其能够给室内人员带来很好作用。根据外国的调查，每个工作人员使用年度照明费仅等同于他每小时的酬薪，所以，天然采光的经济作用重点体现在提高生产力、促进工作效率以及出勤率上，这些都保证了天然采光系统的初投资回收的顺利进行，因为天然光可以间接影响到人的美学、视觉以及光生物学等方面，人们已经对天然光产生了很大的依赖性。

1.2丰富室内光环境

天然光作为自然界中不断变化的光线，主要包括了散射光、反射光还有折射光，其强度、方向以及频谱因不同的时间和天气而发生改变。每个好的天然采光设计都能充分使用这些变化的性质特征来制造优良的采光作用，使室内光环境得到优化。

1.3自然采光使人们的身心更健康

照明研究中心近期做了一个生理学原理假设，此原理很好诠释了天然采光能够提升工作效率的原因。经过有关实验，天然光能够防止人体内褪黑色素的出現，此种色素可以使人体内部的生物钟以及生理周期得到调节。Rea等人的研究也表明，在办公室照度的影响下，光波拥有短的波长且高能量，从而可以避免褪黑色素的形成，所以，天然光能够制造优良的光环境，调节人体的生理周期，如此一来，就能平衡人体的生理周期和室外的照度水平。

2. 采光节能设计需要考虑的因素

2.1 协调光、热建筑节能设计的矛盾

建筑设计中影响光和热的关键因素是阳光辐射，所以在设计节能时需小心使用太阳能辐射，尽力解决和改善其在分区标准以及设计标准两部分的矛盾。根据中国光气候分区图，可以把中国的建筑设计分为五个光气候区，由此指引设计天然采光；而针对设计热能上，依据建筑热工设计分布图，把中国分为五个热工区。照度是光气候的区的指标，而温度是热工分区的关键指标。相同地方可以属于不同的光气候区以及热工区，从而对设计节能标准也就有所改变。所以如果想让建筑设计实现采光节能的效果，应尽量解决光和热在建筑设计中存在的盾，进而确定严格的光气候区分要求以及物理环境参数。

2.2 注重天然采光

采光节能设计必须要需充分重视天然采光，而不可以单单依靠人工光源。理由是第一人工光源会给人们的感受带来影响，光线的温度也同样会可以给人们制造不同的感受。而自然光因季节、时间、环境的不同经过有效的设计能够对室内照明带来良好的作用，其舒适度也在很大程度上超过了人造光源，不但让黑暗的房间明亮起来，而且还能制造室内的良好艺术空间和氛围。第二，如果能够有效使用天然光源就能够减少电能的消耗。根据计算，照明消耗占了建筑消耗中近三分之一的比例，而天然光源就可以取之不尽用之不竭，并且和人工光源比较起来会更安全和洁净。只要尽可能的减少照明消耗，就能实现节能设计建筑，达到绿色建筑的标准。有效的使用太阳光，不但属于城市规划方面的问题，要求每个地区在进行所有规划设计使都应充分利用天然采光，而且是设计师应重视的问题。

2.3 根据不同地区环境特点、建筑情况采光节能设计

在我国，各个地方的光照条件以及环境特点都不尽相同，而不同地方的建筑群也有着不同的属性。所以设计采光节能应参考每个地方的环境属性以及建筑状况来进行整体规划。实际的采光设计，需依据此地方的环境特点实施设计，唯有合适的朝向布局才能解决建筑设计中光和热的矛盾。在进行设计建筑时需确保向南归化布局，这主要是由于我国在北半球的位置，南向布局能够确保最大的冬季日照值和最低的夏季辐射值，这样布局能够实现更好的日照。其次，在我国很多地方夏季都会受到东南风的影响，所以坐北朝南能够有效的满足通风需求。为减少采光耗能还能够在南向墙面使用镜面材料引进光线，从而加强北面房间的光照度。同时，为了确保足够长的建筑物内日照时间，还应重视植被对光照的影响。绿树植被能够很好的缓解热环境，然而设计其时必须满足采光需求。

3. 采光节能设计措施

3.1 整体性的规划布局

采光节能的最终目标是达到人们对于采光、通风以及消防等方面的居住需求，尽可能使用自然光能，防止自然资源过度损耗。如此以来就需要有关设计人员可以充分参考真实的气候和整体工程设计，并合理有效的规划和布局全部采光节能方案。总的来说，在运用采光节能方案的过程中，通常很容易实现日照间距，但是假如日光射入了室内，就不能做到适当的保证，这是由于室外的因素没有得到充分满足，从而可知只有全面的规划布局才能够根本的保证采光节能措施的顺利进行。

3.2 建筑体型优化

采光节能方案的运用过程，需要参考整体建筑工程设计，确保其在本来基础上得到相应的改善，在实现节能目标的同时，使工程使用效率发挥最大值。在目前建筑室内耗能中，其主要原因是太阳在建筑外表面的辐射热还有直射光的基础上，添加了室内光以及热环境的耗能，如此很容易得知，优化建筑体型是设计建筑节能的核心。在协调类似情况时，一般使用的方法是通过创新室内窗底设计来进行控制，假如开窗面积过大，则就会引起过大的窗地比例，就能很好实现采光；假如考虑采光的均匀性，就会选择天窗，然而针对热工角度，屋顶虽然是热量最多的地方，但天窗不是最合适的设计方案。根据各种地域和气候环境，设计建筑外形的开窗时，需充分考虑实际的地理位置和气候环境再实施设计，由此保证采光节能措施的有效使用。

3.3 采光口的设计及材料选择

根据采光口通风、遮阳以及采光的整体性很容易得知，设计人员在设计采光口时，应该在首先确保构建材料气密性再进行实施，此外根据不同地方的划分要求，经过相关计算来实现采光照度的节电量和夏季的热还有冬季失热情况下的耗能量再仔细设置采光口的地方，保证室内顺畅的通风。此外，在挑选采光口的材料上，设计人员也应该高度重视。

3.4 反光与遮阳措施

在建筑室内采光照度提升进行时，设计人员能够在窗顶部设置水平反光板，让日光反射在室内，与此同时在温暖的夏天，能够通过有关的遮阳措施来防止阳光直射的发生。针对采光节能的策划中，要求设计人员本根据实际情况，全面结合反光和遮阳措施，使其保证根本基础上构成协调的整体，使光线照度得到提升的同时，还可以有效减少光线给人们生活带来的不便。

4.结束语

建筑能耗主要由照明能耗构成，因此建筑节能设计需加强重视采光节能设计因素。采光节能要调解采光和热工节能间的矛盾、重视天然采光并依据不同地区和环境选择不同设计方法。此外，采光节能设计还应整体规划建筑物从而实现控制采光的目的，最终使采光节能发挥最好作用。

参考文献：

[1] 耿雪，张乃璐.建筑设计中采光节能设计的应用[J].现代装饰（理论），2011，（04）.

[2] 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，2009，（05）.