基于建筑遮阳条件下的室内自然采光设计策略

王礼飞

（安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230051）

建筑舒适的光热环境是值得重视的，应该保证入射光量，降低人工照明能耗。建筑遮阳与室内自然采光存在着较为显著的问题和矛盾，建筑遮阳装置的广泛使用，无疑使得住户和自然风光失去了紧密的联系。在建筑遮阳条件下，满足自然采光的设计策略，是如今建筑设计尤为重视的课题。自然采光的设计应该在依赖建筑层面遮阳基础上，有效调整阳光入射情况，另外建筑采光口也应该发挥调整采光方向等作用，两者相得益彰、相辅相成，优化室内自然采光[1]。

1 遮阳装置的设计

建筑外遮阳是夏季降低建筑能耗的一种重要措施，根据资料显示，建筑水平外遮阳能够达到最大限度地节能操作，而在建筑投入资金方面明显较少。在进行建筑遮阳设计过程中，应该对水平外遮阳设备进行各方面的完善和优化。夏季遮阳以及冬季的阳光获得对于自然采光方面的平衡依旧值得考虑，基于设计策略出发，首先，水平遮阳板的深度应该满足夏季日照光线的遮挡，但是却不高于冬季的日照光线[1]。此外，夏冬两季对于遮阳板的调节应该达到最佳的效果，一定程度上满足冬季自然采光的充足，确保能够获得较好的自然采光；若想对冬季日照光线不遮挡或者强化自然采光，就应该在高于窗顶的位置设置遮阳装置；若想不限制建筑外墙表层热空气的涡流，那么在安装遮阳板时应该保留相应的间距；多层遮阳设备能够根据太阳的不同方向以及相应的角度进行分解，百叶遮阳形式的利用率也逐渐加大，利用百叶窗反光效果对室内自然采光进行优化和改善[2]；若是将百叶遮阳装置于墙的位置留出间隙，百叶遮阳的相应视线就可以不做考虑，对于室外自然风光也有一定联系，不会受到阻碍或者限制；百叶遮阳装置的材料选择应该优先考虑铝合金，再是像木百叶或者织物的遮阳措施，为了达到较好的反射效果应该选择浅色为宜。

此外，建筑遮阳装置还可随着气候变化而变化，且根据日照时间段的差距可调节的功能。在经过相应改变优化设计后，简单的遮阳装置也能变成夏季遮挡太阳辐射的有效装置，冬季又能将阳光较好的引入室内。此外，遮阳装置的有效调节可使自然采光的工作效率得到一定程度提升。部分建筑是利用光感元件、温感元件等，依照室内外的温度和日照强度进行有效调节。德国某建筑就是通过机械控制，其设备对于光照的调整更加细节化。在遮阳元件的设计上也有较为细节的设计措施，结合两种不同形态的元件，能够依照光线的变化而进行调整，若是光线处于较强的环境，遮阳功能得到体现，使得室内光线漫反射；若是光线处于相对较弱的情况，通过折射对室内光线进行补充[3]。

2 采光口设计措施

2.1 窗体遮阳

在进行窗体设计过程中，针对南面墙体窗体可以朝着室内的方向凹陷，窗体的阴影一定程度上能够遮挡日照线，使得达到自然遮挡阳光的效果，利用混凝土形成中间挖空的状态，使得阳光体积感得到增加，无论是室内还是室外都有缓冲的空间，而Concert Hall是通过凹陷的窗体，避免阳光的照射，窗体细节位置也加强了塑造性，网格状的形态非常立体。在对翼墙设计依旧是较为重要的一点[4]。

2.2 反射光改善室内光照

在进行采光口大小等设计时，应该充分利用反射光，以此对室内光环境得到优化和改善。首先，窗口应该安装反光板，比如将其安装在窗户较为上方的位置，如果居中窗户会被分割成上下两部分。室外直射光线经过窗格，通过反射光板反射，顶棚接收到反射光线再进行漫性反射，在离窗口相对比较远的空间会有较为柔和的光线产生，而反光板也会对下方的窗户有效遮阳。其次，窗面的倾斜角，通过窗面的倾斜改变对阳光的辐射进行一定程度的遮挡，并且对地面反射光也有较好地应用。比如英国一所大学分校的多功能展示厅窗口有明显的倾斜状态，会有阴影产生，在夏季不仅能够避免日照光线较强的情况，一定程度上对采光的相应面积得到改变；在对顶棚进行处理时，基于较为基础的开窗条件，日照光照射窗户大概有两倍半的比例，屋顶的照明面积大约是垂直窗户的三倍，这对室内温度的影响并不有利。而顶棚能够基于此方面，通过细节的分析和优化使得自然光能够变得柔和，太阳辐射也会被有效遮挡。比如金贝尔博物馆的设计方案，拱顶开口较为下面的位置使用了反光板，如此巧妙地设计能够在不同形状的空间里根据缝隙掌握自然时间[5]。

3 结语

自然采光能够给室内用户带来较为舒适的光热环境，对于各方面因素以及遮阳装置的多重功能有效体现，建筑自然采光是不可缺少的一部分，若是存在自然采光的缺陷，一定程度上会给使用者的生理等方面带来不良感受。据调查显示，我国遮阳技术的开发和遮阳装置的使用越来越得到重视，特别是遮阳与室内自然采光的共存问题，如中空内置百叶窗的广泛使用，使得建筑遮阳环境和自然采光间的不共生性得到缓解，使两者能够在一定程度上达到平衡。从建筑设计角度看，室内光线不可能完全只依靠自然光，人工照明和有效自然光的合理结合不仅可以改善室内环境，还可节约照明能耗。基于建筑内部的主要光源依旧是自然光源，室内无法被自然光照射的部位应该予以人工照明装置，人工照明是尽可能降低采光窗口和室内相对较阴暗位置的差异性，确保室内的光线充足。建筑遮阳相对于自然采光的影响因素主要是其一定程度上会降低室内光照质量，而且，建筑遮阳装置会在直射光照有效遮挡，有可能通过设备将其转变为较为柔和的漫反射光线，降低直射光给人带来的眩晕感。

遮阳装置一定程度上会降低室内自然光照，相较于自然采光而言，通过阳光的扩散光室内光照也会增强。对室内的挡光板进行分析，其延伸性能够对窗口照度进行有效降低，对于室内光照不足的情况能够有效改善。因此，在建筑遮阳条件下，室内自然采光的设计因素还需兼顾多个方面因素，有针对性地找出有效设计策略，确保遮阳装置具有夏季遮阳和冬季不遮光的双重效果。