刍议建筑采光节能的相关规划

【摘 要】随着社会经济的不断发展,时代的进步,建筑设计也进入一个新的时期,现代的建筑设计代替了传统的建筑设计,原有的建筑设计已经不能适应时代的需求.传统的建筑设计中,不注重自然采光设计和采光方法,这样就不能充分利用新能源,不能有效地节能减排.本文主要阐述在光、热环境中建筑节能设计产生的矛盾,主动采光设计和被动采光设计,展开实践策略的探讨和研究,并如何解决建筑节能设计中出现的问题.

【关 键 词】建筑；采光节能；规划

近年来,随着建筑行业的不断发展,越来越多的建筑大厦高楼林立,如雨后春笋般拔地而起,建筑行业呈现出繁荣的景象,同时也不断出现建筑物消耗能源过大的问题,就现在建筑能耗量约占全国能耗总量的三分之一,在这其中,取暖、照明和空调系统的能源消耗是建筑能耗的主体.由此可见,探讨如何通过建筑设计减少能耗总量已成为建筑行业迫切需要研究解决的重要问题.但是我国建筑行业的节能减排设计大多侧重对热环境的层面,不注重建筑在采光和照明方面的节能控制.所以,本文主要对建筑采光的节能设计进行规划.

1建筑节能设计在光、热环境中的矛盾

太阳光的辐射作用是影响光、热环境的主要因素,在建筑节能设计中,太阳辐射能的有效作用具有两面性,既有它的益处,也在分区标准和设计要求两方面存在着矛盾.

1.1分区标准方面体现的矛盾

在建筑设计实践的过程中,根据我国光的气候分布图可以将区域分为五个光气候分区；在热工层面依据我国建筑设计的热工分布图将趋于分为五个区；对城市的居住区域根据建筑气候分布图进行气候设计规划,将城市气候划分为二级区,作为是日照间距控制的标准.

在建筑节能设计中的光区气候是根据照度为指标的,而热工分区和建筑气候分布是依据温度为指标的.后者两方面的划区范围基本上是一致的,与光气候的分布有比较大的差异,它在同一地区可能在不同的区划范围,有着不同的设计要求.为改变这一现状,就要综合考虑光气候分区、热工分区和建筑气候的区划标准要求,在宏观调控、稳定的基础上,健全、完善光气候分区的标准和物理环境的各项参数.

1.2建筑节能设计体现的矛盾

建筑采光节能的标准就是将天然光合理引入室内,在充分满足人们视觉功能的需要下,达到节约照明用电的科学要求.这一合理的设计思路需要我们在建筑空间层面扩大建筑间的距离,降低建筑对自然光源的阻挡、遮盖,合理的增加建筑采光口的大小和数量.在热工节能设计方面的要点是在冬季寒冷的季节,有效地将太阳光能源引入建筑,提高室内的温度；还有,为防止在炎热夏季太阳光的热辐射给建筑带来的高温,有针对性地降低建筑空调的制冷系统能耗,这样就需要适度的限制建筑中窗口和门窗的大小,减少建筑体型的变化,从而减少热辐射的进入.

综上所述,在建筑设计中,采光节能和热工节能由于对建筑有不同要求,必然会产生矛盾.所以,在建筑节能设计中要全面分析不同环境下的影响因素,找出各方面的最佳平衡点,全方位进行设计,解决矛盾,使建筑节能设计能够综合发展.

2解决建筑节能设计光、热环境中的矛盾

在进行建筑采光节能设计中,首先要注意到的问题就是供热节能和采光节能之间的矛盾,在大多的时候,充分的阳光进入室内使室内温度大幅度提高,如果是在炎热的夏季就会加重空调制冷系统的能源消耗.在我国长江流域的一些地区,正好处在是亚热带和温带气候区的交界处,夏天炎热,冬天却非常寒冷潮湿,针对这一地区居民对采光和室内温度的要求,是目前节能设计师面对的一个重要难题.要想解决这个难题,就要在建筑节能设计时全面考虑当地的各种因素,综合运用设计技巧,从而达到理想的效果.

在建筑节能设计中,对建筑物进行合理整体布局也是十分重要的,建筑物的科学朝向可以保证建筑适宜的光、热环境.因为我国位于北半球,所以应保证光照建筑物要南向布局.在太阳热的辐射情况来看,南向布局冬季日照较多而夏季的热辐射较少,我国夏季的主导风方向主要是东南方向.因此,南向的建筑物在冬季时既可以保证充裕的光照,在夏季又可以保持充分的通风量,从而保持舒适的室内温度.由此可以得出,建筑的南向布局利于冬季保持室内温度夏季防止高温的节能要求.

在我国长江流域的南方地区,夏季防止高温是节能的主要工作,就这方面进行考虑,建筑物的体型应该是长宽比小,但是这样设计容易造成建筑室内采光不足,冬天造成室内潮湿阴冷的问题.因此,在建筑节能设计中对建筑物体型的优化是十分重要的,建筑物室内光、热环境能耗和太阳对建筑表面的热辐射和光直射有关,建筑物的长宽比例越大,获得的热量就越多.我们检测设出一个理论可行的设计方案,就是将建筑设计由南向浅进深,在屋顶和每层窗沿上面安置遮光板,地面使用浅色易反光的材料,利用材料高度的漫反射使阳光进入室内,对于那些高层建筑,每层的遮光板可以是上一层的采光设施.在室外的采光设施将光源反射到室内后,不仅可以提高室内的照明度,还能保证室内的温度.

3建筑节能设计的综合策略

3.1主动式的采光设计

近年来,主动式采光设计在世界范围内应用广泛,多应用在一些高级大型建筑节能设计中,因为这些建筑对采光的强度和质量要求是非常高的,这种采光设计可以保证建筑有着充足的采光并可以对进入室内的光线进行人性化的调整,从而达到人们期望的效果.在主动式采光设计中,运用最早的是追踪太阳角度进行反射的定日镜.表面是碟形的定日镜连接着一个脉冲电动激光传感器,工作原理是传感器将感应到的日光传给电动机,成为信号后在传给主控电脑,电脑程序分析这些信号后,依据提供的信息调整主反射镜,跟踪太阳的角度,从而保证室内的照明需要.这个装置也有它的缺点,就是主反射镜暴露在室外,没有遮挡措施,容易被自然现象破坏,还要对其进行日常清理,不然主反射镜上的灰尘就会对反光效率产生一定的影响,降低了进光量,降低装置的灵敏度,严重的就造成失灵.为解决问题,设计学家研发了一种直接安置在建筑表面的直立窗,这种窗的材质是微叠层,可以灵敏的感应外界环境的变化,主动的控制室内的日光热量的强度变化.

3.2被动式的采光设计

被动式采光设计是一种对周围环境、四季光照和功能要求充分考虑的基础上,对建筑外表结构构件和室内表面的设计,最大限度的利用各阶段的自然光对室内进行照明.

在设计上来说,大多的现代建筑物使用的是中空玻璃,就是在2片玻璃之间有空气层,这种设计解决了建筑内外声音和温度隔离的问题.利用这个设计可以加强建筑的透明度.

在材质上来说,建筑玻璃有光谱选择性可以对太阳光进行筛选,去除那些会发热的红外线和对皮肤有损坏的紫外线,使之进入可见光.在比较寒冷的温度下,使用低辐射量的窗户可将热量反射到建筑物内从而保持室内温度.建筑室内的天花板和墙壁也是建筑照明的一部分,因此,为提高室内的整体亮度,天花板应有较高的反射率,墙壁也是浅色的.

4结语

综上所述,在进行建筑采光节能设计时,要遵循建筑节能环保的需求,是现代社会和建筑行业发展的趋势.建筑设计人员,要综合各方面因素,设计出一体化采光节能的绿色理念,为人们营造出一个好的居家环境,为社会和企业创造更高的效益.