可持续的建筑天然采光设计

【摘 要】在我国社会经济发展过程中,可持续发展理念是一种社会经济长远发展的战略模式,它在实际应用的过程中,不仅满足了当代人们的生活需求,还有效的保障了后代人的经济利益,因此当前人们也已经将可持续发展理念应用到各个行业当中,并且都取得了不错的效果.而在我国建筑天然采光设计的过程中,人们也将这种科学的发展理念应用到了其中,使其建筑结构的天然采光效果得到有效的提高.文章首先对可持续天然采光的内涵进行介绍,其次讨论了可持续发展观在建筑天然采光设计中的实际应用,以供相关人士参考.

【关 键 词】可持续；建筑设计；天然采光

从古至今,建筑设计师们对建筑物的天然采光都十分的关注,这不仅是整个建筑的灵魂,还在建筑设计当中扮演着十分重要的角色.而随着社会的不断发展,人们也将许多先进的设计理念应用到了建筑天然采光设计当中,而可持续科学发展理念的应用,不仅满足了人们在日常生活和工作中生理需求,使得人们有着良好的情况,还有效的提高了建筑资源的利用率,使得建筑行业在发展的过程中,也满足当代人们节能环保的相关要求,从而有效的降低了建筑耗能给周围环境带来的压力.可见,可持续发展理念在建筑天然采光设计的应用过程中,有着十分重要的意义.下面我们就对可持续天然采光的内容和实际应用进行简要的介绍.

一、可持续天然采光的内涵

人们在日常生活和工作的过程中,建筑采光设计有着十分重要的作用,它不仅有利于人们的生理健康,还给建筑结构设计带来了很多的便利.但是,在建筑设计的过程中,天然光没有经过相应的处理,那么就十分容易对建筑结构的内部环境造成影响.例如导致室内环境温度升高,使得空调系统的耗能增大.这就和当前我国建筑行业的绿色可持续发展有着一定的冲突.此外,如果被太阳光过多的直射,也会对人们的生态健康有着极为严重的影响.因此,设计师们在对建筑技术的过程中,就要将可持续天然采光的理念应用到其中,对建筑结构的天然采光系统进行适当的改良,从而有效的解决在其中存在着相应问题,以保证室内空间环境的舒适和健康.

由此可见,人们在建筑设计的过程中,利用相关的技术手段将天然管的有利之处进行很多好的用于,使得室内空间环境的舒适性得到有效的改善,大幅度的提高了天然光的利用率.近年来,随着科学技术的不断进步,人们也将许多先进的科学技术和管理理念应用到建筑天然采光设计当中,从而为建筑结构天然光的利用提供了一个良好的发展平台,而且在许多先进的科学技术的支持下,设计师们也可以对其相关的建筑数据信息进行收集分析,通过精确的数字化测量,充分的发挥出可持续采光的应用效果.

二、天然采光的虚拟预测与评价

随着人们开始对计算机的应用逐步深入,以及对居住环境的追求,对计算机模型天然光的计算建模开始逐渐发展起来,相对于实体模型,能够提供更加精确、细致的数据.相关研究学者曾经指出：到现在为止,恰如其分的天然采光设计如此困建难的原因就是缺相应的设计工具[1].可见,数字化对天然光的采集有很大的便利,这也为建筑师们设计提供了很多的便利,通过预测天然采光效果,从而进行尤为准确的采光设计.这就是说设计师在设计方面必须将“采光”设计考虑到建筑设计当中.当今国外搭建了许多数字化的天然采光分析模型,这里简单介绍其中的几种模型.由微软公司开发,在EXCEL的平台上搭建而成,面对对象是建筑顶部的设计,通过建立天然的采光分析模型,使气候和建筑能够很好的通过这个平台得到计算,使建筑师通过所得数据得到自己想到的采光率.对于分析照明情况,AG132和LumenOe-51gner通过分析计算达拉斯一年中太阳运行轨道的精确数据,建立了三维遮挡曲线,以此为基础建立了以中国形似贝壳的铝型铸件.这些由特殊材质制作的五十万个贝壳,以开口向北的方式很整齐的排列在屋顶,通过吸收向北朝向的阳光,并且阻止直射阳光带来的紫外线的投入,很好的避免了建筑物的展品吸收那些有害的成分,从而对人体进行损害.

三、天然采光的实时监控和自动调节

我们可以透过室内看到室外的天空.这个博物馆通过吸收天然光的照射,达到稳定光照的效果,从而避免了展品吸收大量紫外线而产生不良的阴影,影响视觉效果.而且我们在对建筑天然采光设计的过程中,发现这是一个吸引人的、别具一格的、完美组合的建筑学上的解决方案,提供了丰富的自然光,光影效果丰富,隔热装饰巧妙,让人感觉愉悦,视线自由、透明、通畅,可以直视天空.太阳在一年中的变化都会使建筑物采光的均匀度降低.太阳直射的热量会使夏天空调的制冷系数降低,增加了空调以及能源的消耗率和负担.

四、天然光照明范围的扩大

为保证室内光环境、热环境的舒适性与稳定性.人们在天然采光系统中采用一系列的技术手段来实时控制天然光及热的摄入量.首先是在采光材料上出现了革新.采光材料能够自己感知光与热的变化从而调节采光量.现已研制出多种类型的调光玻璃,这些调光玻璃和吸热玻璃、热反射玻璃不同,它们能够随着外界光、热条件的变化而变,从而实现对阳光射入量的控制,为建筑提供理想的光、热环境.目前的调光玻璃主要有四种类型：光致变色、电致变色、温致变色和压致变色.

例如：美国新墨西哥州的一家太阳能技术公司在2003年9月发明了一种能够自动控制热量和阳光射入量的预制屋顶和墙板构件.这种构件内含有一层由水溶性碳水聚合物制成的透明薄膜,只要调整聚合物中各种成分的比例,就可以改变薄膜对阳光的射入和反射性能.从而可使室内温度控制在15.5℃一65.6℃中的任何一处[2].

美国建筑能源公司目前正在开发一种传感器定位和定向工具,简称这是一个计算机控制程序,只要在适当的位,安放传感器.就可以实时监测电光和天然光的光照情况,并可以输出照度变化曲线、电光和天然光在一年中的照明状况、一定时期内产生的光电能等信息.

总之,可持续建筑天然采光设计在实际应用的过程中,有着许多良好的经济效益,而且随着科学技术的不断发展,设计师们也可以将建筑采光设计的内容和自然环境完美的搭配在一起,使得建筑内部环境中光和环境可以完美的结合在一起,这样就有效的扩大了天然光照明范围,大幅度的降低资源的消耗量,使其在提高人们生活水的同时,也极大的降低了能源的消耗,致使建筑设计的成本得到有效的控制,从而为人们带来了较多的经济利益.目前,可持续建筑天然采光设计已经成为建筑设计中的主要内容之一,这样建筑行业的可持续发展打下了扎实的基础.

五、结束语

由此可见,可持续的建筑天然采光设计在应用中,不仅有效的保障了人们的生理健康,为了人们提高了安逸舒适的生活环境,还有着良好的节能环保功能,为社会经济的可持续发展提供了前提条件.但是,由于可持续的建筑天然采光设计理念在我国建筑设计中起步得比较晚,许多方面还存在着一定的问题,因此我们还要在不断的实践活动中,来对其进行改革和完善,从而推动我国建筑行业的发展.