房屋建筑采光节能设计刘彩洪

房屋建筑采光节能设计刘彩洪

广东天元建筑设计有限公司528311

摘要:房屋建筑能耗中很大一部分是照明能耗,因此建筑节能设计必须将采光节能设计作为必须考虑的因素。采光节能需要协调采光节能与热工节能之间的矛盾、注重天然采光、根据不同的地区和环境采取不同的设计方法。在此基础上,采光节能设计需要对建筑物进行整体规划布局来达到采光控制的目的,以使采光节能效果达到最佳。文章对建筑节能采光节能设计要考虑的因素、措施进行了分析探讨。

关键词:房屋建筑设计;节能;采光设计

引言

建筑能耗中很大一部分是照明能耗,因此建筑节能设计必须将采光节能设计作为必须考虑的因素。采光节能需要协调采光节能与热工节能之间的矛盾、注重天然采光,根据不同的地区和环境采取不同的设计方法。

1建筑采光的重要性

建筑工程设计过程中,天然光的使用极大方便了人们的生活,对其合理利用才能保证持续健康发展。如太阳光直射室内,会导致室内温度升高,在炎热的夏季需要通过空调设备运行来降低室内温度,太阳光中所具有的炫光及紫外线对人们的身体健康也会产生不利影响。由此看来,在建筑工程设计过程中,为实现可持续发展,设计者必须对天然光加以处理后再进行设计,为人们创造一个良好、健康的生活空间。

2采光的方式

2.1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。

2.2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。

3目前建筑采光节能设计存在的问题

3.1协调光和热矛盾

在建筑设计过程中,阳光辐射是影响光和热的主要因素,因此在节能设计中,要充分利用太阳能的辐射,并且要谨慎的利用,要把分区的标准和设计要求这两个方面协调处理好。中国为了指导天然采光设计,光气候分区图将中国的建筑设

计分为了5个光气候分区。而在热能设计上,建筑热工设计分布图也将中国划分了5个热工分区。光气候分区的主要指标是照度,而热工分区的主要指标则是温度。光气候区和热工区在同样的地区分属也可能不同,所以节能设计的要求就有所不同。因此,建筑设计必须要协调光和热的矛盾,这样才能达到采光节能的目的,完善光气候区分标准。

3.2采光节能根据不同的类型和环境设计对应的方法

我国的土地面积非常大,地区环境有所不同,所以光照条件也不尽相同,哪怕是一个地区,但由于建筑物的不同,也会导致光照条件的不同,因此建筑采光节能要根据不同的情况来设计,要考虑到整体的规划布局。

3.3采光节能必须采用天然的光源

首先因为人工光源和天然的光源有所不同,人工光线的温度会让人产生不舒服的感觉,而自然的光线在不同的季节和环境下,通过合理的设计可以给室内的照明产生非常好的效果,它比人工光源更能给人舒适的感觉,自然光源可以使昏暗的房间变得更加明亮,并且可以塑造室内的艺术空间,更重要的是会营造非常好的氛围。其次,如果对天然光源进行充分的利用,还可以节约电能的消耗。据国家统计,在建筑消耗中照明消耗占了很大一部分,天然光源取之不尽用之不竭,相对于人工光源更有安全性并且更健康。只有对天然光源充分利用,才能最大限度的降低照明消耗,充分的利用太阳光不仅是城市规划范畴需要考虑的问题,更是某个地区整个规划设计需要考虑的。建筑设计师在设计房子时候,要对房间的主卧、次卧等房间的采光进行整体的把握。在对天然采光设计进行考虑时,要注意的就是配合空调节能的工作。由于夏季日照的时间相对较长和太阳辐射强的特点,因此要利用屋檐、窗帘等调节采光,从而减少热能的消耗。

4建筑采光节能设计措施

不同的地区,因为所在环境的不同,感受光和热的情况也不尽相同,这就会影响到建筑采光节能的设计实施,所以在设计人员制定采光设计方案的时候,一定要充分的考虑到各个方面。

4.1整体性的规划布局

采光节能的根本目的在于满足人们采光、通风、消防等各方面的居住要求时,充分利用自然光能,避免自然资源的重复使用及浪费。这就要求设计人员能够结合当地实际气候及工程整体设计,对整个采光节能方案进行整体性的规划与布局。一般而言,在整个采光节能方案的实际运用中,日照间距往往很容易得到满足,然而在日光射入室内时,则无法得到科学、有效的保证,这是因为室外的因素得不到保证,如:种植的植物往往会成为遮阳的主要因素。由此可见,整体性的规划布局,是确保采光节能措施顺利实施的根本保证。

4.2建筑体型优化

太阳对建筑外表面的辐射热和直射光极大地影响建筑室内光、热环境能耗,建筑体型优化是建筑节能设计的重要方面。建筑体型的长宽比大,得热多。南方夏季防热是节能的主要工作,建筑宜采用长宽比小(即小面宽大进深)的体型;北方节能以冬季保温为主,宜采用长宽比大(即大面宽小进深)的建筑体型。可从采光考虑,建筑进深越大光线越弱,因此建筑进深不宜过长,并尽可能减少横墙遮挡,以保证采光照度值和照度均匀度。所以确定建筑体型应兼顾光热环境节能要求,计算出最佳的长宽比值。

4.3采光口的设计及材料选择

设计人员在对采光口进行设计时,一定要考虑到采光口的通风、遮阳以及采光的问题,并且一定要在加强构件材料气密性的基础上进行。通过计算来满足采光照度的节电量与夏季得热及冬季失热状态下的耗能量,从而来合理的布置采光口位置,确保室内通风顺畅。与此同时,在采光口的材料选择上,也需要设计人员给予着重考虑。在整个建筑的总体耗能中,门窗能耗约占一半左右,同时作为节能方案中的薄弱环节,需要设计人员选择与之相符的材料进行加强。一般而言,在门窗玻璃材料的实际选择中,多以透光量多、传热量少为原则,在我国的南方地区,多以低辐射玻璃为主;而在北方地区,建议使用中空双层、中空三层玻璃。

4.4对于反光和遮阳的问题

设计人员可以在窗户的顶部放一个水平反光板,这样利用水平反光板可以将日光反射到室内的里面,在夏季,设计师可以通过对遮阳措施的设计,避免阳光直射的现象产生,这些将会更有利于提高建筑室内的采光照度。在设计建筑采光节能的策略中,设计师们必须要以实际出发,充分考虑到人们的需求,要将反光和遮阳措施结合起来,这样不仅可以提高建筑室内的光线照度,还能减少由于光线的直射给人们带来的不便。

5结束语

节能减排是当前全球关注的重点,在房屋建筑节能设计采光节能设计必须进入设计师的考虑之中,以建立优质高效、经济舒适、安全可靠的照明环境,实现建筑物的零污染要求,建设完全的绿色建筑物。

参考文献:

[1]杜芳,李勇,吴枫.地下建筑的节能采光设计[J].建筑节能,2011(1).

[2]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),201(4):56-57.

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