摘要：本文主要探讨了在现代住宅建筑内进行自然采光设计的现状和设计要求等一些相关内容。
关键词：现代建筑住宅 自然采光设计
随着我国当前经济的发展和城市化进程的加快，现代住宅建筑的类型和规模都越来越多也越来越大了。从另一方面看，住宅建筑消耗的能源也就越来越多了。因此，我们在进行住宅建筑的设计时就会采取各种方法来进行建筑的节能设计，其中良好地自然采光设计就是相当不错的一种方式。下面我就结合自身经验探讨下在现代住宅内进行自然采光的一些相关内容。
1现代住宅进行自然采光设计的迫切性
我国现今城市发展速度飞快，各式各样的建筑也如雨后春笋般大批出现。但是能源浪费问题也伴随着城市的快速发展而出现。各式各样非自然的人工设备大幅消耗着能源，例如人工照明设备、人工采暖等。能源的过度消耗不仅仅出现在建筑物的建造阶段，在建筑物的使用过程中，能源更是被极大的消耗着。有数据表明，在建筑物的使用阶段，能源消耗量占到全生命周期的80%。尽管现今我国的城市化进程飞快，也具备了一定的规模。但根据联合国统计部门的报告，截止至2050年，中国的城市化将达到70%。尽管城市化进程己经趋近于国际水平，但是我国的能源有限，利用率较低。“根据能源署对中国可持续发展计划的展望，在现有的能源总量基础上，没有相应的节能科技应用和政府不出台相应的节能政策，如果想保持中国的生产总值持续增长，那么从现在到2030年中国的能源需求将以每年3%的速度递增。如果以这个速度增长，那么在2015年，中国将取代美国，成为世界上能源消耗最大的国家。到2030年，其能源消耗量可能占全球总量的25%”。
2建筑采光设计的目标
2.1满足照明需求
人类的工作、学习及大部分活动都需要在有光的环境中进行，而建筑物作为人类行动的载体，必须具备一定的亮度，才能满足人类的需求。不同的建筑对采光的需求也是不同的。例如住宅类建筑需要满足的采光要求不是很高，可以提供室内人员基本的作业要求即可。但是在大型公共建筑中。采光要求除了满足人员得基本需求外，由于大跨度空间的原因，还应注意防止过强的光线照射，避免眩光、避免光帷反射等现象的发生。眩光是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。光帷眩光是视觉对象的镜面反射，它使视觉对象的对比降低，以致部分或全部难以看清物体细部。光帷眩光又称“光幕反射”。
2.2满足视觉舒适的要求
过强或者过低的光照环境会导致眩光及视觉疲劳。因此在建筑采光设计中应该以满足视觉舒适度为基本原则。亮度的选择应该满足建筑物内部人员的视觉要求，最大限度的保护视力。
2.3满足节能要求
现代大型公共建筑用于照明的电力消耗量占到建筑总电力消耗的30%左右。这大大超过了节能设计标准，属于能源高消耗建筑。另外相同照度的自然光比人工照明产生的热量要小许多，同时可以减少室内热环境所消源于：免费论文www.808so.com
耗的能源。因此，采用自然光照明是节能的有效途径之一。
3．建筑采光节能设计的综合思维及科学策略
建筑采光节能设计的综合思维主要指对整体系统进行综合全面的分析，以全方位的视角综观全局，查找可能对节能设计产生不良影响的各类因素及事物，最终达到缓和矛盾，平衡发展的综合设计观念。对太阳能的有效利用具有一定的双重特性，在建筑节能设计中并非一项与其他项目毫无联系的单一工程，不能仅为了对某一方面的节能目标满足进行节能设计却损害了其他工程的利益及相关标准要求。因此我们必须统筹结合、整合思维，创设出最为合理的节能设计方式。
3.1合理构建节能分区标准
在建筑节能设计实践中我们应统筹考虑光环境及热环境的交叉作用，综合考量光、热环境，提出合理、平衡、综合、全面的节能设计分区标准。
3.2合理规划建筑整体布局，确保朝向设计适宜光、热环境
完成了节能分区标准的合理设计，我们应在其指导下展开科学的采光节能设计，从整体的规划布局、建筑的体型优化、材料的选择、采光口的细节设计以及反光遮阳环节处理等层面进行合理控制。首先在整体规划布局层面，我们应确保其朝向设计的合理性，令建筑充分适宜光、热环境。综合我国的地理位置不难发现，北半球的地域特征决定为了令建筑享受充足日照应主体将其朝向设计为南向布局。而纵观太阳的热辐射分布特征来看，南向的规划布置恰好令建筑在冬季受到日照最多，而夏季则受到的热辐射最少，且我国多数地区在夏季的主导风向为东南，这也进一步令我国建筑以南向布局为主导的设计在夏季令人们享受了更加舒适的通风环境。由此可见，通过综合的日照、保温、隔热及通风分析，建筑南向的布局有利于其在冬季保温、在夏季防热节能，体现了人性化的建筑节能设计要求。当然这并非表明对建筑北向房间的节能采光设计就可以忽略不计，虽然北向房间的采光照度较低，但其照度的均匀性较好，因此我们可利用在建筑的南向墙面科学设置具有较高反射率的材料，例如镜面、钢板等，将南向光线合理引入北向，有效改善北面建筑空间的不良采光照度，进一步达到降低照明用电能耗的科学目标。
3.3建筑采光口的科学设计
建筑采光口的设计本身便是一个矛盾环节，其包含的沟通及隔绝作用同时客观存在，也就是说采光口不仅提供建筑室内需要的采光日照，同时又要担负遮蔽阳光的功能；既为建筑空间通风换气，同时又要防止沙尘、风暴、雨水的侵袭。因此我们必须从综合节能视角出发，对采光口环节进行科学设计，应在强化构件材料的气密性之上，依据不同的区划标准计算符合采光照度的准确节电量及在冬季失热及夏季得热状态中的能耗量，核准在不同区域环境下采光口设计面积的折中标准，并科学实施对采光口位置的布置，合理保障建筑室内的自然通风，令其功能的发挥不再成为一个矛盾体，而是一个统一的和谐效能体系。另外对门窗玻璃材料的确定也发挥着与采光口设计同样重要的节能影响，门窗能耗可占到建筑总体能耗的近一半水平，是建筑节能较为薄弱的环节。因此在门窗设计材料的选择中我们应本着多透光及少传热的原则，在南方较炎热的地区可采用具有低辐射效能的玻璃，而在北方寒冷地区则应适应性采用双层中空玻璃。另外我们还应本着创新实践的理念广泛引入新型门窗、玻璃材料及采光方式，挖掘其固有特性并进行适应性设计，研发多功能兼顾的节能门窗，例如对光致的变色玻璃、调光液晶玻璃的应用及对导光管、光导纤维等技术的应用。
3.4反光及遮阳措施的合理应用
为了有效改善建筑的光热环境，我们应合理采用一些行之有效的节能设施，例如为提升建筑内部空间的采光照度，我们可利用在窗顶位置放置水平反光板的方法有效将日光引入其无法照射的室内深处；当夏季炎热天气来临时，为了降低阳光的直射程度，我们可在不同的建筑方位设立遮阳装置，提升建筑内部的舒适度。另外整体的节能采光措施应致力于实现两环节的有机整合，即在适宜位置布设既有遮阳作用，又能反光引光的搁板，令其有效防止阳光直射产生眩光干扰的不良后果，同时在需要时有效令光线形成漫反射效应引入室内，合理提升照度的均匀性。侧窗为众多建筑的主要采光口，与低侧窗相比，高侧窗具有更加良好的均匀性照度，因此我们可有效结合高侧窗在其顶部增设镜面的反射装置，从而令日光在一次反射作用下引入室内，甚至可令其实现光电的转换反应，这样便可在提升室内照度及均匀性的同时有效避免阳光的直射作用，令室内中的热辐射量大大降低，充分有利于避免在炎热夏季大量使用空调系统造成巨大的电能消耗现象。
结语
为了切实促进建筑行业的可持续发展，我们只有全面树立绿色建筑观，统筹思维、细化设计，从各方面做起构建适宜人们居住及使用的建筑空间环境，将视野放在战略化的统筹角度而非令建筑采光节能仅停留在对光环境的设计范畴中，全面分析光环境及热环境的系统要求，才能充分体现一体化采光节能的绿色设计理念，为行业创造更多的社会效益与经济效益，令绿色环保建筑发挥重要的服务价值。
参考文献
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清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2009.北京:中国建筑工业出版社.2009
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浅论采光现代住宅自然采光设计学位
更新时间：2024-03-20
作者：用户投稿
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