自2010年哥本哈根氣候會議之后，世界普遍認識到了環(huán)境問題的嚴重性，低碳和節(jié)能概念也再次走進了人們的視線當(dāng)中。在現(xiàn)代建筑的設(shè)計當(dāng)中，如何更有效，更巧妙的利用建筑所處環(huán)境的自然光進行采光設(shè)計一直是評價一個建筑設(shè)計優(yōu)劣的重要指標(biāo)。而在當(dāng)今節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，建筑的采光設(shè)計又有了新的目標(biāo)和方向。
　　
　　2010年在哥本哈根召開的世界氣候會議讓全世界的人都清晰的看到了地球的現(xiàn)狀，低碳和節(jié)能這兩個緊密相連的概念再一次成為了熱門的話題。而在建筑的設(shè)計中，供熱與采光能源消耗較為集中，自然也就成為了兩大節(jié)能重點。但在我國的建筑設(shè)計理念中，常常有意無意的忽視了采光設(shè)計的節(jié)能效果，更多的考慮的是其美學(xué)效果，導(dǎo)致在一些建筑中，明明當(dāng)?shù)刈匀还鈼l件較好，卻沒有利用，反而過多的使用了人工光源。
　　數(shù)據(jù)表明，照明的能耗實際上在建筑能耗中占有很大的比例，中國總用電量中，有12%是照明用電。而另一方面，太陽光卻是一種眾所周知的零消耗、零排放的清潔能源，在現(xiàn)有的很多設(shè)計中都考慮了利用太陽光為建筑供熱，卻沒有考慮到采光的問題，顯得本末倒置。從另一方面講，充分的利用自然光可以讓建筑的使用者獲得一個更加舒適的室內(nèi)環(huán)境。我們設(shè)計的目的是能夠讓自然光無論在任何天氣都能滲透到建筑物內(nèi)部，并在這一過程中避免過多地吸收直接或反射的眩光，避免不必要的陰影和光照過度等照明不勻現(xiàn)象。在這樣的自然光的充分照明下，在建筑內(nèi)的人會獲得一種與室外自然環(huán)境相融合的感覺，無形中也擴大了建筑空間的心理感受。
　　在具體做法方面，利用日光直射和天空漫射光進行建筑天然采光是節(jié)能設(shè)計的有效方式。下面我們就從被動和主動采光兩個方面探討一下建筑設(shè)計中的采光節(jié)能問題。
　　
　　1.被動式采光設(shè)計
　　被動式采光設(shè)計是我們建筑設(shè)計中傳統(tǒng)的采光設(shè)計方式，它是在充分考慮建筑所處地域周邊環(huán)境，四季光照以及功能性要求的基礎(chǔ)上，通過對建筑固件，如直立窗、天窗、玻璃材質(zhì)隔斷、光反射板、百葉窗以及室內(nèi)表面的一次性設(shè)計，最大限度的利用建筑在各個時段可能獲得的自然光進行照明。
　　舉例來說，在窗戶的選用方面，大部分的現(xiàn)代建筑都在使用一種中空玻璃，即在2片玻璃之間有一個空氣層，這樣的設(shè)計很好的解決了建筑內(nèi)外溫度和聲音隔離的問題。而我們也可以利用這個設(shè)計來加強建筑的透光量。如在一些窗戶夾層中，裝有百葉、棱鏡或者光傳輸纖維，這些部件可以控制日光在屋中擴散的范圍和亮度。而在材質(zhì)上，具有光譜選擇性的建筑玻璃可以篩選太陽光的廣譜，過濾掉會發(fā)熱的紅外線以及曬傷皮膚的紫外線，引入可見光；而在比較寒冷的氣候條件下，使用低輻射涂層的窗戶可以將熱量反射回建筑內(nèi)部保持室內(nèi)溫度。建筑內(nèi)部的天花板和墻壁都可以成為建筑照明系統(tǒng)本身的一部分，因為其表面可以起到漫反射的作用幫助日光滲透到建筑中更深的內(nèi)部空間。因此，為了提高建筑物的內(nèi)部整體亮度。天花板應(yīng)有較高的反射率，墻壁表面也應(yīng)該是淺色。而同樣的，避免深色的家具也可以使室內(nèi)的亮度均勻性更舒適，建筑物外部周邊的淺色地面可以提高向上反射到窗戶和室內(nèi)天花板的光量，并且還會調(diào)整光線的顏色。
　　
　　2.主動式采光設(shè)計
　　主動式采光是一種基于機械自動化和光敏傳感技術(shù)的一種高科技采光設(shè)計，近幾年才在世界范圍內(nèi)普及，多用于高級大型建筑的設(shè)計當(dāng)中，因為這些建筑通常對照明的強度和質(zhì)量需求都較高，主動式采光設(shè)計幫助保證這些建筑的充足采光并對引入其中的光線進行強度和角度的智能調(diào)整，以達到理想的美學(xué)效果。
　　主動式采光設(shè)計中，發(fā)明最早、運用最廣泛的是能夠跟蹤太陽角度進行反射的定日鏡。定日鏡的表面成碟形，裝有一個連通著脈沖電動機光傳感器，其工作原理是光敏傳感器將其感受到的日光變化傳給電動機，變?yōu)殡娦盘柡髠鹘o主控電腦，電腦中的程序分析這些信號后，根據(jù)其所提供的信息調(diào)整主反射鏡，跟蹤太陽的變化角度，最大限度的在白天捕捉和利用太陽光，保證建筑物內(nèi)部的照明需求。而當(dāng)光線被捕捉到會使用具有高反射性能的光管將光線分配到建筑物需要的地方。建筑中的各種光學(xué)構(gòu)件，例如玻璃幕墻、百葉窗、遮陽板、天窗等，在不同的季節(jié)也可以通過手動或由電腦控制的方式來調(diào)節(jié)部件的性能或角度，由此控制太陽光和熱進入建筑內(nèi)部的多少。但是，這一裝置有它的缺點，那就是主反射鏡由于完全暴露在室外，沒有任何遮蔽設(shè)施，不僅容易為自然現(xiàn)象所破壞，即便日常護理和清潔也必須十分頻繁，否則主反射鏡上面的灰塵和污垢就會影響反光效率，降低進光量，而傳感器上的灰塵則會使裝置靈敏度減低，甚至導(dǎo)致失靈。為了解決這一問題，學(xué)界正在開發(fā)一種可以直接安裝在建筑外墻上作為直立窗的材質(zhì)，這種窗戶的材質(zhì)具有微疊層，可以主動響應(yīng)外界環(huán)境的變化，主動地控制進入建筑內(nèi)部的日光和熱量的強度變化。
　　
　　3.節(jié)能采光設(shè)計中的問題
　　在我國進行采光的節(jié)能設(shè)計時，我們首先要注意的問題是供熱節(jié)能和采光節(jié)能的矛盾問題，因為很多時候，充足的進光量所帶來的是室內(nèi)溫度的大幅度升高，這在一些本身就很炎熱的地區(qū)就加重了夏季空調(diào)制冷的能量消耗。在我國一些地區(qū)，尤其是長江流域，由于其處于亞熱帶和溫帶交界處，夏季十分炎熱而冬季卻潮濕寒冷，如何恰當(dāng)?shù)耐瑫r滿足這一地區(qū)居民的采光和室內(nèi)溫度要求，成為了設(shè)計師面對的一個難題。想要解決這個問題，就要在設(shè)計時充分考慮各種因素，通過設(shè)計技巧的綜合運用，達到理想的效果。
　　在建筑的整體布局方面，合理的朝向布局才能保證建筑適宜的光、熱環(huán)境。我國地處北半球，保證日照建筑理應(yīng)南向布局。從太陽熱輻射分布看，南向布置冬季日照最多夏季熱輻射最少，并且我國大部分地區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)為東南向，所以南向的房屋既可以保證充足的光照，在夏季又有足夠的通風(fēng)量以維持舒適的室內(nèi)溫度。綜合分析保溫、隔熱、日照和通風(fēng)，南向布局利于冬季保溫夏季防熱的節(jié)能要求。
　　而從建筑整體構(gòu)型角度，太陽對建筑外表面的輻射熱和直射光極大地影響建筑室內(nèi)光、熱環(huán)境能耗，建筑體型優(yōu)化是建筑節(jié)能設(shè)計的重要方面，建筑的長寬比越大，得越熱多。在我國南方，夏季防熱是節(jié)能的主要工作，單獨考慮這一點，建筑應(yīng)該采用長寬比小(即小面寬大進深) 的體型，但是這樣的設(shè)計常常會造成建筑內(nèi)部的采光不足，而冬季又會造成屋中陰冷的問題。筆者在這里提出一個理論上可行的設(shè)計思路：即，將房屋設(shè)計為南向淺進深，但在屋頂或每一層窗沿上方設(shè)置大面積遮光板，而地面則采用淺色易反光的材質(zhì)，利用其高度的漫反射保證房屋內(nèi)的進光量，而在多層建筑中，每一層的遮光板也都可以成為上一層的采光設(shè)施。在由室外采光設(shè)施將光線反射到室內(nèi)后，室內(nèi)的天花板和墻壁也都要進行高反光率的材質(zhì)個色彩配合，讓光線盡量進入房屋身處，提高室內(nèi)的整體明度。這樣就既充分的保證了房屋的受熱面積，有保證了房屋充足的采光量，做到了供熱采光雙向節(jié)能。
　　
　　4.結(jié)語
　　總而言之，在節(jié)能環(huán)保理念下的建筑采光設(shè)計，不再是單純的照明設(shè)計那么簡單，而是成為了建筑整體節(jié)能設(shè)計的一部分，要與房屋的其他系統(tǒng)綜合考慮之后進行設(shè)計。這就要求設(shè)計書具有一個系統(tǒng)、整體的思維方式，為營造各方面都適宜的人居環(huán)境。
　　
　　參考文獻
　　[1] 杜芳，李勇，吳楓. 地下建筑的節(jié)能采光設(shè)計. 建筑節(jié)能，2011（1）.
　　[2] 杜妍. 節(jié)能建筑中的自然采光. 數(shù)位時尚，2011（1）.
　　[3] 黃海靜，陳綱. 建筑采光節(jié)能設(shè)計的整體思維. 重慶建筑大學(xué)學(xué)報，2007（4）.
　　[4] 夏斐. 發(fā)達國家建筑采光方法和節(jié)能設(shè)計. 電力需求側(cè)管理，2010（1）.
　�。ㄗ髡邌挝唬亨嵵荽髮W(xué)綜合設(shè)計研究院河南鄭州450002）

相關(guān)熱詞搜索：采光 建筑設(shè)計 節(jié)能 建筑設(shè)計中采光節(jié)能設(shè)計的應(yīng)用 建筑采光樓間距標(biāo)準 建筑采光設(shè)計標(biāo)準2013