试论建筑采光节能设计中的整体思维_建筑设计论

试论建筑采光节能设计中的整体思维

隋晓明

摘要：太阳能是洁净、安全的可再生能源，充分利用太阳光是实现建筑物采光节能设计的有效方式。然而，在不同地区对采光节能的设计有很大差异，所以，建筑物的采光节能设计应当发散整体思维，综合考虑建筑光、热环境的影响，从多个角度研究适宜不同地区和环境的建筑采光节能设计方式。

关键词：建筑采光；整体思维；节能设计；采光

一、前言　

据统计，建筑能耗约占全社会能耗的35%左右，而用于电器照明的能耗占到了建筑能耗的40%~50%；全世界各个国家的照明用电约占总发电量的9%~20%，照明能耗占到一次能源消耗的4%。长久以来，我国建筑节能的重心主要落在了热环境的节能设计上，而轻视了采光、照明等因素的影响，对建筑物来讲，自然采光是实施绿色照明工程的重要内容。为迎合当代人居对环境的要求，绿色建筑应当具备系统、整体的思维和观念，建筑采光及节能的设计不能过于局限，需要综合考虑光、热环境的要求和特点，采用采光、节能整体化的设计理念。

二、建筑采光节能设计的目标

首先，要满足照明的需要。对于当代人来讲，大部分的工作和生活活动都是在建筑物内进行的，所以对建筑物采光节能的设计，首先要满足照明的需要。在普通的民居住宅，对于建筑物的客厅、厨房、卧室等要有直接采光的设计，因为该部分的采光只需满足人类对视觉作业要求的光照度即可；而在写字楼等高层建筑中，采光设计在满足基本照明需要的同时，要避免光线的过弱、过强、反射、眩光等。

其次，要满足视觉舒适度的需要。良好的采光条件，不仅要满足人们基本的视觉需要，还要提供一个舒适的视觉环境，这不仅有利于保护人们的视力，也有利于人们的身心健康。所以，对于建筑物的采光设计，要结合建筑物的特点，重点考虑人们对视觉舒适度的要求，提高建筑物的综合效益。

再次，要满足节能的需要。先进的建筑设计理念，都不会忽视节能方面的设计。在建筑采光过程中，同等照明度的自然光产生的热量要比人工照明产生的热量少很多，所以采集日光可以减少调节建筑物内热环境所消耗的能源，采用自然光照明在一定程度上能够满足建筑物节能的需要。

最后，要满足环境保护的需要。建筑物的自然采光，不仅能够满足人们在照明、视觉舒适度和节能方面的需要，自然光线还能够杀菌除霉，抑制微生物的生长，改善人类的居住环境等。

三、建筑采光节能设计的整体思维

（一）制定合理的节能分区标准

建筑物的节能设计，需要综合考虑光环境和热环境，所以制定合理的节能分区标准是实现建筑物采光节能设计的前提。对此，我们要根据不同地域、不同气候等物理环境，从采光节能的角度，针对同一气候区内不同的建筑物和条件制定二级分区标准体系。该标准体系在原有一级指标的基础上，提出若干分区的二级指标，并提出了具有针对性的节能设计要点。

（二）建筑采光节能设计的要点分析

首先，建筑物的规划布局要有整体性。整体来看，我国地处北半球，建筑物南向布置，可以实现冬季日照时间最多，夏季热辐射最少；此外，我国多为季风气候，夏季多刮东南风、冬季多刮西北风，建筑物的南向布局有利于满足隔热、保温、通风和日照等方面的需要。一般来说，建筑的日照间距比较容易满足，但这并不能保证太阳光能够顺利射入室内，因为太阳光还有可能被障碍物阻挡，例如植被等。虽然增加城市绿化能够改善热环境，但是也要综合考虑建筑采光的需要，以不阻挡建筑物日照采光为原则。

其次，要优化建筑物的体型。太阳对地面及建筑物的辐射在很大程度上影响了建筑室内的光、热环境消耗，而建筑体型的优化也是建筑节能设计的重要内容。具体讲来，可以通过窗地比来控制建筑室内的采光，而且天窗的采光均匀性比侧窗要好。但从另一角度看，屋顶是受热最多的地方，天窗对于热工节能是不利的。所以，对于不同地域、不同气候、不同环境下的建筑外形开窗设计要具体分析。南方夏季的主要工作是防热节能，建筑适合采用长宽比小的体型；北方冬季以节能保温为主，适合采取长宽比大的建筑体型，但这与建筑的采光需求似乎是矛盾的。所以，对于建筑体型设计的确定，要综合分析光热环境和节能要求，寻求最佳长宽比值。

再次，合理选择采光口的设计。采光口既要满足采光和通风的需要，又要满足防晒、防尘、挡雨的需要，所以，要从整体角度考虑建筑采光节能的设计，合理设计采光口的位置和面积；同时，要严格选择采光口的材料，这在一定程度上能够提升建筑采光节能的效果。

最后，要采取相应的反光与遮阳措施。对建筑物而言，既要考虑室内及深处的采光需求，有时又得兼顾遮阳节能的需要。建筑采光节能设计中的整体思维要求以系统平衡为目标进行综合考虑，在合适的部位设置兼顾遮阳功能的的反光搁板，遮阳既可将太阳光引入室内，提高光亮度，又能防止眩光干扰和太阳直射，减少室内的热辐射量，从而达到采光节能的目的。

（三）智能化管理的采光节能设计

因为建筑物的光热环境会随着地域气候的特点发生变化，也会随着周围环境以及人们的使用时间而发生变化，因此，建筑的设计不仅要强调光、热环境下的采光节能要求，还要强调其适时可变性。建筑的采光节能设计不是一项简单的工程，设计策略也不能过于固定和单一，必须考虑整个建筑寿命周期内的变化，通过适时自动的控制实现智能化的管理。尤其是随着VR技术和GIS数字化技术的发展，更为建筑实现智能化的节电节能管理提供了可能。在虚拟空间中，通过对建筑物内自然采光条件下的光、热环境仿真分析，可以实现采光的可视化展现和节能的量化分析，从而得到适合当地实际情况的最优采光设计方案。

四、结束语

在建筑物采光节能设计过程中，通过整体上的讨论和分析，以求实现系统平衡的效果。太阳能的利用不是一项简单的工程，它具有两面性，所以有必要采用整体的思维方式，提出合理的建筑节能设计方法，满足建筑物光、热环境中对采光节能的要求，以求为人类提供更加健康舒适的室内生活环境。

参考文献：

[1] 刘益,崔艳萍,叶鸿林.天然采光与建筑节能设计探讨[J].山东建材,2003,(03).

[2] 屈寒飞.建筑设计中自然采光方法的发展趋势及特点[J].热带建筑,2004,(03).

[3] 杨志达.建筑采光设计的几个误区[J].山西建筑,2007,(13).

[4] 冯巍,李慧敏.发展中的建筑采光技术[J].山西建筑,2005,(02).