試論建筑采光節能設計

許珂

摘要：隨著建筑行業快速發展，對建筑采光節能設計提出了更高要求，要注重天然光的應用，在達到節能環保目標的同時，營造良好的居住環境。本文主要圍繞建筑采光節能設計要考慮的因素、常見的建筑采光節能設計方案、建筑采光節能設計方法等方面展開討論，具體分析了主動式采光和被動式采光這兩種建筑采光節能設計方案，并提出優化建筑采光設計的措施，以便為建筑整體設計提供借鑒。

關鍵詞：采光節能設計；整體化布局；遮陽措施

在建筑工程中，要從降低能源消耗這方面著手，進行建筑施工方案的設計，其中節能采光設計是建筑設計重要環節之一，通過加大對天然光的利用，可在保證室內照明度的同時，實現節能目的，對建筑行業可持續發展有促進作用。實際進行建筑物節能采光設計時，要綜合考慮光、熱建筑設計矛盾、天然采光等因素，從而保證節能采光設計方案有較高可行性。

一、建筑采光節能設計要考慮的因素

首先，要協調好光、熱環境下建筑節能設計矛盾，利用太陽輻射能時，還存在分區標準及設計要求等方面的矛盾。在分區標準方面，建筑設計主要以光氣候分區圖作為參考依據，劃分得到5個光氣候區；城市居住區設計規劃按照建筑氣候區劃圖，進行城市氣候區域劃分。光氣候區劃分是利用照度這一指標得到的，而建筑氣候分區和熱工分區則以溫度為主要指標。不同劃分結果對應的設計要求不同。因此在實際進行建筑節能設計時，應充分考慮建筑熱工分區、光氣候分區要求，得到需要的環境參數，以便為后續建筑節能設計工作的開展提供依據。其次，進行建筑物節能采光設計時，還要注重天然光的合理利用，將自然光源應用到建筑設計中，能創造舒適、自然的居住環境，同時能達到節約能源的目的。在日照強度較高的夏季，可適當設置遮陽板等設備，真正將節能理念體現在建筑工程中。

二、常見的建筑采光節能設計方案

（一）被動式采光設計

這一設計方法主要是在綜合考慮建筑物所處周邊環境和光照特點，以及性能要求的情況下，進行天窗、光反射板、直立窗、百葉窗等設備的設計，以便在上述措施作用下，使得建筑物不同階段能最大程度利用自然光進行室內照明或保溫等[1]。實際設計時，通常選用中空玻璃，指的是兩片玻璃間存在一個空氣層，采用這種設計手段能有效解決建筑物聲音隔離和溫度調節等問題，進而營造出良好的室內環境。上述設計方法在現代建筑中較為常見，可增加室內透光量。例如，在一些玻璃夾層中通常設計棱鏡、百葉、光傳輸纖維等作為傳輸介質，通過利用這種設計方式，可進一步控制自然光在建筑室內的擴散范圍和強度。在相對寒冷的氣候環境下，進行采光節能設計時要從保持室內熱量角度出發，通過設置低輻射涂層窗戶，能起到維持室內溫度的作用。而建筑物內部墻壁和天花板等部位，可看作是室內照明系統組成部分之一，能在其表面漫反射作用下，使得太陽光進入建筑內部。為了突出墻壁這一性能優勢，通常設計淺色墻壁，能加強室內亮度。

（二）主動式采光設計

隨著建筑行業不斷發展，逐漸產生主動式采光設計這一設計方法，適用于大型建筑中，是一種應用效果顯著的一種采光方式。現代建筑對室內溫度平衡和照明強度提出了較高需求，而利用主動式采光的設計方式能對照進室內的自然光線進行適當調整，使其強度和照射面積滿足建筑物性能需求，為建筑采光節能設計提供了有效途徑。其中定光鏡是實現主動式采光設計效果的重要設施，能根據太陽光角度進行反射。當定光鏡連接的傳感器感受到太陽光變化后，會將收集到的電信號傳到主控電腦，之后電腦內部功能模塊會進行信號分析，并根據分析結果調節主反射鏡，從而保證太陽光盡可能進入建筑室內，進而滿足建筑內部照明要求。另外，一些光學構件在建筑設計中的應用，通常能起到調解自然光強度的作用。例如，百葉窗、玻璃幕墻和遮陽板等設備的應用，可根據氣候條件的變化進行其性能的調整，從而合理控制進入室內的太陽光。為了充分發揮定光鏡應用功能，還需要做好主反射鏡的清理工作，以免由于傳感器的污垢造成反光效率低下。

三、建筑采光節能設計方法

（一）整體性規劃布局

為了達到較好的建筑采光技能設計效果，要注重建筑物整體性規劃布局，從建筑物通風、采光等居住需求出發，充分利用自然能源，設計人員要結合建筑過程實際情況，在對當地氣候條件和施工要求有明確掌握的情況下進行合理設計。建筑節能采光設計方案的制定要從建筑整體規劃著手，綜合分析建筑物運行過程中對天然光的需求，確定適當的采光節能方案，從而保證采光節能方案能有效實施在建筑工程施工中[2]。實際制定采光節能計劃時，要盡可能滿足日照間距，在綜合考慮日照間距影響因素的基礎上，得到可行性較強的整體規劃方案。

（二）建筑體型優化設計

進行建筑采光節能設計時，應首先考慮采光面積這一指標，為了盡可能將自然光引進室內，通常采用落地窗的設計方法，適當增大建筑物內部空間的窗地面積比，可增加室內采光面積，從而提高天然光利用率。例如，通過設計天窗可保證室內光線均勻度，使得天然光直接照射到室內，但是從熱工角度出發，建筑屋頂是熱量最為集中的部位，采用天窗設計方法可能提高室內溫度，無法保證室內環境滿足人們居住需求。因此，為了達到最佳設計方案，還需要建筑單位結合地區氣候特點，進行建筑設計，以便保證建筑物采光節能設計合理性，將這一設計方案應用在建筑工程中，能取得較好建筑施工效果。

（三）采光口設計與材料選擇

為了提高建筑節能采光設計水平，還要保證采光口科學設計，對最終建筑物性能有一定影響。建筑設計人員要全面考慮遮陽、通風、采光等因素，在節能環保觀念引導下，設置建筑物采光口，是采光節能設計重要環節。不同地區劃分標準不同，要結合地區實際情況和季節變化的影響，合理設計采光口位置。另外，門窗能耗問題始終是建筑物節能設計要重點考慮的問題，為了提高建筑物性能，要做到門窗材料的合理選擇，以便達到預期的節能設計效果，在天然光利用下，創造適宜的居住環境。

（四）反光和遮陽措施

除了上述措施外，在進行建筑采光節能設計時，還會利用到反光和遮陽措施，如設計人員在窗頂部位放置水平反光板，能保證天然光進入到室內，而在夏季等高溫環境下，可借助遮陽措施防止陽光直射，具有較好的應用效果。要想確保采光節能方案能落實到建筑工程施工中，要堅持從實際出發這一原則，合理利用反光和遮陽措施，為采光節能方案的設計提供有效思路。例如，目前大多數建筑采光節能設計中，都加大了對節能輔助設施應用的考慮，從充分利用自然能源這個角度出發，科學布置反光和遮陽設備位置，進而結合氣候變化特點來適當調節光線強度。

四、結語：

綜上所述，建筑采光節能設計是落實建筑節能環保觀念的關鍵，符合當前建筑業發展趨勢，在進行建筑物采光節能設計時，要求設計人員綜合考慮多方面因素，確保設計有效性，為人們提供舒適的居住環境。通過采用整體性規劃布局、建筑體型優化設計等措施，可取得較好的采光節能設計效果，對建筑業發展有重要意義。

參考文獻：

[1]周濤濤.關于建筑節能設計之采光節能設計的思考[J].四川水泥，2018（04）：91.

[2]王輝.關于建筑節能設計之采光節能設計的思考[J].四川水泥，2017（11）：127.