建筑節(jié)能結(jié)課論文.doc

河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 建筑節(jié)能結(jié)課論文 學(xué) 院：土木工程學(xué)院 班 級(jí)：巖土1303班 姓 名： 牛 強(qiáng) 學(xué) 號(hào)：311307001119 聯(lián)系電話(huà)任課教師： 劉 靖 目 錄第1章 前言1第2章 光概述22 .1 自然采光22.2 人工照明3第3章 光作用43.1 光對(duì)建筑中的造型作用43.2 光在建筑空間中的情感創(chuàng)造作用43.3 人造光在建筑中的作用5第4章 自然采光與人工照明的合理運(yùn)用54.1建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5 4.2充分利用自然采光以達(dá)到節(jié)能的效果54.3合理的照明控制方式64.4建筑的物理環(huán)境，降低建筑能耗6第5章 結(jié)束語(yǔ)8摘 要當(dāng)今社會(huì)人們生活水平逐漸提高，人們對(duì)住的環(huán)境要求越來(lái)越高。在二十一世紀(jì)我們對(duì)自己的生活質(zhì)量方面有著相當(dāng)大的提高。其中光環(huán)境對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。如何合理利用天然光和人工照明，如何充分利用自然采光以達(dá)到節(jié)能的效果，如何減少人造光對(duì)環(huán)境的污染和能源消耗，成為擺在設(shè)計(jì)師面前的一個(gè)嚴(yán)峻課題。本文旨在強(qiáng)調(diào)自然光和人造光合理運(yùn)用的重要性，并從光的概述 、光的作用、環(huán)保節(jié)能三個(gè)方面對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)中自然光的應(yīng)用的闡述，目的在于系統(tǒng)闡述光在室內(nèi)環(huán)境中的設(shè)計(jì)方法，對(duì)設(shè)計(jì)的影響因素，并最終運(yùn)用更加科學(xué)、合理、巧妙地運(yùn)用光進(jìn)行室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 環(huán)保節(jié)能，節(jié)能舒適，光的作用，自然光，人造光 第1章 前 言隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，多種多樣的人工照明系統(tǒng)讓我們的世界五彩繽紛。然而，自從世界能源危機(jī)之后，能源緊缺和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題受到世界的關(guān)注，而照明技術(shù)因?yàn)槟茉淳o缺的問(wèn)題受到人們更多的關(guān)注。隨著節(jié)能、環(huán)保等觀念的提出，采用天然光作為白天室內(nèi)的主要光源，將人工光照僅用于夜間，或者作為天然光照補(bǔ)充的方法，越來(lái)越多地被設(shè)計(jì)師們所重視和應(yīng)用。20世紀(jì)最著名的建筑師賴(lài)特說(shuō)過(guò)：“給居室采光的最好的方式，就是上帝的方式。（The best way to light a home is Gods way.）”所謂“上帝的方式”，可理解為接受大自然、充分利用自然給予的一切光能資源。大自然賦予人類(lèi)天然的光源，可以說(shuō)是取之不盡、用之不竭的，與其他人工光能相比更加安全，更加潔凈，更易于被人們所適應(yīng)接受。充分利用天然光源還可以節(jié)省大量照明用電，直接節(jié)約大量能源，減少人工發(fā)電過(guò)程中工業(yè)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，對(duì)自然環(huán)境起到更多的保護(hù)作用。第2章 光概述2 .1自然采光自然采光，諾曼福斯特曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“自然光總是在不停的變化著，它可以使建筑富有特征，在空間和光影的相互作用下，我們可以創(chuàng)造出戲劇性的效果。”作為光環(huán)境設(shè)計(jì)中最具有表現(xiàn)力的因素之一，自然光日益受到重視。通常將室內(nèi)對(duì)自然光的利用，稱(chēng)為“采光”。自然采光，可以節(jié)約能源，并且在視覺(jué)上更為習(xí)慣和舒適，心理上更能與自然接近、協(xié)調(diào)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步和新材料的不斷出現(xiàn)，同時(shí)，使用自然采光的方法與手段也日益豐富。在創(chuàng)造室內(nèi)光環(huán)境效果的工作中，應(yīng)力求光與構(gòu)件充分的結(jié)合，使空間的層次得到有力的表現(xiàn)，室內(nèi)環(huán)境的結(jié)構(gòu)與形式得到清楚的表達(dá)，提供給人以積極的信息，削減消極的信息。運(yùn)用層次、對(duì)比、揚(yáng)抑、節(jié)奏等技法對(duì)光進(jìn)行構(gòu)圖，力求賦予光以均衡、穩(wěn)定的秩序，達(dá)到室內(nèi)環(huán)境的美觀與視覺(jué)舒適性。但是不當(dāng)?shù)奶幚碛锌赡軐?dǎo)致光環(huán)境的呆板、乏味，破壞室內(nèi)空間；或者導(dǎo)致光環(huán)境雜亂與無(wú)序，破壞室內(nèi)空間的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，這就要求在針對(duì)光環(huán)境的設(shè)計(jì)的時(shí)候把握一定的規(guī)律與技法。根據(jù)光的來(lái)源方向以及采光口所處的位置，分為側(cè)面采光和頂部采光兩種形式。側(cè)面采光有單側(cè)、雙側(cè)及多側(cè)之分，而根據(jù)采光口高度位置不同，可分高、中、低側(cè)光。側(cè)面采光可選擇良好的朝向和室外景觀 ,光線(xiàn)具有明顯的方向性，有利于形成陰影.但側(cè)面采光只能保證有限進(jìn)深的采光要求（一般不超過(guò)窗高兩倍），更深處則需要人工照明來(lái)補(bǔ)充。一般采光口置于1m左右的高度，有的場(chǎng)合為了利用更多墻面（如展廳為了爭(zhēng)取多展覽面積）或?yàn)榱颂岣叻块g深處的照度（如大型廠房等），將采光口提高到2m以上，稱(chēng)為高側(cè)窗。除特殊原因外，（如房屋進(jìn)深太大，空間太廣外），一般多采用側(cè)面采光的形式。頂部采光是自然采光利用的基本形式，光線(xiàn)自上而上，照度分布均勻，光色較自然，亮度高，效果好。但上部有障礙物時(shí)，照度會(huì)急劇下降由于垂直光源是直射光，容易產(chǎn)生眩光，不具有側(cè)向采光的優(yōu)點(diǎn)，故常用于大型車(chē)間、廠房等。2.2 人工照明人工照明也就是“燈光照明”或“室內(nèi)照明”，它是夜間主要光源，同時(shí)又是白天室內(nèi)光線(xiàn)不足時(shí)的重要補(bǔ)充。 人工照明環(huán)境具有功能和裝飾兩方面的作用，從功能上講，建筑物內(nèi)部的天然采光要受到時(shí)間和場(chǎng)合的限制，所以需要通過(guò)人工照明補(bǔ)充，在室內(nèi)造成一個(gè) 人為的光亮環(huán)境，滿(mǎn)足人們視覺(jué)工作的需要；從裝飾角度講，除了滿(mǎn)足照明功能之外，還要滿(mǎn)足美觀和藝術(shù)上的要求，這兩方面是相輔相成的。根據(jù)建筑功能不同，兩者的比重各不相同，如工廠、學(xué)校等工作場(chǎng)所需從功能來(lái)考慮，而在休息、娛樂(lè)場(chǎng)所，則強(qiáng)調(diào)藝術(shù)效果。人工照明不僅可以構(gòu)成空間，并能起到改變空間、美化空間的作用。它直接影響物體的視覺(jué)大小、形狀、質(zhì)感和色彩，以至直接影響到環(huán)境的藝術(shù)效果。人工照明、自然采光在進(jìn)行室內(nèi)照明的組織設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮以下幾方面的因素：1、光照環(huán)境質(zhì)量因素。合理控制光照度，使工作面照度達(dá)到規(guī)定的要求，避免光線(xiàn)過(guò)強(qiáng)和照度不足兩個(gè)極端。2、安全因素。在技術(shù)上給予充分考慮，避免發(fā)生觸電和火災(zāi)事故，這一點(diǎn)特別是在公共娛樂(lè)性場(chǎng)所尤為重要。因此，必須考慮安全措施以及標(biāo)志明顯的、疏散通道。3、室內(nèi)心理因素。燈具的布置、顏色等與室內(nèi)裝修相互協(xié)調(diào)，室內(nèi)空間布局，家具陳設(shè)與照明系統(tǒng)相互融合，同時(shí)考慮照明效果對(duì)視覺(jué)工作者造成的心理反應(yīng)以及在構(gòu)圖、色彩、空間感、明暗、動(dòng)靜以及方向性等方面是否達(dá)到視覺(jué)上的滿(mǎn)意、舒適和愉悅。4、經(jīng)濟(jì)管理因素?？紤]照明系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，以及是否符合照明節(jié)能的要求和規(guī)定，考慮設(shè)備系統(tǒng)管理維護(hù)的便利性，以保證照明系統(tǒng)正常高效運(yùn)行。第3章 光作用3.1光對(duì)建筑中的造型作用 光與影對(duì)建筑整體的體量和細(xì)節(jié)裝飾都有塑造作用，建筑的生命是光線(xiàn)賦予的，光在物體表面，光影交合，勾勒出它們凹凸起伏的輪廓，在物體后面聚集陰影，給予它們深度。光可以使建筑顯現(xiàn)出巨大的藝術(shù)感染力。所以，人們感知的建筑通常是光與實(shí)體共同作用形成的，光的強(qiáng)弱也會(huì)給人不同的感知體驗(yàn)，能顯出強(qiáng)烈、柔和、明暗、波動(dòng)、流動(dòng)等狀態(tài)，隨著光源的移動(dòng)使空間產(chǎn)生流動(dòng)變化。也可以使靜止的實(shí)體空間形成動(dòng)態(tài)空間。3.2光在建筑空間中的情感創(chuàng)造作用從某種意義上說(shuō)，沒(méi)有情感的空間就不存在藝術(shù)價(jià)值。人們?cè)谑褂每臻g的同時(shí)自覺(jué)與不自覺(jué)地與空間進(jìn)行交流，藝術(shù)設(shè)計(jì)者所要?jiǎng)?chuàng)造的“景”，應(yīng)該是一種情感的空間，情感空間的創(chuàng)造才是藝術(shù)的創(chuàng)造。而光又是創(chuàng)造情感空間、表現(xiàn)特殊情感的強(qiáng)有力的語(yǔ)言，在人們的生活空間里，經(jīng)常需要莊重崇高、清新安詳、歡快奔放的各種情感空間。光是一切視覺(jué)感情之源，光影結(jié)合使空間更加具有藝術(shù)情感魅力。運(yùn)用光使空間建立起節(jié)奏和美的構(gòu)圖、限定空間領(lǐng)域、增加空間層次、強(qiáng)調(diào)趣味中心、明確空間向?qū)АI(yíng)造空間的情感和意境。我們必須用光與建筑空間的文化情感和藝術(shù)情感相整合的觀念，全面地，系統(tǒng)地研究光影，積極有效地運(yùn)用光的情感價(jià)值。3.3人造光在建筑中的作用燈泡的出現(xiàn)打破了人類(lèi)幾千年來(lái)日出而作日落而息的定律，人造光填滿(mǎn)了入夜之后的世界。建筑師開(kāi)始意識(shí)到建筑夜晚的視覺(jué)效果也同樣不容忽視。每當(dāng)夜幕降臨，城市的主角被燈光替代。此時(shí)的建筑不再借助于體量、材質(zhì)、色彩等元素來(lái)傳達(dá)，而是靠人造照明設(shè)備了。正如日本建筑大師安藤忠雄所說(shuō)：“建筑設(shè)計(jì)就是要截取無(wú)所不在的光，并在特定場(chǎng)合去表現(xiàn)光的存在。建筑將光凝縮成最簡(jiǎn)約的存在，建筑空間的創(chuàng)造即是對(duì)光之力量的純化和濃縮?！痹诂F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，人造光不再僅僅是照明作用，它所具有的裝飾效果已經(jīng)越來(lái)越多地被設(shè)計(jì)師們所運(yùn)用。光的冷暖顏色，光與其他材質(zhì)的配合，可以使建筑與環(huán)境效果達(dá)到和諧。用照度適宜的中性白光照射白色的墻面，會(huì)出現(xiàn)清潔、寬敞、明亮的效果。而照度不足的彩光則會(huì)造成不同程度的負(fù)面效果。另外照明效果直接受到建筑立面的材料材質(zhì)的影響，不同顏色的墻面配合燈光給人以不同的感覺(jué)。某些投射光也可以對(duì)建筑細(xì)節(jié)起到畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。第4章 自然采光與人工照明的合理運(yùn)用4.1建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)照明節(jié)能設(shè)計(jì)是針對(duì)產(chǎn)生視覺(jué)條件的光源及其設(shè)備進(jìn)行節(jié)能的設(shè)計(jì),從而到達(dá)保護(hù)環(huán)境和符合人性化的目的。我們可根據(jù)場(chǎng)地的照度要求,以照明功率密度值為標(biāo)準(zhǔn)分配光源。因此做到合理利用能源,就必須充分了解場(chǎng)地。按實(shí)際情況調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度。比如,住宅中餐廳的照明設(shè)計(jì)。一般餐廳的功能是滿(mǎn)足家庭成員用餐和交流。因此照明設(shè)計(jì)需考慮這兩項(xiàng)功能設(shè)計(jì)照明方案,然后以L(fǎng)PD值為參考,合理布置照明設(shè)備間的距離和強(qiáng)度。4.2充分利用自然采光以達(dá)到節(jié)能的效果利用太陽(yáng)光達(dá)到照明的作用無(wú)疑是最節(jié)省能源的做法,而且太陽(yáng)光中所包含的色溫閾值遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于任何一種人工光。這一特性可以使被照明物體呈現(xiàn)出更為豐富的表面顏色和肌理。再者,太陽(yáng)光中自帶紫外線(xiàn)等多種射線(xiàn),可以有效的殺滅病菌,因此太陽(yáng)光的利用價(jià)值可謂無(wú)價(jià)。在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)中如何利用陽(yáng)光以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保?1.首先房間的采光系數(shù)或采光窗的面積比應(yīng)符合建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)充分利用室內(nèi)受光面的反射性,能有效地提高光的利用率,如白色的墻面的反射系數(shù)可達(dá)7080%,能起到節(jié)能的作用。2.在電氣控制上也宜充分利用自然光,光線(xiàn)強(qiáng)時(shí)可以關(guān)掉靠窗的一部分燈具。4.3合理的照明控制方式室內(nèi)的光線(xiàn)來(lái)源主要有兩種情況,一是自然采光,二則是供電系統(tǒng)提供的人工光。合理地布設(shè)和控制這兩項(xiàng)光源課可以有效地降低能耗。以下有幾個(gè)原則可以用來(lái)把控：1.在有較好自然采光的情況下,如無(wú)特殊需要盡量利用自然采光。2.在住宅建筑的過(guò)道、樓梯間等夜間間歇需要照明的地方,安設(shè)聲光控等自熄開(kāi)關(guān)。3.有兩個(gè)以上光源控制的開(kāi)關(guān),不宜大于2個(gè)。4.在開(kāi)關(guān)上安裝可調(diào)控?zé)艄鈴?qiáng)度可控開(kāi)關(guān),以便光源強(qiáng)度調(diào)節(jié)減少電能使用量。4.4 建筑的物理環(huán)境，降低建筑能耗能源和環(huán)境是當(dāng)前全球共同關(guān)注的焦點(diǎn)。照明用電隨著社會(huì)的發(fā)展已占總發(fā)電量的1020%。目前，我國(guó)照明耗電大體占全國(guó)總發(fā)電量的1012%。2001年我國(guó)總發(fā)電量為14332.5億千瓦小時(shí)，年照明耗電達(dá)1433.251719.9億度，為在建設(shè)中的三峽水利發(fā)電工程投產(chǎn)后年發(fā)電能力（840億）的兩倍左右。照明用電的迅速增加，不但要增加大量的電力投資，牽制國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且還要產(chǎn)生大量污染。天然光是大自然賜予人類(lèi)的寶貴財(cái)富，可以說(shuō)是取之不盡、用之不竭，相比其他能源具有清潔、安全的特點(diǎn)，充分利用天然光可節(jié)省大量照明用電，節(jié)約照明用電又可間接減少自然資源的消耗及有害氣體的排放。目前我國(guó)的電能主要由燃燒化石燃料生產(chǎn)，在獲得電能的同時(shí)向大氣排放了大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體，這些氣體是造成全球各種環(huán)境問(wèn)題的重要原因。1991年1月美國(guó)環(huán)保局（EPA）首先提出實(shí)施“綠色照明（Green Lights）”和推進(jìn)“綠色照明工程（Green Lights Program）”的概念。1993年11月我國(guó)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委開(kāi)始啟動(dòng)中國(guó)綠色照明工程，1995年11月16日召集八家單位研討“中國(guó)綠色照明實(shí)施規(guī)劃”，其中的一條就是倡導(dǎo)自然采光。因此，天然采光是綠色照明的重要方面。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直對(duì)天然光存在一種誤解，認(rèn)為天然光進(jìn)入室內(nèi)的同時(shí)帶來(lái)的熱量要多于人工光源的發(fā)熱量。事實(shí)上，如果提供相同的照度，天然光帶來(lái)的熱量比絕大多數(shù)人工光源的發(fā)熱量都少。也就是說(shuō)，如果用天然光代替人工光源照明，可以大大減少空調(diào)負(fù)荷，有利于降低建筑物能耗。充分利用天然采光，節(jié)約照明用電。創(chuàng)造良好的視覺(jué)工作環(huán)境。國(guó)外的一些國(guó)家已開(kāi)發(fā)出一系列利用太陽(yáng)光自然照明技術(shù)，并在學(xué)校、博物館、辦公樓、體育館、公共廁所、垃圾處理廠等公共設(shè)施及工業(yè)與民用建筑中廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了白天完全或部分利用自然光，從而大大節(jié)省了電能、目前自然采光系統(tǒng)的技術(shù)及產(chǎn)品正在快速發(fā)展中，主要技術(shù)的使用方式包括：帶反射擋板的采光窗，是大面積側(cè)面采光最常用的一種。優(yōu)點(diǎn)是能有效的反射陽(yáng)光通過(guò)頂棚反射到室內(nèi)深處，提高靠?jī)?nèi)墻部位的照度，同時(shí)起到降低窗口部位的亮度，使整個(gè)室內(nèi)光線(xiàn)分布更加均勻。陽(yáng)光凹井采光窗。是一種接受由頂部或高側(cè)窗入射的太陽(yáng)光比較有效的采光窗。通過(guò)一個(gè)內(nèi)部帶有光反射的上部或頂部采光口，將陽(yáng)光經(jīng)過(guò)反射變?yōu)殚g接光。窗的挑出部分和井筒特性可按日照參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量提高表面的反光系數(shù)，提高窗的陽(yáng)光利用效能?，F(xiàn)今光環(huán)境受到社會(huì)的關(guān)注夜景照明、綠色照明、保護(hù)青少年視力。城市建設(shè)和建筑規(guī)模宏大，技術(shù)復(fù)雜，照明技術(shù)不斷更新；追求良好工作環(huán)境和生活環(huán)境的大趨勢(shì)；意識(shí)到“光”是環(huán)境藝術(shù)創(chuàng)作的重要元素。第5章 結(jié)束語(yǔ)“光”作為設(shè)計(jì)要素之一，將走進(jìn)建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃，溶入建筑師和規(guī)劃師的腦。 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生活提高，技術(shù)進(jìn)步，照明將以人文思想作為設(shè)計(jì)理念；豐富的照明手段將創(chuàng)造新穎的照明方式；人們的身心和視力健康將因優(yōu)良的照明而獲益。 有志于照明事業(yè)的建筑專(zhuān)業(yè)年青人將走進(jìn)建筑環(huán)境照明的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，加快我國(guó)照明設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)化的進(jìn)程