建筑方案的天然采光性能及方法綜述

1、建筑方案的天然采光性能及方法綜述 建筑方案的天然采光性能及方法綜述 摘要：建筑設計中的天然采光的運用不僅僅是為了生態(tài)節(jié)能，它并不獨立于建筑設計中的其他設計因素，自然光運用還與建筑形態(tài)、場所體驗、自然通風等方面密切相關。本文通過建筑設計的體量與平面形式、插入“孔隙、剖面設計、窗體設計和采用技術手段五方面來探索建筑設計中的自然光運用與建筑建造之間的關系，對自然光的設計的技術因素進行了探討。 關鍵詞： 建筑 天然 采光 設計 方法 中圖分類號：S611文獻標識碼： A 文章編號： 自然采光并不是單純的外墻開窗，而要在開始設計就綜合系統(tǒng)地考慮涉及與自然光運用相關的各項問題，之后在不同的設計階段采取相應

2、適宜的自然采光策略，進行建造及構造的組織和調整，最終形成一個有效的、合理的自然光運用設計，為特定的空間提供特定的光照。雖然人工光線可以提供優(yōu)質的照明效果，但卻無法取代自然光無論是生理還是心理上的舒適性。對于空間需求而言，人們對采光的實用性需求容易得到滿足，然而心理需求卻往往很難以簡單的方式得以解決。因此，沒有自然光，一個空間無法成為真正的建筑。建筑設計中自然光運用可從幾個方面展開闡述：建筑體量與平面形式、插入“孔隙、剖面的設計、窗體的設計、采用技術手段。 1總平面設計 在建筑設計的開始階段，往往要做的是總平面設計，這時需要控制的是建筑物的間距和建筑物的體量和平面形式。適宜的間距不使建筑物之間產

3、生遮擋而影響后排建筑物的自然采光，最常用的方法是控制日照間距并對建筑群體進行全天候的模擬，保證全年每個房間都會獲得一定量的太陽光。建筑體量與平面形式對室內的采光效果起決定性作用。一般來講，大體量集中式的建筑形式不大容易獲得良好的光照，其大進深的房間較難使室外光線從側窗入射到房間內部離窗較遠處，因此，大體量集中式的建筑物可以采用分散式的布局方法，化整為零，將大體量轉化為小體量，擴大建筑與外界交流的外表皮面積，提高射入建筑物內部的光量。 2 插入“孔隙 插入“孔隙具體是指在建筑體量中插入庭院、平臺或采光井，這個“孔隙可以是垂直的，可以是水平的，也可以是傾斜或彎曲的?？紫兜牟迦霝榻ㄖ叭嗽黾恿伺c外界

4、的接觸，以利于自然采光、自然通風和新鮮空氣的進入?！翱紫妒墙鉀Q大進深建筑體量不易得到良好自然采光的最正確手段。由于建筑頂層以下空間的自然采光要比頂層困難得多，自然光被限制在每層平面的邊緣區(qū)域，這時插入庭院、平臺和采光井可以使建筑物內部獲得額外的側面采光或屋頂采光，通過插入“孔隙，把大體量建筑分散成一系列進深較小的房間并形成開放空間，以改善室內靠窗較深處的照度水平。對于多層建筑采取適宜的中庭高寬比就可以滿足中庭內部的光照要求，而對于高層建筑的中庭自然光設計，中庭的高度要遠遠大于其寬度，直射光線很難直接到達中庭底部，中庭的光線來源其實主要是漫反射光，這時中庭內壁的材料選擇就顯得尤為重要。選擇反射率

5、較高的材料，如光滑的飾面或玻璃材質等，使自然光可以通過它們反射向下傳遞，形成了運輸光線的光通道，照亮建筑物底部的中庭空間。在建筑的自然采光設計中，經常使用到采光井這一采光方式，不僅是地下建筑，在多層甚至高層建筑中都能運用得到。采光豎井一般貫穿多層，將自然光從屋頂向下方引入，或是將自然光從地表引向地下。 3 剖面的設計 在建筑的剖面的設計中，剖面的形式、層高和進深的比例控制以及天花墻體的構造做法等對建筑的自然采光起到了至關重要的作用。在剖面形式中，矩形的剖面形式與曲線形的剖面形式會采用不同的自然采光的方式方法，一般情況下矩形的剖面中，只有頂層可以采用天窗采光，下面的樓層只能采用側面采光，而在曲線

6、的剖面中每個樓層都有可能采用頂部采光。福斯特設計的倫敦市政廳整體呈傾斜的橢球體，經過對當?shù)厝晏栜壽E的分析，橢球體的傾斜程度為31°。它逐層的向南退臺，不僅形成了效果顯著的南向水平自遮陽，而且在北向為下層建筑空間留出屋頂作為采光面，接受北向較為均勻、穩(wěn)定的漫射光。通常情況下，自然光能夠到達室內的深度為地板到窗體頂部高度的1.5 倍，因此，層高在一定程度上決定了自然光的入射深度，而良好的層高進深比可以反映出室內的光照質量。當因為建造場地、籌劃需求、美學因素等原因無法防止大進深空間時，必須對空間體量進行雕琢，以最大限度地獲得自然光照。另外，在剖面的設計中，還應確定房間內部是否會被隔斷、

7、家具或其他結構物阻隔室外自然光線的射入。天花墻體的構造做法可以使直射的自然光線轉換成柔和的漫射光，防止室內產生眩光及溫度過熱。 4 窗體的設計 窗體的位置、大小、形式、透光材料和構造做法決定了建筑空間自然光的藝術效果，巧妙的設置洞口，出奇地利用光線，可以使建筑空間活潑在光與影的變化中。根據(jù)窗體的位置，窗體的設計可分為天窗采光、側窗采光及角窗采光。天窗采光可以最大限度地利用不同角度的自然光，不僅光線均勻，而且具有強烈的藝術表現(xiàn)效果。天窗采光的房間中，室內家具、隔斷的擺放不必像側窗房間中受到較大的限制，家具、隔斷的移動并不會對采光分布造成較大影響。形式簡單的天窗、遮陽設施、建筑細部設計以及空間布局

8、可以創(chuàng)造出各種不同的自然光性質，獲取不同的采光量，從而可以劃分出不同的區(qū)域和層次。側窗根據(jù)位置可以分為低側窗、中側窗和高側窗。低側窗可以創(chuàng)造時機來利用地面對光線進行反射，使光線從地板上反射進室內的深處。中側窗一般用于欣賞室外景觀以及作為最恰當?shù)牟晒饪诤屯L位置，窗戶高度的增加會使空間的私密性增加大，高窗把視線抬高，將室內與天空聯(lián)系起來。除了常見的天窗采光和側窗采光，還有角窗采光。在建筑物內部中，房間角落常常是最為幽暗的，一般的采光方式較難照亮空間的角落部位。 5 采用技術手段 建筑的自然光設計一般是指通過對建筑形式的控制，來使建筑物具備自然采光的條件，我們應該首先利用建筑設計手段來解決光照問題

9、，然后才將技術手段考慮進來作為進一步的優(yōu)化措施。對自然光線的引入固然重要，而對自然光線的控制也極為重要。而技術手段較多情況下與采光口設計結合起來以到達采光、控光、濾光、補光等目的。在技術手段中，遮陽設施的運用最為簡易和廣泛，遮陽設施不僅可以有效地防止室內眩光和溫度過熱，還可以將光線反射或折射到房間的深處，提高照度水平，使原來光線不能到達的區(qū)域獲得自然光。常用的遮陽設施有反光板、百葉、遮陽帷幕和擴散體等，這些裝置可以調節(jié)日光改善室內的自然光布局，并控制射入內部空間的自然光質量。除了遮陽設施外，還有導光管法、光導纖維法、采光擱板、導光板法和棱鏡窗等技術手段在國內也得到了應用，并取得了較好的使用效果

10、。 6. 誘導式采光設計 誘導式采光設計指的是在保證建筑內部光照度，使用自然采光，節(jié)約人工照明能耗。誘導式采光設計有安裝百葉窗、設置遮陽設施、采用光導纖維、利用反光天棚等，既可以為我們提供舒適自然光，又能節(jié)約大量人工照明能耗，特別是光導纖維、太陽光收集器等技術應用和普及，推動著生態(tài)建筑向新高度進發(fā)。 7.結語 電燈的開展應用使人類對自然光的需求大大降低了，而隨之放開了自然光線對建筑物進深的約束，進深的增大，勢必會減少建筑物內部與自然環(huán)境的聯(lián)系。建筑經過自然采光設計，雖然并非一定具有很高的藝術價值，但自然采光設計至少不會成為建筑藝術美的障礙。在全面認識建筑空間藝術性和功能性根底上，通過選用恰當?shù)牟晒馄骱驼诠馄?，可以在選用自然采光設計的同時，營造出較高藝術價值的室內空間及