绿色建筑的自然采光设计策略研究

 绿色建筑的自然采光设计策略研究

周婉琪  

深圳市龙华区建筑工务署  518000

摘要：在开展绿色建筑设计工作时，自然采光的设计科学性能够大大提高建筑物使用是的视觉舒适性，降低整个建筑物使用过程中的照明能耗，从而提高居住和工作环境舒适性等，对提高人们的生产效率和生活质量等具有重要意义。本文作者通过大量的文献阅读，对自然采光设计进行了总结，研究了自然采光设计中的光照度标准值等限制参数，从而为自然采光设计提供了几点优化策略。

关键词：自然采光；绿色建筑；设计策略

绿色建筑在实际的应用中具有环保和节能等特点，随着我国对建筑物的能耗要求提高，建筑物在设计时需要不断提高自身的节能环保水平。自然采光设计作为绿色建筑中的重要内容，通过科学合理的设计方案能够大大降低整个建筑物在使用时的成本，从而为人们提供舒适健康的居住环境，同时充分运用太阳光资源，能够对建筑物内部的照明效果进行提升。

1 现代化建筑设计中自然采光设计的背景研究

伴随着我国城市化进程的加快，我国的城市土地资源不断紧张，土地资源的利用率要求也在逐渐提高，在这种背景下，很多现代化建筑工程项目逐渐出现，这些建筑物本身的密度较高，使得建筑物在使用过程中的自然采光难度系数不断提高。在进行建筑设计的过程中，人工照明的占比逐渐增加，造成城市发展中每年的人工照明能耗不断提高，占到了整体能耗的20%到30%左右，但人工照明本身的照明效果不如自然采光，因此，居民的生活质量不但未能提高，甚至有所下降。同时居民的生活水平提高使得其对建筑物的质量要求也在逐渐增加，人们在选择住房时更加倾向于接近自然和绿色健康的生活方式，自然采光作为建筑物的重要参数，受到人们越来越多的关注。此外，目前全球能耗不断增加，使得全球变暖的趋势不断增加，在这种形势下，建筑物使用中的自然采光设计能够更好的迎合人们的生活方式。

2 绿色建筑自然采光的相关限定参数分析

2.1 采光系数

为了更好的获取室内各项功能的状况，在进行绿色建筑设计的过程中，采用无遮拦状态下的室外照度最低值能够满足室内最低照度值的需求。但在实际的设计和应用中，很难对室外的照度最低值进行确认，其需要通过季节和不同时间等因素来进行综合性的确定。对此，采光系数这一参数被纳入到自然采光设计中。采光系数的在自然采光设计中的应用，能够更加准确的对自然采光的设计效果进行评估，像采光系数在小于2%时，室内的自然采光比较少，及时在白天也需要进行人工照明，而采光系数在2%到5%之间时，室内的自然采光已经基本上能够满足人们的需求，但对于一些比较细微的工作，仍然需要辅助人工照明满足。当室内的采光系数达到了5%以上时，房间内基本不需要人工照明也能够满足人们的生产生活需求。对此，想要实现绿色建筑的自然采光需求，需要综合考虑其使用功能以及实际生产的区域等来进行采光系数的选择。

2.2 室内天然光照度标准值

室内的天然光照度标准值指的是在在规定的室外天然光照度值和采光系数的标准值基础上的一种照度值数据，对于不同的建筑物，其因使用需求和条件的不同，室内天然光照度标准也存在着一定的区别。对于不同的建筑物，在我国的建筑采光设计中都有相应的采光系数和天然采光照度标准值要求，这为我国的绿色建筑自然采光设计提供相应的参考。像对于住宅建筑，其不同的室内结构照度值差别较大，像处方需要采光等级在IV以上，室内的天然光照度则需要达到300lx以上才能够满足使用需求。

2.3 自然采光分区

对于自然采光分区，其指的是针对同一栋建筑物，按照不同的空间进行划分，这些划分的空间具有相同的采光区，通过这种划分方式能够帮助开发商更好的控制成本。对于采光区的划分，其可以在同一房间，也可以是在建筑物的多个房间内，但在划分时需要考虑到三个方面的影响因素：首先是建筑物本身的功能要求，针对不同的房间其主要功能作为参考依据；然后是时间段，针对不同的时间短，需要保证合理的自然采光；然后是针对建筑物的朝向和位置，不同的建筑本身含有多种功能的房间，对于不同的房间需要功能和自然采光分区相匹配，保证建筑物的使用功能需求。

在进行采光分区时，需要同建筑物的功能相结合，这样才能够保证采光分区效果满足不同建筑物的使用功能。在进行自然采光设计阶段，常见的方法是采用2.5倍高度法则和1/2经验法则，通过这种方法来确认采光设计效果。

3 绿色建筑自然采光设计措施分析

3.1 侧窗自然采光设计措施

在墙上的侧窗是建筑物自然采光设计的重要方式，侧窗在进行设计时的影响因素较多，包括了通风、采光和节能等，对于这些因素，采光是首先需要考虑的内容，在进行自然采光设计时，采用2.5倍高度法则，其高度和房间的进深是主要因素，但仅仅靠高度是无法满足自然采光需求的，这就就需要侧窗的另一个因素-宽度，宽度是保证室内天然光照度标准之的重要因素。为了实现建筑物的节能效果，需要对侧窗的面积进行科学的控制：首先是不同空间方面，需要根据建筑物的空间来确定照度需求。然后是对建筑物进行整体的调研，参照预计使用时间以及自然采光的可能性等，进行详细数据的调查，对这些调查内容进行综合性的分析，结合采光分区来对建筑物的朝向以及功能布置等需求，保证建筑物内部的最低照度标准，无法达到的区域需要采用人工照明进行辅助。最后是模型测试，确认设计的自然采光设计方案能够满足建筑物的采光需求。模型的建筑可以选用常见的Daysim等系统，通过调整自然采光的设计参数来保证设计的侧窗能够满足室内采光需求。设计方案完成之后需要持续进行完善，这一阶段需要不断调整设计方案，结合建筑物的其他功能等实现对建筑物的全生命周期的自然采光需求保障。

3.2 天窗采光及天窗和侧窗混合自然采光设计措施

对于天窗采光指的是光线通过建筑物的顶部进入到建筑物内部，当前我国的建筑物天窗类型多种多样，像矩形天窗和老虎窗等，对于绿色建筑，在进行自然采光设计时，不仅需要考虑到天窗的采光效果，同时还需要进行太阳辐射的影响消除等，在进行天窗和侧窗混合采光设计工作时，天窗还有一个重要功能是通风，同时增加遮阳等构件来实现其功能。在进行设计时需要保证建筑物的采光效果，确认天窗和侧窗在自然采光中的主体，防止出现室内光线混乱等问题。

3.3 遮阳设计措施

绿色建筑可以通过遮阳设计来实现建筑物内部的温度控制等，常见的遮阳设计方式包括绿化、建筑构件和专门的遮阳设施等。绿化这样是通过植物的搭配来实现对建筑物内部的遮阳，包括乔木和墙面的绿植等。建筑构件的窗口这样则是通过水平和垂直等方式来实现遮阳设计，这种设计具有较强的立面。专门的遮阳设施在当前包括活动百叶和遮阳棚等，这些设施都能够实现。绿色建筑在选择遮阳方是时不仅需要考虑到遮阳措施的可行性，同时还需要对建筑物的功能以及朝向等因素进行综合性的考量，结合太阳不同季节的运行轨迹等实现遮阳的最佳设计效果。

4 总结

综合上述所说，绿色建筑是我国未来建筑行业发展的重要趋势，而自然采光作为绿色建筑设计中的重要内容，对整个建筑物的节能环保具有不可替代的作用，需要持续性的完善自然采光设计体系，提高建筑物的自然采光设计水平。自然采光涉及到了光环境和热环境等多方面因素，对此，想要在保证建筑物绿色环保的基础上提升用户的居住体验，需要对自然采光的设计参数进行定量和定性的分析，结合建筑物的功能和使用特点等采取科学有效的措施。

参考文献：

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