建筑采光与节能

绿色节能建筑
在20世纪60年代，国际上出现了“生态建筑”新理念。70年代， 石油危机的爆发，使人们意识到，以牺牲生态环境为代价的高速文明 发展史难以为继。耗用自然资源最多的建筑产业必须走可持续发展之 路。80年代，节能建筑体系逐渐完善，并在英、法、德、加拿大等发 达国家广为应用。同时，由于建筑物密闭性提高后，室内环境问题逐 渐凸现，以健康为中心的建筑环境研究成为发达国家建筑研究的热点 。1992年巴西的里约热内卢“联合国环境与发展大会”的召开，使“ 可持续发展”这一重要思想在世界范围达成共识。绿色建筑渐成体系 ，并在不少国家实践推广，成为世界建筑发展的方向。 绿色建筑技术集成体系是反映绿色建筑发展的综合性指标。目前许多 欧美发达国家已在绿色建筑设计、自然通风、建筑节能与可再生能源 利用、绿色环保建材、室内环境控制改善技术、资源回用技术、绿化 配置技术等单项生态关键技术研究方面取得大量成果，并在此基础上 ，发展了较完整的适合当地特点的绿色建筑集成技术体系。 这些建筑通过精妙的总体设计，结合自然通风、自然采光、太阳能利 用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术，充分展 示了生态建筑的魅力和广阔的发展前景。
遮阳板
建筑遮阳的目的在于阻断直射 阳光透过玻璃进入室内，防止 阳光过分照射和加热建筑围护 结构，防止直射阳光造成强烈 眩光。遮阳技术可能是节约能 源最有潜力和最为方便的构造 手段。 良好的遮阳设计有利于节能， 遮阳构件多种多样，对于侧窗 部分来说有平板遮阳、水平遮 阳、垂直遮阳和格栅式遮阳等 。 对于屋顶天窗和玻璃顶来说 ，布幔和格栅能够充分发挥遮 阳作用。
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通风采光设计独特的映雪居
映雪居是宝盖镇苏厝村一座古 朴典雅的老房子，这座建于民 国丙子（1936）年的房子，如 今依然是气派十足。映雪居的 通风采光主要依赖天井、门窗 ，以及房檐的天窗和空气阁， 因而这么大的古厝常年清新明 亮，即使是阴雨天气亦不淤浊 晦暗。
绿色节能建筑
绿色节能建筑的由来 英国绿色节能建筑介绍 日本太阳能住宅 上海生态建筑示范楼
3、天然采光节能 ⑴ 利用有利朝向
朝南-天然采光最佳方向，采光与采暖得热兼得； 北方-光线虽弱但稳定（适于非常炎热地区）； 最不利的方向是东面和西面。
⑵ 采用有力的平面形式
建筑物平面— 决定天然采光口数量和侧窗和天窗搭配 天井及其功能— 中央天井的透光性，反射率，以及其空间的几何比率（深度和宽度之 比）
4、天然采光节能设计策略 ⑶ 采用天窗采光
天窗采光—单层或多层的顶层屋顶上设置天窗采光 建筑物天窗的好处 a.光线相对均匀 b.水平窗口比竖直获得光线多 开天窗引起的问题 及 解决办法 问题：来自天窗的光线在夏天时比冬天时更强； 解决办法：采用矩形天窗、锯齿形天窗，避免平天窗 锯齿形天窗优点： a.光线反射到室内墙壁上-作漫反射体-舒适感提高 b. 彻底解决因直射光线或阳光带来的眩光问题
膜材料的优越性
“水立方”的建筑围护结构采用了 膜材料（ETFE——乙烯四氟乙烯 共聚物）充气枕，该材料与传统的 建筑材料在物理性能方面完全不同 。大多数已落成的建筑物使用 ETFE气枕作为天窗或植物园的外 墙和屋顶，主要原因是它具有非常 好的采光特性，其透光率高，透明 膜材透光率可达98%，与透明玻璃 的透明度相同，可以附着不同的色 彩。同时，膜材非常薄、重量非常 轻。 其次，“水立方”项目的设计上， 充分考虑了建筑节能、环保建材的 使用和水资源保护。“水立方”计 划80%的水资源可进行有效地使用 和循环利用，空调系统采用了排风 热回收技术，并充分利用室外新风 在冬季对内区提供“免费制冷”， 采用了可变遮阳系数技术，太阳能 被动池水加热技术和双层墙通风技 术，泳池大空间内温湿度分区控制 ，满足不同人群的需求。
绿色建筑典型事例
英国Nottingham税务中心
英国Integer生态住宅示范房
英国Nottingham大学生态住宅楼
日本太阳能住宅
日本太阳能住宅
日本太阳能住宅
上海生态建筑示范楼
上海生态建筑示范楼
采光材料举例
PC板介绍 双层幕墙介绍 遮阳板介绍
采光材料举例
一、PC采光板
PC板是以聚碳酸酯为主要成分，采用共挤压技术CO-EXTRUSION而 成的一种高品质板材。由于其表面覆盖了一层高浓度紫外线吸收剂， 除具抗紫外线的特性外并可保持长久耐候，永不褪色。PC板连接可 用专用正成企业胶水连接，有效地防漏。 PC板的特性 1、耐冲击性—— 耐力板的冲击力最大可达到3kg/cm，比重为 1.34g/cm³，是普通玻璃的200倍，比压克力板强8倍，几乎没 有断裂的危险性。 2、透明性———采光极佳，透光率高达75~89%，而其透明度可与 玻璃相媲美。 3、耐候性———表面UV剂（抗紫外线）具有吸收紫外线，并转化为 可见光，户外可保证十年不褪色。 4、耐燃性———耐力板本身不自燃并具有的自熄性。 5、耐热性、耐寒性———在零下30℃到130℃的测试范围内，不会 引起变形等品质变化。
建筑采光与节能
制作人施志鹏1~18 主讲人肖继宏 18~36
一、建筑采光与节能分析 二、不同类型建筑的采光
三、绿色节能建筑 四、采光材料举例
建筑采光与节能分析
1、简介 2、从建筑被动采光向利用天然采光发展 3、天然采光节能 4、天然采光节能设计策略 5、天然采光新技术
1、 简介
我国公共建筑能耗中，照明能耗所占比例很大。 中国北京大型商场： 照明用电占40%； 美国商业建筑中，照明用电所占比例为39%； 荷兰这一比例高达 55% 。 因此，建筑照明也有着巨大的节能潜力。 天然光—清洁、廉价的光源。 天然光•室内采光照明--有益于环境，在心理和生理上感到舒适，有利于 身心健康，提高视觉功效。 利用天然光照明，是对自然资源的有效利用，是建筑节能的一个重要 方面。
双层幕墙
双层幕墙又称热通道幕墙、呼 吸式幕墙、 通风式幕墙、节能 幕墙等。由内外两层立面构造 组成，形成一个室内外之间的 空气缓冲层。外层可由明框、 隐框或点支式幕墙构成。内层 可由明框、隐框幕墙、或具有 开启扇和检修通道的门窗组成 。也可以在一个独立支承结构 的两侧设置玻璃面层，形成空 间距离较小的双层立面构造。 内外幕墙之间形成一个相对封 闭的空间。其下部有进风口， 上部有排风口，可控制空气在 其间流动状态。设有可控制的 进风口、排风口、遮阳板和百 叶等。
⑶ 采用天窗采光
散光挡板的作用？ a.使光线分布更均匀； b.消除来自天窗的眩光 散光挡板的布置及效果
⑷ 采用有利的内部空间布局

建筑内部开放空间-对日光进入屋子深处有利。 措施：用玻璃材料分隔屋子；或视平线上部安装玻璃
⑸ 颜色
建筑物外部（屋顶、墙）使用浅色可以造成漫射光
使高侧窗和低层窗获得更多的日光。
7、天然采光新技术
⑴ 导光管
三部分组成：集光器 管体部分 出光部分
⑵ 光导纤维 导光原理—全反射 光导纤维采光系统由三部分组成： 聚光部分 传光部分 出光部分
8、天然采光新技术
⑶ 采光隔板 侧窗上安装一组反射装置，使窗口直射阳光多次反射进入室内，提 高房间内部照度的采光系统。
2、从建筑被动采光向利用天然采光发展
天然光的合理利用主要面临的问题：
a.天然光稳定性差--直射光会使室内的照度在时间上 和空间上 产生较大波动； b.建筑进深、层高以及特殊区域（如大面积的中庭）采光设计难 度加大。
天然采光节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ措施：
1) 解决大进深建筑内部的采光问题 2) 提高采光质量 侧采光-窗口照度＞＞最深处照度—引起眩光。 3) 解决天然光的稳定性问题 天然光-日光跟踪系统-保持室内较高照度
风景住宅的阳光通道
47°47′48″N／13°8′12″E是这座 住宅的坐标也是它的名字。这座住 宅位于奥地利，紧邻萨尔兹堡的阿 德内，它的主人由于工作的需要建 造了这座风景住宅。
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建筑介绍
整栋建筑是一个不规则的几何立方 体，平直的屋顶上点缀着倾斜的天 窗，那是阳光的通道。内部遵循极 简主义原则，阳光几乎能从起居室 的一侧照射进来，顶部天窗照射进 来的阳光弥补了室内日光的不足。 屋顶的天窗安装角度倾斜于水平面 30度，建筑师根据室内功能的不同 ，设置了不同倾斜方向的天窗，浴 室的天窗朝向东面，捕捉清晨的阳 光，衣帽间的天窗朝向北面，以免 室内过热，厨房的天窗面向西侧， 可以接收到落日的余辉。此设计解 决了跨度较深及黑暗的功能空间的 采光问题。大约300平方米的玻璃 将室内和室外分隔开来，成为名副 其实的“看得见风景房间”
威卢克斯办公楼的采光介绍
为了最大程度的利用自然光，同时 使空间富于变化，设计中采用了带 型采光天窗，阳光可以沿着这个结 构照射到办公室中，给楼内提供光 线和生机活力，悬桥通道的顶部也 设置了天窗，新鲜的空气从大楼立 面设置的天窗进入，沿着“带型天 窗”上升，从而达到了最好的自然 通风的效果。
“水立方”的采光介绍
天然光代替人工光源照明可节能体现在哪些方面？ —不仅可以节约大量的照明用电，还可大大减少空调负荷，有利 于减少建筑物能耗。

此外，新型采光玻璃-在保证采光量的前提下，根据季节不同，可 将热量引入室内或将热量挡在室外。
人们的认识误区：

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酒店人工光源照明-电费可以转嫁给顾客
在建筑设计上会相对复杂费时不如大量安装人工光源、方便省事
⑷ 导光棱镜窗 利用棱镜的折射作用改变入射光方向，使阳光照射到房间深处。 减少直射光引起的眩光。
不同类型建筑的采光
1、上海火车南站 2、威卢克斯办公楼 3、“水立方” 4、风景住宅的阳光通道 5、通风采光设计独特的映雪居
上海火车南站

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总投资33.8亿元的上海铁路南站于 2006年7月1日正式启用, 作为申城 目前规模最大、交通组织最健全的 城市交通枢纽和目前亚洲最大的火 车站，其最具亮点的主站屋采用晶 莹剔透、富有高科技感的巨大钢结 构圆屋顶，使用“人”字型支撑结 构直径达265米，其采光效果非常 好屋面体系的材料组合，使白天室 内产生漫射天光的效果，为旅客带 来良好的视觉心理感受和独特的车 站空间体验。夜晚，在灯光透射下 ，站屋作为一个均匀发光体，晶莹 剔透，为城市增添了一道亮丽的风 景。