生态建筑策略——天然采光设计

• 天然采光设计新技术——光导纤维法
天然采光新技术
• 光导纤维法
光导纤维法与导光管法类似，但它利用的是光的全反射原理，一般也
由三部分组成：聚光部分、传光部分和出光部分。聚光部分将光线聚焦在 光导纤维上，一般配备太阳自动跟踪系统，出光部分再将光线扩散。传光
部分的光导纤维一般用塑料制成，直径在10mm左右。
二、天然采光设计的方法
• 天然采光设计的方法
• 间接利用法 间接利用法主要指利用太阳能来进行光伏发电，再 利用其电能来照明。在建筑物的坡屋顶上或南向窗间 墙处可以安装光伏太阳能电池，将电能用蓄电池存储 起来，以备用。 • 直接利用法 可分为多种形式：侧窗采光 天窗采光 导光管法 光导纤维法
• 天然采光设计的方法——侧窗采光
• 导光管法
导光管采光法也是利用反射的机理，但整个系统是封 闭的，防尘、防雨，易于维护。一般由三部分组成：采光
部分、导光部分和散光部分。采光部分对光线有聚光作用
(常用丙烯酸透镜或抛物线形反光罩)，以减小导光管的直径； 导光部分内壁涂高反射材料，反射率达92-95%。散光部分 主要是通过磨砂玻璃、浮白玻璃等材料将光线扩散，使光 线柔和。由于天然光的不稳定性，往往给导光管装有人工 光源作后备。 导光管可竖直安装，也可以有一定的弯曲。但它基本 上是刚性材料，不能任意弯曲。
光导纤维截面尺寸小，在一定 范围内易于弯折，便于布置，并且 传输效率高，距离远。不利之处在 于单根光纤传输的光通量不大，成 本较高。
• 第三部分
几个实例
威尔士议会大厦——理查德 . 罗杰斯
德国国会大厦——诺曼.福斯特
一、天然采光的概念、作用
• 天然采光的重要作用 1.节能、环保 2.资源广泛、属可再生能源 3.舒适度高 4.卫生、有益健康 5.美学要素
第二部分 天然采光设计的方法与技术
• • • • •
天然采光设计时考虑的要素 建筑所在的地理位置、日照情况 建筑周围情况 建筑物本身的形体、空间构成 构造方法和材料的使用
生态建筑策略
——天然采光设计
• 一、天然采光的概念、重要性 • 二、天然采光设计的方法 、技术 • 三、几个实例
第一部分 天然采光的概念、重要性
一、天然采光的概念、作用
• 天然采光的概念
日、月、星光等都属于天然光，但人们常说的天然光主要是指 日光，包括直射日光和天空漫射光，直射日光携带大量的光和热， 具有方向性，形成极高的照度；而天空漫射光形成的照度较低， 不具有方向性，但照度比较均匀，不会引起眩光。 一般地，建筑当中利用天然光都是指天然采光，通过在建筑 上开窗将光线被动地引入室内，不对光路进行控制。
一般民用的导光管，聚光比小， 直径在200—400mm，体积较大， 但结构简单，安装方便，成本较低， 适用于建筑的顶层，安装在坡屋顶空 间内。
导光管技术在国外已经比较成熟，
有很多跨国公司生产导光管，我国也 已有公司开始涉足此领域。
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另外，还有高聚光比的集光装置，可以减小导光管的直径，将光线 传送到建筑物的底部或地下。此时必须配以太阳轨迹的追踪装置，以提 高其效率。但聚光比过高，相当于成了太阳灶，易引起过热，对材料性 能要求提高。有人研究红外滤光集光器，将红外线过滤出来，利用其热 能发电或加热，而可见光部分，送入导光管或光纤，用来照明。 导光管内壁也可以用棱镜薄膜制作，其导光率更高，但成本也更高。 下面几张图是德国柏林波茨坦广场上使用的导光管，直径约为500mm， 顶部装有可自动调整角度的反光镜，其内壁使用的就是棱镜薄膜。
侧窗采光
侧窗采光
• 天然采光设计的方法——天窗采光
天窗采光
利用反射装置
加设可调节的百叶
天窗采光
• 日光斗 日光斗是在屋顶上 向阳的垂直天窗，在温 带及高纬度地区，这种 采光形式在冬天比夏天 可接受更多的光线，从 而对减少热负荷及冷负 荷都有一定的好处。
• 天然采光设计新技术——导光管法
天然采光新技术