房屋建筑采光节能设计

房屋建筑采光节能设计
吴雄熙
（雅克设计有限公司，海南海口570100）
摘要：文章主要阐述了光、热环境中的房屋建筑节能设计的矛盾，以及在房屋建筑节能设计过程中的被动采光设计和主动采光设计，并对解决房屋建筑节能设计的矛盾问题提出了自己的观点。

关键词：房屋建筑设计节能采光设计
1光、热环境中建筑节能设计的矛盾
建筑节能设计中，太阳辐射能的利用是一把双刃剑，既有益处，但也存在着在分区标准和设计要求两方面的矛盾。

1．1分区标准上的矛盾
光气候条件下建筑设计以“中国光气候分区图”为参照可划分为5个光气候分区；在热工方面以“全国建筑热工设计分区图”为标准划分为5个区；城市居住区规划设计则按“中国建筑气候区划图”将城市气候划分为2级区划系统作为日照间距控制的标准。

光气候分区是以照度为指标的，而热工分区与建筑气候分区则主要以温度为指标。

后两者的区划范围基本一致，但与光气候分区却差异较多，同一地区可能分属不同区划范围，具有不同设计要求。

因此须综合考虑“光气候分区”和“建筑热工分区”及“建筑气候区划”要求，制定完善的光气候分区标准和物理环境参数。

1．2节能设计要求的矛盾
设计中建筑将天然光有效引入室内，在满足视觉功能要求下，又要节约照明用电，这一设计要求就必然要求建筑布局时加大间距，减少对天然光的遮挡，并合理增加采光口的数量和大小。

热工节能设计的要点是冬季将阳光引入建筑，提高室内温度；同时夏季需有效防止热辐射，减少空调制冷能耗，这就需要适当控制建筑门窗洞口大小，减少建筑体型变化。

综上论述，在设计中采光节能和热工节能对建筑的不同要求势必会产生矛盾。

因此，建筑节能设计应全面分析不同环境中的影响因素，找出最佳平衡点。

下面我们主要从被动设计和主动采光设计两个方面对建筑采光节能设计进行探讨。

2被动式采光设计
被动式采光设计是一项充分考虑建筑所处地域周边环境，四季光照以及功能性要求的基础上，通过对建筑固件，如直立窗、天窗、玻璃材质隔断、光反射板、百叶窗以及室内表面的一次性设计，其最大限度的利用建筑在各个时段可能获得的自然光进行照明。

从设计上讲，比如在窗户的选用方面，大部分的现代建筑都在使用一种中空玻璃，即在2片玻璃之间有一个空气层，这样的设计很好的解决了建筑内外温度和声音隔离的问题。

而我们也可以利用这个设计来加强建筑的透光量。

如在一些窗户夹层中，装有百叶、棱镜或者光传输纤维，这些部件可以控制日光在屋中扩散的范围和亮度。

而在材质上，具有光谱选择性的建筑玻璃可以筛选太阳光的广谱，过滤掉会发热的红外线以及晒伤皮肤的紫外线，引入可见光；而在比较寒冷的气候条件下，使用低辐射涂层的窗户可以将热量反射回建筑内部保持室内温度。

建筑内部的天花板和墙壁都可以成为建筑照明系统本身的一部分，因为其表面可以起到漫反射的作用帮助日光渗透到建筑中更深的内部空间。

因此，为了提高建筑物的内部整体亮度。

天花板应有较高的反射率，墙壁表面也应该是浅色。

而同样的，避免深色的家具也可以使室内的亮度均匀性更舒适，建筑物外部周边的浅色地面可以提高向上反射到窗户和室内天花板的光量，并且还会调整光线的颜色。

3主动式采光设计
主动式采光设计是近几年才在世界范围内普及，并多用于高级大型建筑的设计当中的一种采光设计方式，因为这些建筑通常对照明的强度和质量需求都较高，主动式采光设计帮助保证这些建筑的充足采光并对引入其中的光线进行强度和角度的智能调整，以达到理想的美学效果。

主动式采光设计中，发明最早、运用最广泛的是能够跟踪太阳角度进行反射的定日镜。

定日镜的表面成碟形，装有一个连通着脉冲电动机光传感器，其工作原理是光敏传感器将其感受到的日光变化传给电动机，变为电信号后传给主控电脑，电脑中的程序分析这些信号后，根据其所提供的信息调整主反射镜，跟踪太阳的变化角度，最大限度的在白天捕捉和利用太阳光，保证建筑物内部的照明需求。

而当光线被捕捉到会使用具有高反射性能的光管将光线分配到建筑物需要的地方。

建筑中的各种光学构件，例如玻璃幕墙、百叶窗、遮阳板、天窗等，在不同的季节也可以通过手动或由电脑控制的方式来调节部件的性能或角度，由此控制太阳光和热进入建筑内部的多少。

但是，这一装置有它的缺点，那就是主反射镜由于完全暴露在室外，没有任何遮蔽设施，不仅容易为自然现象所破坏，即便日常护理和清洁也必须十分频繁，否则主反射镜上面的灰尘和污垢就会影响反光效率，降低进光量，而传感器上的灰尘则会使装置灵敏度减低，甚至导致失灵。

为了解决这一问题，学界正在开发一种可以直接安装在建筑外墙上作为直立窗的材质，这种窗户的材质具有微叠层，可以主动响应外界环境的变化，主动地控制进入建筑内部的日光和热量的强度变化。

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4光、热环境中建筑节能设计矛盾解决
在我国进行采光的节能设计时，我们首先要注意的问题是供热节能和采光节能的矛盾问题，因为很多时候，充足的进光量所带来的是室内温度的大幅度升高，这在一些本身就很炎热的地区就加重了夏季空调制冷的能量消耗。

在我国一些地区，尤其是长江流域，由于其处于亚热带和温带交界处，夏季十分炎热而冬季却潮湿寒冷，如何恰当的同时满足这一地区居民的采光和室内温度要求，成为了设计师面对的一个难题。

想要解决这个问题，就要在设计时充分考虑各种因素，通过设计技巧的综合运用，达到理想的效果。

建筑节能设计中对建筑的整体合理布局也尤为重要，合理的朝向布局才能保证建筑适宜的光、热环境。

我国地处北半球，保证日照建筑理应南向布局。

从太阳热辐射分布看，南向布置冬季日照最多夏季热辐射最少，并且我国大部分地区夏季主导风为东南向，所以南向的房屋既可以保证充足的光照，在夏季又有足够的通风量以维持舒适的室内温度。

综合分析保温、隔热、日照和通风，南向布局利于冬季保温夏季防热的节能要求。

在我国南方，夏季防热是节能的主要工作，单独考虑这一点，建筑应该采用长宽比小（即小面宽大进深）的体型，但是这样的设计常常会造成建筑内部的采光不足，而冬季又会造成屋中阴冷的问题。

建筑节能设计中对建筑体型的优化是很重要的，建筑室内光、热环境能耗和太阳对建筑外表面的辐射热和直射光密切相关，建筑的长宽比越大，得越热多。

笔者在这里提出一个理论上可行的设计思路：即，将房屋设计为南向浅进深，但在屋顶或每一层窗沿上方设置大面积遮光板，而地面则采用浅色易反光的材质，利用其高度的漫反射保证房屋内的进光量，而在多层建筑中，每一层的遮光板也都可以成为上一层的采光设施。

在由室外采光设施将光线反射到室内后，室内的天花板和墙壁也都要进行高反光率的材质的色彩配合，让光线尽量进入房屋身处，提高室内的整体明度。

这样就既充分的保了房屋的受热面积，有保证了房屋充足的采光量，做到了供热采光双向节能。

结论
总而言之，在进行建筑采光节能设计时必须要遵守建筑节能环保的要求，这是符合现今建筑业发展的趋势所在。

作为一名建筑设计人员，综合各方面因素，合理的进行设计，才能为人们营造一个更好的居家环境。

建筑节能保温设计
龙洪涛
（雅克设计有限公司，海南海口570100）
摘要：建筑保温设计作为建筑节能设计的重要内容之一，其合理的设计可以有效地确保建筑使用的质量与耐久性。

文章主要是对如何合理布置建筑平面进行分析，并从建筑节能设计的角度对住宅建筑的一些保温节能措施进行了探讨。

关键词：房屋建筑节能设计外墙保温
1合理布置建筑平面
建筑节能工作的目标是：按照建筑节能设计标准和规范，在建筑项目设计、建造和改造过程中对建筑围护结构采取隔热保温措施，使节能型用能系统，实现建筑节能。

在建筑平面布置时，朝向和日照间距是影响室内冬季获得太阳辐射热最为关键的两个因素。

当地受季风影响，一般冬季多西北风，夏季多东南风，因此，其最佳的建筑朝向为东南向（即东偏南15度左右）东南向布置，室内在冬季上午晒东，下午晒西，获得太阳辐射比朝南向要少，可谓是冬暖夏凉，且又往往处于冬季主导风向位置，会使空气渗透耗热增加。

根据《民用建筑节能设计标准》（以下简称《标准》）规定：“建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房间宜避开冬季主导风向。

”
当其他条件相同情况下，东西向板式多层住宅建筑的传热耗热量比南北向高5%左右。

日照间距是2栋建筑间外墙的间距，在《民用建筑设计通则》中规定：“住宅应每户至少有居室，能获得冬至日满窗日照不少于1h。

”
目前，在住宅楼栋布置时，往往忽视了这一点，导致楼栋间距满足不了规范要求，其底层住户在整个冬季见不到太阳，严重影响了人们的身心健康和居室中热环境的改善，应当引起设计师的重视。

如北欧南芬兰是一个能源匮乏的国家，但它有悠久的木屋建造史，设计建造已发展到一个很高的水平。

木屋用纹路美观、色泽柔和的木材建造，起到了冬暖夏凉，可减少空调和暖气的使用，达到节能目的，值得借鉴。

合理控制建筑的体形系数。

建筑物与室外大气接触的外表面与其所包围的体积的比值称之为建筑的体形系数，在其他条件相同的情况下，建筑物耗热量指标与体形系数是成正比的。

《标准》规定：“建筑物的体形系数宜控制在0．3及0．3以下；若体形系数大于0．3，则屋顶和外墙应加强保温”。

为达到这一目标，在采暖住宅建筑设计中应尽量避免建造单元过少，特别是点式平面的多层住宅。

从有关资料获悉，当板式住宅单元数达到4个以上，层数达N6层，体形系数控制在0．3以下是不难做到的。

建筑的平立面尽量规整，避免出现过多的凹凸面。

住宅套型设计在满足使用功能的要求下应减少面宽，增加进深，降低层高，这些均能相应地减少建筑的体形系数。

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